2.8 盐泥的洗涤、过滤和利用
盐泥是氯碱行业原盐精制过程中产生的废弃物。我国烧碱企业所用的原盐质量较差,产生的盐泥量也相对较多。大量的盐泥废渣直接排入地沟,不仅造成资源的浪费,而且流入河流等,造成了严重的环境污染。因此,把盐泥回收、盐水回用,既能降低烧碱生产的盐耗,又能降低盐泥排放造成的污染。
盐泥为灰白色的悬浮液,所含固体物的质量分数为10%~15%。从盐泥的化学组成来看,它是一种Ca2+、Mg2+含量较高的物质,不同种类原盐的盐泥组成略有不同。盐泥的产生量与原盐杂质含量、卤水用量以及生产工艺有很大关系。一般生产1t 100%的NaOH会产生40~60kg (干基)的盐泥,相当于含水40%(压榨脱水后)的盐泥67~100kg。盐泥主要成分见表2-26。
表2-26 盐泥的主要成分
2.8.1 盐泥的洗涤
一般多用三层洗泥桶使盐泥与清水逆流接触多次,回收盐泥中的NaCl,降低盐泥中的NaCl含量。三层洗泥桶为立式钢板焊制的圆桶,内有两个水平隔板将桶分隔为上、中、下3层。从上到下每层有缓慢转动的泥耙,由桶盖上部的传动装置带动。桶外上方装有3个洗水小槽。操作时,清水从洗水槽进入,利用位差流入洗泥桶的下层,与中层耙下的泥浆接触。洗水因中层和下层之间中央套管泥封的阻拦,不能进入中层,而从中层上部不边缘的导管流入一次清水小槽。一次洗水小槽的洗水进入洗泥桶的中层,与上层耙下来的泥浆相接触;同样,由于泥封阻拦,二次洗水小槽的洗水进入洗泥桶的上层,与上部加入的盐泥浆相接触;三次洗水由上部边缘的集水槽溢流出来,再回收利用。盐泥浆经过3次逆流洗涤后,从下层底部定时排除。洗泥时,保持盐泥泥浆与洗水的比例是1∶(3~5),并适当调整底层的废泥排出量,保持各层间的泥封,以控制废泥的含盐量在10g/L以下。
2.8.2 盐泥的过滤
现在一般均采用板框压滤式盐泥过滤处理,压滤机由滤板、压缩板、滤布组成,滤板两端面覆盖着滤布,压缩板两端覆盖着压榨滤膜,压榨滤膜外面覆盖滤布,两滤布中间有通道。当滤板压紧后,过滤物进入过滤机构、滤板、压缩板密闭所形成的滤室,固体颗粒被滤布截留在滤室内,液体则穿过滤布顺着滤板和压榨隔膜的沟槽进入出液通道,排出机外。该压滤机可进行滤饼洗涤,可进一步地回收滤饼中的盐水,通常可以从洗涤口或进料口通入压缩空气(即吹气),压缩空气渗过滤饼层,带走滤饼中的一部分水分,从而降低滤饼中的含水率,料浆在机内经过过滤、滤饼洗涤、压榨、吹气后可得到含水率为45%左右的泥浆。其过滤、洗涤、压榨后的有效成分送盐水工段回收利用。泥浆储槽内的盐泥通过盐泥泵打入板框压滤机,中心位置的大口径泥浆进料口使盐泥均匀分布在滤布腔内,进料过程中滤水流到预水库供化水岗位使用。进料完毕,打开压缩空气,在压缩空气作用下,滤水排出,经5~15min的压滤,盐泥水分基本压干,关空压开动电机,拉开板框,借滤饼自重辅以人工下料,落料到料仓。
2.8.3 盐泥的回收利用
结合实际情况,氯碱企业对盐泥可进行压榨脱水,干渣可用作填坑的铺路材料,也可经过进一步的分离制成氧化镁,供造纸或橡胶工业使用。为了更好地利用盐泥中的钙、镁离子,可通过配浆、酸解、沉淀分离来获得中间产物,用来制备α-CaSO4晶须和碱式硫酸镁晶须。
盐泥回收利用基本原理和制造产品的作用:针对盐泥中物质的酸溶性和酸不溶性,可用工业盐酸将其中的酸溶性物质提出,得到CaCl2、MgCl2、钠盐的清液,加入硫酸使Ca2+形成CaSO4沉淀,分离沉淀得到的清液加石灰乳得到Mg(OH)2沉淀。得到的CaSO4沉淀加媒晶剂,维持温度100℃,蒸汽压力0.1MPa、1h,然后将蒸汽压力提高到0.4MPa、温度提高到139℃后,反应4~5h得到硫酸钙晶须。得到的硫酸钙晶须可用作中等强度的填充剂,细径纤维的补强效果与其他高性能纤维增强材料的补强效果接近。用它增强的塑料制品,抗拉强度、抗弯曲强度、弯曲弹性率和热变形温度均有提高,可替代石棉作摩擦材料、建筑材料、保温材料、保冷材料。无水晶须的使用温度高达1000℃。碱式硫酸镁晶须的制备是以硫酸镁和氢氧化镁为原料,在高压釜内反应,控制温度130~170℃,压力300~720kPa,搅拌强度中等,反应时间2~6h可得到产品。碱式硫酸镁晶须具有高强度、低密度和高弹性模量的特点,可以作为塑料、橡胶和树脂等复合材料的补强增韧剂,提高基底材料的抗弯曲强度和抗冲击力,并具有良好的电绝缘性能。