CN108163880B - 一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法，包括以下步骤：增加锌冶炼污酸的循环次数得高浓度污酸，排放至浓密机进行固液分离，得上清液；对电石渣进行调浆，中和上清液至酸度为10～20g/L，液固分离，所得固体即为中和渣；中和渣经多级逆流洗涤，液固分离，所得固体即为二水石膏；将所得二水石膏采用水热法或蒸压法制成α石膏粉。本发明回收利用了锌冶炼污酸，保护环境，而且提高了电石渣的价值，提高了经济效益；锌冶炼污酸中硫酸的质量分数提高到15%～20%，降低了处理量，减少了设备投资。
Description
技术领域
本发明涉及锌冶炼技术领域，具体涉及一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法。
背景技术
目前湿法炼锌产量已占世界锌产量的85%以上，主要由焙烧、制酸、浸出、净化、电解、熔铸等工序组成。在锌精矿焙烧过程中会产生大量的SO2烟气，该烟气经余热锅炉、旋风除尘器和电除尘器降温除尘后，再采用逆喷式高效洗涤塔洗涤，以去除其中少量的烟尘和SO2气体，再经二转二吸工艺制取浓硫酸。在净化过程中，用2%～4%的稀酸对烟气进行洗涤、降温，洗涤后的稀酸浓度升高，加入工业废水稀释后循环使用，为防止稀酸洗涤水中的固体颗粒、重金属离子和 氟离子、氯离子等阴离子的含量过高，需定期排出一定量的酸洗废液，经过初步沉淀过滤分离固体颗粒后产生的废液即为污酸。此污酸含硫酸2%～5%，因含有氟离子、氯离子以及锌离子、铜离子、镉离子、镍离子、二价钴离子、二价铁离子、汞离子、三价铁离子等重金属杂质，无法直接回收利用，需经复杂的工艺进行无害化处理。
目前各锌冶炼企业处理污酸主要采用化学沉淀法、电絮凝法、生物制剂法等，大多数工艺都需要用石灰石（或生石灰、熟石灰）将污酸中和至pH为7～9，此时污酸中的重金属杂质水解进入中和渣，产生的中和渣即石膏渣因重金属含量超标，难以资源化利用，只能堆存。
发明内容
本发明的目的是提供一种石膏纯度高，经济效益好的利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法，包括以下步骤：
步骤1：提高污酸浓度：增加锌冶炼污酸的循环次数得高浓度污酸，所述高浓度污酸中硫酸的质量分数为15%～20%，将高浓度污酸排放至浓密机进行固液分离，得上清液；
步骤2：中和工序：步骤1所得上清液其中一部分进入调浆槽对电石渣进行调浆，另一部分进入中和反应槽，调浆后的电石渣连续加入中和反应槽中，直至中和反应槽中的上清液中和至酸度为10～20g/L，然后液固分离，所得液体进入污水处理***，所得固体即为中和渣；
步骤3：多级逆流洗涤工序：将步骤2所得中和渣加入生产水调浆成矿浆，矿浆进入逆流洗涤器，进行多级逆流洗涤，然后液固分离，所得固体即为二水石膏；
步骤4：制备α石膏粉工序：将步骤3所得二水石膏采用水热法或蒸压法制成α石膏粉。
进一步地，步骤1所述的锌冶炼污酸为锌冶炼烟气制酸过程中净化工序产生的稀硫酸。
进一步地，步骤2所述的电石渣是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。
进一步地，步骤2所述中和反应槽内的温度为30～60℃。
进一步地，步骤2所得中和渣部分返回中和反应槽。
进一步地，步骤3所述矿浆的含固量为30～50%，所述多级逆流洗涤为3～7级。
其中，所述水热法和蒸压法为制备α石膏粉的常规方法。
本发明的有益效果为：
1. 本发明提供的一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法，回收利用了锌冶炼污酸，保护环境，而且提高了电石渣的价值，提高了经济效益；锌冶炼污酸中硫酸的质量分数提高到15%～20%，降低了处理量，减少了设备投资；
2. 本发明中和工序中反应终点酸度为10～20g/L，在此酸度下，污酸中Zn2+、Cu2+、Cd2+、Ni2+、Co2+、Fe2+、Hg2+不水解，仅有少量Fe3+水解，产出的中和渣较纯净，有利于后续利用；中和工序所得的所得中和渣部分返回中和反应槽，有利于石膏结晶长大，提高液固分离的效果；多级逆流洗涤工序，便于洗去矿浆中的重金属和F-、Cl-，得到纯净的α石膏粉。
附图说明
图1是本发明一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
实施例1
如图1所示，一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法，包括以下步骤：
步骤1：提高污酸浓度：增加锌冶炼污酸的循环次数得高浓度污酸，所述高浓度污酸中硫酸的质量分数为16%，将高浓度污酸排放至浓密机进行固液分离，得上清液；所述的锌冶炼污酸为锌冶炼烟气制酸过程中净化工序产生的稀硫酸；
步骤2：中和工序：步骤1所得上清液其中一部分进入1#调浆槽对电石渣以固液质量比为1:1.5进行调浆，另一部分进入中和反应槽，调浆后的电石渣连续加入中和反应槽中，中和反应槽内的温度为40℃，直至中和反应槽中的上清液中和至酸度为15g/L，在此酸度下，污酸中Zn2+、Cu2+、Cd2+、Ni2+、Co2+、Fe2+、Hg2+不水解，仅有少量Fe3+水解，产出的中和渣较纯净，然后液固分离，所得液体进入污水处理***，所得固体即为中和渣；取部分中和渣返回中和反应槽，有利于石膏结晶长大，提高液固分离的效果，另一部分中和渣进入下一步工序；所述的电石渣是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣；
步骤3：多级逆流洗涤工序：将步骤2所得中和渣加入至2#调浆槽，加入生产水调浆成矿浆，矿浆的含固量为40%，矿浆进入逆流洗涤器，进行5级逆流洗涤，便于洗去矿浆中的重金属和F-、Cl-，然后液固分离，所得固体即为二水石膏；
步骤4：制备α石膏粉工序：将步骤3所得二水石膏采用常规的蒸压法制成α石膏粉。
所得α石膏粉的抗压强度为42.41MPa。
实施例2
如图1所示，一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法，包括以下步骤：
步骤1：提高污酸浓度：增加锌冶炼污酸的循环次数得高浓度污酸，所述高浓度污酸中硫酸的质量分数为20%，将高浓度污酸排放至浓密机进行固液分离，得上清液；所述的锌冶炼污酸为锌冶炼烟气制酸过程中净化工序产生的稀硫酸；
步骤2：中和工序：步骤1所得上清液其中一部分进入1#调浆槽对电石渣以固液质量比为1:1.8进行调浆，另一部分进入中和反应槽，调浆后的电石渣连续加入中和反应槽中，中和反应槽内的温度为30℃，直至中和反应槽中的上清液中和至酸度为20g/L，在此酸度下，污酸中Zn2+、Cu2+、Cd2+、Ni2+、Co2+、Fe2+、Hg2+不水解，仅有少量Fe3+水解，产出的中和渣较纯净，然后液固分离，所得液体进入污水处理***，所得固体即为中和渣；取部分中和渣返回中和反应槽，有利于石膏结晶长大，提高液固分离的效果，另一部分中和渣进入下一步工序；所述的电石渣是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣；
步骤3：多级逆流洗涤工序：将步骤2所得中和渣加入至2#调浆槽，加入生产水调浆成矿浆，矿浆的含固量为30%，矿浆进入逆流洗涤器，进行3级逆流洗涤，便于洗去矿浆中的重金属和F-、Cl-，然后液固分离，所得固体即为二水石膏；
步骤4：制备α石膏粉工序：将步骤3所得二水石膏采用常规的水热法制成α石膏粉。
步骤2和步骤3所述液固分离均采用压滤机进行分离，所得α石膏粉的抗压强度为43.21MPa。
实施例3
如图1所示，一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法，包括以下步骤：
步骤1：提高污酸浓度：增加锌冶炼污酸的循环次数得高浓度污酸，所述高浓度污酸中硫酸的质量分数为18%，将高浓度污酸排放至浓密机进行固液分离，得上清液；所述的锌冶炼污酸为锌冶炼烟气制酸过程中净化工序产生的稀硫酸；
步骤2：中和工序：步骤1所得上清液其中一部分进入1#调浆槽对电石渣以固液质量比为1:2进行调浆，另一部分进入中和反应槽，调浆后的电石渣连续加入中和反应槽中，中和反应槽内的温度为60℃，直至中和反应槽中的上清液中和至酸度为15g/L，在此酸度下，污酸中Zn2+、Cu2+、Cd2+、Ni2+、Co2+、Fe2+、Hg2+不水解，仅有少量Fe3+水解，产出的中和渣较纯净，然后液固分离，所得液体进入污水处理***，所得固体即为中和渣；取部分中和渣返回中和反应槽，有利于石膏结晶长大，提高液固分离的效果，另一部分中和渣进入下一步工序；所述的电石渣是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣；
步骤3：多级逆流洗涤工序：将步骤2所得中和渣加入至2#调浆槽，加入生产水调浆成矿浆，矿浆的含固量为50%，矿浆进入逆流洗涤器，进行7级逆流洗涤，便于洗去矿浆中的重金属和F-、Cl-，然后液固分离，所得固体即为二水石膏；
步骤4：制备α石膏粉工序：将步骤3所得二水石膏采用常规的蒸压法制成α石膏粉。
步骤2和步骤3所述液固分离均采用压滤机进行分离，所得α石膏粉的抗压强度为40.25MPa。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明实施范围，故凡依本发明专利范围所述技术方案所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (5)
1.一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：提高污酸浓度：增加锌冶炼污酸的循环次数得高浓度污酸，所述高浓度污酸中硫酸的质量分数为15%～20%，将高浓度污酸排放至浓密机进行固液分离，得上清液；
步骤2：中和工序：步骤1所得上清液其中一部分进入调浆槽对电石渣进行调浆，另一部分进入中和反应槽，调浆后的电石渣连续加入中和反应槽中，直至中和反应槽中的上清液中和至酸度为10～20g/L，然后液固分离，所得液体进入污水处理***，所得固体即为中和渣，取部分中和渣返回中和反应槽；
步骤3：多级逆流洗涤工序：将步骤2所得中和渣加入生产水调浆成矿浆，矿浆进入逆流洗涤器，进行多级逆流洗涤，然后液固分离，所得固体即为二水石膏；
步骤4：制备α石膏粉工序：将步骤3所得二水石膏采用水热法或蒸压法制成α石膏粉。
2.根据权利要求1所述的一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法，其特征在于，步骤1所述的锌冶炼污酸为锌冶炼烟气制酸过程中净化工序产生的稀硫酸。
3.根据权利要求1所述的一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法，其特征在于，步骤2所述的电石渣是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。
4.根据权利要求1所述的一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法，其特征在于，步骤2所述中和反应槽内的温度为30～60℃。
5.根据权利要求1所述的一种利用锌冶炼污酸制备石膏粉的方法，其特征在于，步骤3所述矿浆的含固量为30～50%，所述多级逆流洗涤为3～7级。
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