含鈣鎂廢渣如何高效綜合利用?
一般來說,,鈣鎂型廢渣是指廢渣中鈣化合物或鎂化合物含量居各組分之首,,或者鈣化合物和鎂化合物含量之和占廢渣(干基)總量的50%以上的工業(yè)廢渣。常見的鈣鎂型廢渣有電石渣,、堿渣,、磷尾礦、石灰乳皂化廢渣等,。
根據(jù)鈣鎂型廢渣中鈣化合物的類型,,可分為Ca(OH)2型、CaCO3型,,分別如電石渣,、磷尾礦;當(dāng)CaCO3和Ca(OH)2含量都比較多時,,歸入Ca(OH)2型,,如皂化廢渣等,。當(dāng)鈣鎂型廢渣中鎂元素含量較高時,,又可分為高鎂Ca(OH)2型、高鎂CaCO3型,,如高鎂皂化廢渣、高鎂磷尾礦和高鎂堿渣等,。
1,、Ca(OH)2型廢渣
以干法電石渣粉為例,依次經(jīng)消化浸取,、過濾洗滌,、濾液CO2碳化、干燥磨粉等工藝步驟分別得到高純度輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品和不溶性中性殘渣,。顏鑫等提出的以石灰石生產(chǎn)電石為龍頭,,以電石渣和工業(yè)上富余的CO2為原料,將乙炔,、食品級輕質(zhì)碳酸鈣和水泥三大化工產(chǎn)品實現(xiàn)聯(lián)合生產(chǎn)的鈣元素充分綜合利用綠色新工藝,,達(dá)到了對石灰石中鈣元素“吃干榨凈”的目的。實現(xiàn)了“以廢治廢”,,變“廢”為資源的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo),,具有良好的環(huán)境效益,、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益,。
2、高鎂Ca(OH)2型廢渣
皂化廢渣同時含有CaCO3和Ca(OH)2,,且富含Mg(OH)2,,可以歸類為高鎂Ca(OH)2廢渣,其充分綜合利用工藝流程較為復(fù)雜,。將皂化廢渣轉(zhuǎn)入消化浸取裝置中,一定的溫度下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?、消化反?yīng),、NH4Cl浸取反應(yīng)、過濾分離,;所得浸取液轉(zhuǎn)入碳化裝置,,進(jìn)行CO2碳化反應(yīng)I,控制反應(yīng)溫度和pH,,經(jīng)過濾,、洗滌、干燥后得到輕質(zhì)碳酸鈣,,濾液循環(huán)用于浸取反應(yīng),。浸取后的濾渣加適量清水并充分?jǐn)嚢韬笸ㄈ隒O2進(jìn)行碳化反應(yīng)II,碳化反應(yīng)II后再過濾分離,,所得濾液為碳酸氫鎂溶液,,碳酸氫鎂溶液可以直接蒸發(fā)分解得到MgCO3產(chǎn)品,所得濾渣為不溶性中性殘渣,。
皂化廢渣經(jīng)消化浸取、CO2碳化反應(yīng)I,、CO2碳化反應(yīng)II,、加熱分解、多次過濾分離等化學(xué)反應(yīng)和過濾分離等單元操作步驟,,可以將有害皂化廢渣分離回收為高純度的輕質(zhì)碳酸鈣、MgCO3兩種化工新型材料和不溶性中性殘渣,,使皂化廢渣得到充分綜合利用,,同時消耗大量CO2,實現(xiàn)三廢零排放,,是一種完全不同于現(xiàn)有皂化廢渣綜合利用的新技術(shù),、新突破,其社會效益,、環(huán)境效益,、經(jīng)濟(jì)效益都十分明顯。
3、高鎂CaCO3型廢渣
磷尾礦粉經(jīng)煅燒反應(yīng),、消化浸取反應(yīng)、浸取液碳化反應(yīng)I,、浸渣碳化反應(yīng)II,、碳化反應(yīng)II的濾液氨化反應(yīng)等五步反應(yīng),經(jīng)過多次過濾分離,、干燥磨粉等物理單元操作之后,,可分別得到食品級輕質(zhì)碳酸鈣、Mg(OH)2和磷精礦等3個產(chǎn)品,。
磷尾礦中大量的CaCO3和MgCO3分離出來后,,分別成為了食品級輕質(zhì)碳酸鈣、Mg(OH)2產(chǎn)品,,殘渣是P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到30%以上的磷精礦,,整個分離過程得到了3個附加值較高的產(chǎn)品,使磷尾礦得到了充分綜合利用,,其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀,,且沒有三廢排放,是一個典型的循環(huán)經(jīng)濟(jì)項目,。
4,、廢渣綜合利用效益分析
不管是CaCO3型廢渣,,還是Ca(OH)2型廢渣,,無論是高鎂或者是低鎂廢渣,其綜合利用新工藝中都包含了浸取反應(yīng)和CO2碳化反應(yīng),,經(jīng)浸取反應(yīng)后鈣離子都是以CaCl2或Ca(NO3)2的形式存在,碳化反應(yīng)都是CaCl2或Ca(NO3)2的氨水溶液與CO2的反應(yīng),。由于CaCl2或Ca(NO3)2的氨水溶液是澄清透明溶液,,不同于傳統(tǒng)輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工藝中采用石灰乳來制備輕質(zhì)碳酸鈣,石灰本身夾帶有少量鐵,、鋁,、硅、錳等元素的氧化物,,傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的輕質(zhì)碳酸鈣的純度和白度較低,,因此,CaCl2或Ca(NO3)2的氨水溶液碳化法生產(chǎn)的輕質(zhì)碳酸鈣,,只要經(jīng)過充分洗滌,,其產(chǎn)品純度和白度都是很高的,。
實驗證明,產(chǎn)品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)99.9%,,鎘,、砷、鉛,、汞等有害元素的含量遠(yuǎn)低于食品級輕質(zhì)碳酸鈣的國家標(biāo)準(zhǔn)或無法檢出,,可見,,這種高純度,、高白度輕質(zhì)碳酸鈣完全可用做電子級CaCO3和食品級CaCO3,其價值將是普通輕質(zhì)碳酸鈣價格的2~3倍,,可預(yù)期其經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益都是相當(dāng)可觀的,。