氯碱工业固体废物处理与利用

氯碱工业固体废物处理与利用氯碱工业固体废弃物主要是盐泥、废石棉隔膜、电石渣(浆)、汞、卤代烃残液和废汞催化剂,其中除盐泥外,其余均属固体危险废物。随着氯碱工业的迅速发展,生产中排放的污染物增多,尤其是电石法生产聚氯乙烯工艺,电石生产的污染和电石渣的排放。汞及汞化物的危害,给环境带来严重污染,直接影响到周围居民和职工的身体健康。
1.盐泥的处理与综合利用复合挤塑聚苯板
(1)含汞盐泥的处理
发达国家主要采用维持淡盐水中的游离氯量在38—42mg/L范围之内的方法,大大降低汞在精制过程中的沉淀量,使盐泥中含汞量低于
20mg/kg。处理后的含汞盐泥加入汞的固定剂和水泥砂浆固型化处理后埋入地下或投入深海。
中国从盐泥中回收汞的方法主要为氧化熔出法或氯化—硫化—焙烧法。
氧化熔出法:将符台饱和盐水的含汞泥浆加入次氯酸纳并在温度为50一55℃,pH值为11—12条件下反应40一50min,不溶性汞转化为可溶性汞,过滤后的清盐水加入精盐水系统中,在电解槽阴极上还原为金属汞。处理后盐泥含汞量约100mg/kg。
氯化—硫化—焙烧法:把盐酸加入洗盐后的含汞泥浆中,然后通入,使沉淀的汞转化为可溶性汞化合物。沉降分离后的清液用亚硫酸钠除去游离氯,加硫化钠使汞离子变为硫化汞,沉降分离出含汞25%一30%的黑沉淀物。沉淀物自然干燥后在800℃焙烧炉内蒸出汞,冷却回收得到金属汞,回收率约80%。
(2)非汞盐泥的综合利用
用盐泥废料制取塑料橡胶填料,将湿基盐泥烘干后,再进行粉磨和风选分级,其成品粒度小于50微米,该方法处理流程简单,能降低塑料与橡胶的成本,提高塑料与橡胶的某些性能,同时改善了盐泥废料造成的环境污染,用盐泥废料制取的填料,能广泛地用作为中、低档塑料制品、橡胶制品的填充材料,如填充塑料板材、管材、异型材和胶板、
胶管等。
用盐泥生产沉淀硫酸钡的,将废料盐泥为主要原料并加入溶剂A和溶剂B,经过制浆、溶解、反应、分离、洗涤等工艺过程制得膏状硫酸钡。
是用纯碱废盐泥制备碳酸镁联产碳酸钙和硫酸钠的方法,其主要技术方案为:纯碱废盐泥经过洗涤、沉降、抽滤,滤液进入碳化塔进行碳化,再经抽滤、加热分解、沉淀、离心得到轻质碳酸镁;上述沉取卵针
淀滤饼调和成乳液再与碳酸钙反应,反应物再抽滤,得到滤饼经洗涤、干燥、粉碎、包装得到碳酸钙产品;而滤液经蒸馏、冷却、粉碎得到粉状硫酸钠产品。
用盐泥制备锅炉烟气脱硫剂,在盐泥中加入质量分数30%—35%的生石灰,搅拌均匀后进行干燥。将盐泥(70%-80%)与六亚甲基四胺(10%-15%)、四硼酸钠(5%-15%)均匀回合后,粉碎至100—200目,即得锅炉烟气脱硫剂。
利用氯碱厂废弃盐泥制备氟离子吸附剂,将氯碱厂废弃盐泥与丙烯酸等共聚,过硫酸钾作引发剂,制得了吸附率为86%~89%的F-吸附剂,用于处理超标含氟污水
2. 废石棉隔膜的处理
以前各国普遍采用封箱方法处理石棉污染问题,即将石棉“禁
锢”在混凝土中。但是,这种方法仍然不能保证石棉纤维不会因混凝土崩解而释放出来。
法国史耐德集团研制出开发处理石棉的新技术,有效地解决了石棉建材的回收处理问题。这种新技术是将石棉加热至1600一1900℃的高温,使其化学性质趋于稳定,然后,再用惰性物质和石棉融合,经冷却后再压碎。这样,石棉就变成了非常稳定的“玻璃”粉末。专家指出,这些玻璃粉末不但不会发生石棉纤维污染问题,而且还可以作为修建道路的材料,是目前较理想的石棉回收处理方法。
3.电石渣(浆)的前期分离处理和后期加工回用
(1)电石渣的前期分离处理
前期分离处理指对电石渣浆进行固液分离,主要有自然沉降法和机械分离法。
自然沉降法是靠湿电石浆中固体颗粒的自身重力进行沉降,对除去较大的颗粒较为有效。湿电石渣浆排出后,一般先汇集于渣地,除去块状杂质,然后用泥浆泵送至沉降池进行沉淀,排去上面的清液(仍属废水,需回用),下层的浓浆送入加工区。该法占地面积大,劳动环境差,对环境污染严重,且清液中固体含量偏高,清液回用困难。
机械分离法,用浓缩机、离心机、真空过滤机和板框压滤机等机械分离法来分离电石渣。 浓缩机分离液中,固相含水在60%~70%,废渣无法自然堆放,多用于湿法水泥生产,投资较大。 离心机分离法是利用悬浮颗粒和废水的质量不同,在高速旋转时所受的离心力大小也不同,干电石渣(质量大者)被甩到外圈,废水留在内圈,并通过不同的出口被分别导走。虽然离心机转速高,分离效率也高,但设备复杂,造价较贵。 压滤机是近年来出现的新型高效脱水设备,与真空过滤机相比具有数倍过滤能力,因而不仅生产能力大、滤饼水分低、滤液清洁,而且具有占地面积小、操作环境相对较好、滤渣可外运等特点。
(2)电石渣的后期加工回用
废水的处理回用
石渣浆废水不仅含有难以处理的乙炔气体、守,而且pH值较高,水质、水量具有随机性和多变性,因而被认为是处理难度较大、治理成本较高的一类废水。目前,电石渣浆废水主要是经过二次处理后循环用于生产过程的相应岗位,或用于中和酸性废水等。
废水经过二次处理循环利用, 废水的再利用主要是用于电石反应生产乙炔。乙炔发生器中电石反应对水质要求不高,电石渣浆废水进行二级沉淀处理去除其中的悬浮物后可作为电石反应用水。 首先将乙炔发生器产生的渣浆废水排放到渣浆收集他,再用泥浆泵输送到渣浆沉淀地,在池中进行沉淀处理。上部清液经溢流进入竖流式二级沉淀池中,进行充分沉淀, 使废水中Ca(OH)2微粒再次沉降,清液溢流入集水池,用清水泵送入乙炔发生器,与冷却塔废水混合后,在乙炔发生器户与电石进行反应,使高pH值、高 S2-、高COD废水得以闭路循环使用。
中和酸性废水, 该过程主要是将化工区各厂排出的酸性废水(主要为盐酸、硫酸和有机酸废水)与碱性废水进行中和,剩余的酸度用电石渣中和,为二级生化处理提供必要的进水条件。
干电石渣的回用
食物模型经处理后的干电石渣,其回用主要有以下几个方面:制成石灰作为电石的生产原料、与煤渣等煅烧生
产电石渣水泥、作为普通建筑材料(地基填土等)、与作用生产漂白粉、代替石灰作浮选调整剂、作锅炉烟气的脱硫吸收剂、作劣质煤生产燃煤的固硫剂、作防水涂料的主要填料、作瓷光壁涂料和建筑室内用腻子的原料等。
制成石灰作为电石的生产原料 ,将干电石渣送入造粒机,制成
磁电编码器Φ5~20的圆球颗粒,再滚入干燥炉预热、烘干,而后进入回转炉煅烧,煅烧成的回收石灰流入冷却简冷却后送入卸料贮槽,由此装车运到电石厂作电石原料。但因回收石灰中含S、P杂质较多,掺进的回收石灰只能占电石原料的20%左右,过多则会影响电石的质量。
与煤渣等煅烧生产电石渣水泥 电石渣水泥一般在立窑中煅烧而成,其备料有干法和湿法两种方法。 当电石渣的含水量较高(60%~80%)时,可以采用于法备料。干法备料需要采用机械分离脱水使电石渣含水量降至30%~40%,所有的其它原料也需要进行干燥。干法的缺点是物料需要干燥,所需要的物料堆放地也大,因此生产能力受到一定限制。干法电石渣水泥的抗压强度可达到39.2 MPa。 湿法备料法是在电石渣中加入一定量的煤、黄土、矿渣等,经过湿法备料、过滤、成球、立窑煅烧和熟料细磨等加工步骤后,即可制成电石渣水泥。工业上一般程序如下: 煤、黄土及矿渣按16:16:5的质量比配合,经搅拌后,加水磨湿,得到含水54%~58%的泥浆,流入泥浆池备用。将此泥浆与电石渣进行配比,再经过过滤脱水,所得滤饼仍含40%左右的水。如果还需要进一步脱水,可送堆料场中继
续脱水。脱水后的物料用松散机散化,再送去成球,成球过程中需要加入运量煤屑及 5%~8%的黄粉(黄粉即立窑中没有烧透的熟料粉,因呈黄而称黄粉),在细磨过程中所加入石膏粉的量约为熟料的5%左右。 此法生产的电石渣水泥,抗压强度也可达39.2 MPa。
作普通建筑材料 根据化学的成分分析及应用试验证明,干电石渣经研粉后,完全可以在建筑工程中代替石灰生产普通混合砌筑沙浆和内墙抹灰沙浆。
生产轻质砖 以浓缩的废电石废渣(含水39.6%)为主要原料,掺入少量的水泥,与经过破碎的煤渣(粒径<20mm)、碎石料按电石废渣:水泥:碎石:煤渣=3.2:1.1:3.2:2.5的比例搅拌均匀,经砌块成型机加压成型,自然养护28天左右,可出厂销售。
作防水涂料的主要填料 先用表面处理剂(如“脂肪皂-含硅醇键表面活性剂”的混合表面活性剂)对电石渣去味、改性,将其变成一种流水材料,再以改性电石渣为主要填料,加入一定的成膜物质、成膜辅剂和颜料,可以制备防水性能良好的涂料。
用作化工原料
蛋白糖基化
生产环氧丙烷:丙烯气、和水在管式反应器和塔式反应器中发生反应生成氯丙醇,氯丙醇与经过处理后的电石渣混合后送入环氧丙烷皂化塔,氯丙醇与Ca(OH)2(电石渣)发生皂化反应生成环氧丙
烷。生产氯酸钾:先将电石渣浆中的杂质除去后进入沉淀池,得到浓度为12%的乳液,用泵将电石渣乳液送至氯化塔并通入、氧气。在氯化塔内,Ca(OH)2与Cl2 、O2发生皂化反应生成Ca(ClO3)2 ;去除游离氯后,再用板框压滤机除去固体物,将所得溶液与KCl进行复分解反应生成KClO3溶液,经蒸发、结晶、脱水、干燥、粉碎、包装等工序制得产品氯酸钾(KClO3)。
4. 卤代烃残液的处理
通常作为溶剂的卤代烃都作回收回用处理,但如果废水中的氯代烃浓度较高,则应先进行解毒减荷预处理,经过物化预处理后废水中的卤代烃浓度一般可以降到10mg/L左右,为后续的生化处理创造了条件。实用的工业方法有:
原油在线含水分析仪混凝沉淀法:绝大部分卤代烃在水中的溶解度很小,可用FeCl3作混凝剂,再用石灰乳将pH调到9,可以除去大部分液态水不溶性卤烃。
碱性水解法:含氯仿废水不但难以生化降解,而且毒性也大,为此也可采用碱性水解法把氯仿水解成甲酸盐来解毒。在pH>12.5,温度控制在95~100℃下加热1h,水中氯仿几乎全部水解。此法尤其适用于处理高浓度的含卤代烃废水。
金属还原法:利用金属(Fe、Zn等)或双金属(如Pd/Fe、Cu/Fe、Ni/Fe等)及含铁化合物(如FeS
、氧化铁、绿锈等)的还原作用,脱除卤代脂肪烃分子中的卤原子,对氯苯则因去除了氯原子而形成毒性较小的环己醇。其动力学过程受控于溶液的pH(偏酸性)和金属的表面积与活性(如用铜等来激活)等。由于该方法常需引入Pd、Cu、Ni等,甚至盐作催化剂、激活剂,以保持快速持久的效果,所以在进入生化处理系统之前,还得去除这些溶入水体中的金属离子。另外,这些催化剂、激活剂的使用需要付出成本。
电化学法:采用微电解膨松床或电解絮凝进行阴极脱卤解毒,然后

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