含硫酸根廢水鈣法除硫酸根聯產高性能膠凝材料成套技術應用
更新時間：2020-05-12 17:02
來源：中國環保產業協會
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處理硫酸根廢水技術可廣泛應用于氯堿行業、純堿行業、制藥行業等。資源化利用得到的高性能膠凝材料產品可廣泛應用于建筑、模具、航空、橡膠、汽車、鑄造、醫療、化妝品等領域。
一、主要技術內容
1. 基本原理
2. 技術關鍵
（4）研發出新型α型高強石膏制備工藝，解決與傳統產業耦合的難題，助力于相關的產業升級和節能降耗；
二、典型規模
聯產1.5萬t/a高性能膠凝材料裝置，每年可處理硫酸根（折百）10000t。
專用分離+干燥設備
三、主要技術指標及條件
1. 技術指標
（1）鈣法除硫酸根技術：將硫酸根從幾十g/L，處理至＜2g/L，原廢液中濃度越高，其去除率越高，去除率可高達99%。
（2）除硫酸根副產二水硫酸鈣制備高性能膠凝材料技術指標：
（1）含硫酸根廢水主要為無機廢水，初始硫酸根濃度≥35g/L，可溶性有機物≤1500mg/L；
1. 主要設備
二水硫酸鈣結晶罐或結晶槽（帶攪拌）；二水硫酸鈣漿液輸送泵（一用一備）；旋流器；.真空帶式過濾機成套系統；攪拌式轉晶釜；石膏分離機；干燥機（如閃蒸干燥機、空心槳葉干燥機等系列）；成套除塵裝置。
2. 運行管理
主裝置實行PLC或DCS控制，單個轉晶工段為間歇式生產，通過合理排班實現整套裝置連續式生產，在關鍵工段如鈣法除硫 酸根工段副產二水硫酸鈣工段、α半水石膏轉晶工段進行檢測分析，控制產品質量。
2. 環境效益分析
(1) 為氯堿行業鹽水精制提供鈣法除硫酸根副產二水硫酸鈣的節能降耗新工藝，實現了跨學科資源化利用，減少電耗、水耗以及因碘離子等富集造成的部分鹽水外排，另外副產的二水硫酸鈣代替天然石膏，減少了礦石開采，保護了生態多樣性；
目前鈣法處理含硫酸根廢水技術已應用于氯堿行業鹽水精制工段、苯肼廢水，其延伸技術用于純堿企業氯化鈣清液和硫酸鈉廢水綜合治理；聯產高性能膠凝材料處理推廣應用于上述領域，還應用于脫硫石膏、乳酸石膏、檸檬酸石膏、磷石膏資源化利用等領域。
該技術在堿廠的復曬廢液-氯化鈣溶液作為沉淀劑，實現以廢治廢，除硫酸根運行成本低，得到副產物二水硫酸鈣制備高性能膠凝材料，其產品質量指標達α50以上，產品暢銷，附加值高。
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一、主要技術內容
1. 基本原理
廢水中硫酸根離子和氯化鈣反應生成二水硫酸鈣，二水硫酸鈣微溶于水，在溶液中大量析出，得到的二水硫酸鈣經固液分離后，溶液中硫酸根降至2g/L以下，固體部分經洗滌后利用動態轉晶法制備α型半水石膏。過程中必須要加入轉晶劑來調節α型半水石膏的晶形，通過轉晶劑在石膏表面的吸附阻礙其C 軸方向的生長，最終生長成短柱狀晶體結構，一般晶體的最佳長徑比應控制在1～3。
2. 技術關鍵
（1）開發了鹽、堿工業含硫酸根廢水資源化處理的新工藝，利用廉價的鈣資源與含硫酸根廢水反應制備優質晶體大小、適宜的二水石膏的成套技術及裝備；突破了原有含硫酸根廢水冷凍法或鋇法等處理工藝成本高、效益低的難題，二水石膏固液分離的母液水達標排放或直接進原廠進行回收利用；
（2）基于該項技術，得到的二水石膏制備高性能石膏膠凝材料成套技術及裝備，實現了含硫酸根廢水的高效資源化處理；
（3）全面揭示了高性能石膏膠凝材料轉晶核控制機理，建立了制備理論和技術基礎，研發出高效、無毒、環境友好的α型高強石膏的轉晶劑；
（4）研發出新型α型高強石膏制備工藝，解決與傳統產業耦合的難題，助力于相關的產業升級和節能降耗；
（5）實現關鍵工藝裝備國產化，歷時近10年研發出石膏高效離心機，填補國內空白，打破國際壟斷，該裝備的成功開發奠定了含硫酸根廢水資源化處理聯產高性能石膏膠凝材料的產業化基礎；
（6）利用動態水熱法制備高性能膠凝材料，母液水回用，節能降耗。
二、典型規模
聯產1.5萬t/a高性能膠凝材料裝置，每年可處理硫酸根（折百）10000t。
關鍵工段轉晶設備
專用分離+干燥設備
三、主要技術指標及條件
1. 技術指標
（1）鈣法除硫酸根技術：將硫酸根從幾十g/L，處理至＜2g/L，原廢液中濃度越高，其去除率越高，去除率可高達99%。
（2）除硫酸根副產二水硫酸鈣制備高性能膠凝材料技術指標：
a、其產品細度（0.125mm方孔篩）篩余量≤5%；b、初凝時間≥3min，終凝時間≤30min；c、2h濕抗折強度≥6MPa，烘干抗壓強度≥50MPa。
2. 條件要求
（1）含硫酸根廢水主要為無機廢水，初始硫酸根濃度≥35g/L，可溶性有機物≤1500mg/L；
（2）廢水中鐵離子含量高會影響產品的白度，而白度不作為產品質量（強度）指標，白度差會影響產品售價；
（3）鈣法除硫酸根后，需對副產二水硫酸鈣進行除雜，減少原廢水中雜質對產品的影響；
（4）鈣法硫酸根后，母液水中硫酸根離子、鈣離子的濃度為此溫度下硫酸鈣在該溶液中的溶解度，其溶解度會因廢水中其他的雜質不同而不同；
（5）制備高性能膠凝材料需要在溫度105℃~135℃，壓力0.2MPa~0.35MPa的條件下進行，分離干燥過程中溫度均應不低于98℃。
四、主要設備及運行管理
1. 主要設備
二水硫酸鈣結晶罐或結晶槽（帶攪拌）；二水硫酸鈣漿液輸送泵（一用一備）；旋流器；.真空帶式過濾機成套系統；攪拌式轉晶釜；石膏分離機；干燥機（如閃蒸干燥機、空心槳葉干燥機等系列）；成套除塵裝置。
2. 運行管理
主裝置實行PLC或DCS控制，單個轉晶工段為間歇式生產，通過合理排班實現整套裝置連續式生產，在關鍵工段如鈣法除硫 酸根工段副產二水硫酸鈣工段、α半水石膏轉晶工段進行檢測分析，控制產品質量。
五、投資效益分析
1. 投資情況
總投資：3,200萬元，其中，設備投資：1,500萬元。主體設備壽命：10年。
2. 環境效益分析
(1) 為氯堿行業鹽水精制提供鈣法除硫酸根副產二水硫酸鈣的節能降耗新工藝，實現了跨學科資源化利用，減少電耗、水耗以及因碘離子等富集造成的部分鹽水外排，另外副產的二水硫酸鈣代替天然石膏，減少了礦石開采，保護了生態多樣性；
(2) 為其他化工廢水提供了除硫酸根聯產高性能膠凝材料的方法，并且帶動了周圍的就業與發展，減少了廢水排放，實現了水資源的循環利用。
總結：
目前鈣法處理含硫酸根廢水技術已應用于氯堿行業鹽水精制工段、苯肼廢水，其延伸技術用于純堿企業氯化鈣清液和硫酸鈉廢水綜合治理；聯產高性能膠凝材料處理推廣應用于上述領域，還應用于脫硫石膏、乳酸石膏、檸檬酸石膏、磷石膏資源化利用等領域。
該技術在堿廠的復曬廢液-氯化鈣溶液作為沉淀劑，實現以廢治廢，除硫酸根運行成本低，得到副產物二水硫酸鈣制備高性能膠凝材料，其產品質量指標達α50以上，產品暢銷，附加值高。
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