一種鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法
2023-12-05 00:42:26
一種鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法
【專利摘要】本發明涉及資源綜合利用領域，尤其涉及鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法，包括以下步驟：a)向鋼鐵冶煉塵洗滌廢水中加入沉澱劑和絮凝劑，形成懸濁液；b)將懸濁液進行固液分離，並分別收集固相和液相；c)液相輸送至反滲透預富集系統完成鹼金屬和氯離子的預富集後得可用於冶煉塵洗滌的低鹽水和濃鹽溶液；d)將濃鹽溶液進行冷凍乾燥得鉀鹽和淡水。本發明實現了鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用，通過反滲透預富集系統可以將鹼金屬及氯離子的預富集，及冷凍乾燥，能耗相比高鹽水蒸發有了大大的降低，同時這種預富集的方式在高鹽廢水治理中有著較為廣闊的應用前景，整個工藝環境友好，經濟高效。
【專利說明】一種鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及資源綜合利用領域，尤其涉及一種鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法。
【背景技術】
[0002]綜合回收利用鋼鐵冶煉塵是目前鋼鐵行業面臨的重要課題之一，然而這些鋼鐵冶煉塵顆粒粒徑小、質量輕、易擴散，運輸及處理過程極易產生大量的廢氣、廢塵，汙染環境，具有嚴重危害人體健康的可能，同時冶煉塵比表面積大、表面自由能高、吸附能力強。因此在綜合利用鋼鐵冶煉塵之前往往需要對其進行除雜清洗，這一過程中產生的洗滌廢水含有重金屬離子、鉀離子、氯離子等。若不對這些廢水加以綜合利用，既是汙染環境，同時也是一種資源的浪費。
[0003]我國是一個農業大國，農業生產需要大量的鉀肥。然而，我國又是一個鉀資源嚴重短缺、高度依賴國際鉀肥市場的發展中國家，據國家非金屬礦產供需形勢報告所述，鉀鹽是我國最為緊缺的兩種非金屬產品之一。
[0004]重金屬廢水不僅對環境汙染嚴重而且對人類危害極大。氯離子廢水將促進腐蝕反應，容易穿透金屬表面的保護膜，造成縫隙腐蝕和孔蝕，對設備和建築危害大。
[0005]因此一種高效經濟的鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法十分具有環境和經濟意義。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法，具有工藝環境友好、經濟高效、能耗低的優點。
[0007]本發明的鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法，包括以下步驟:
[0008]a)向鋼鐵冶煉塵洗滌廢水中加入沉澱劑和絮凝劑，形成懸濁液；
[0009]b)將懸濁液進行固液分離，並分別收集固相和液相；
[0010]c)液相輸送至反滲透預富集系統完成鹼金屬和氯離子的預富集後得可用於冶煉塵洗滌的氯化鉀含量5~30g/L的低鹽水和氯化鉀含量30~100g/L的濃鹽溶液；此處的反滲透的目的不同於海水淡化等通過反滲透得到淡水的過程，而是為了更有效地實現溶液中鉀離子、氯離子的富集，因此在脫鹽率85%~99%的情況下，能夠提高系統的處理效率。
[0011]d)將濃鹽溶液進行冷凍乾燥得鉀鹽和淡水。
[0012]優選的，所述鋼鐵冶煉塵是瓦斯灰或機頭灰。在利用鋼鐵冶煉塵時往往需要對其進行除雜清洗，產生的洗滌廢水含有重金屬離子、鹼金屬離子和氯離子。
[0013]優選的,所述沉澱劑的加入量為洗漆廢水質量的0.1%— 1.0%。
[0014]優選的，所述沉澱劑為氧化鉀、氫氧化鉀、碳酸鉀、硫化鉀、氧化鈣、氫氧化鈉、碳酸鈉或硫化鈉中的一種或兩種以上的混合物。
[0015]優選的，所述絮凝劑的加入量為洗滌廢水質量的0.05% — 1.0 %。[0016]優選的，所述絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚丙烯醯胺、聚丙烯酸或聚合氯化鋁中的一種或兩種以上的混合物。
[0017]優選的，所述反滲透預富集系統為醋酸纖維膜、氧化石墨烯薄膜或芳香聚醯胺膜中的一種。
[0018]優選的，所述預富集溫度為15~45°C。
[0019]優選的,所述液相在輸送至反滲透預富集系統前用鹽酸調整pH至7.5~8.5。
[0020]優選的，所述冷凍乾燥操作的溫度為-10°C~-30°C，氣壓為1.5~9Pa。
[0021]本發明實現了鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用，通過反滲透預富集系統可以將鹼金屬及氯離子的預富集，及冷凍乾燥，能耗相比高鹽水蒸發有了大大的降低，同時這種預富集的方式在高鹽廢水治理中有著較為廣闊的應用前景，整個工藝環境友好，經濟高效。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明實施例所提供的鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0023]為了便於清楚理解本發明的技術方案，下面結合實施例進行詳細說明。
[0024]實施例1
[0025]針對某鋼鐵廠的機頭灰洗滌廢水進行綜合利用，首先向其中加入佔洗滌廢水質量的0.5%的氫氧化鉀作為沉澱劑，和佔洗滌廢水質量的0.1 %的聚合硫酸鐵作為絮凝劑，再將絮凝沉澱處理後的廢水利用板框壓濾機進行固液分離，固相用來綜合回收重金屬(通過浮選、重選、磁選等選礦方法中的一種或多種綜合回收重金屬)，所述綜合回收重金屬的方法為本領域常規方法，在此不再贅述。液相用鹽酸調節pH至7.5~8.5之間，輸送至反滲透預富集系統在溫度為15°C條件下進行鹼金屬和氯離子的預富集，保持回收脫鹽率(通過反滲透膜從系統進水中去除可溶性雜質濃度的百分比，下同)85%左右，完成預富集後得到可回用於冶煉塵洗滌的低鹽水(氯化鉀含量5~30g/L)，然後將預富集好濃鹽溶液(氯化鉀含量30~100g/L)在_20°C、5Pa下進行冷凍乾燥，最終得到鉀鹽產品和淡水。廢水處理前後的機頭灰中主要元素的濃度如表1所示。
[0026]表1某鋼鐵廠機頭灰洗滌廢水處理前後主要元素濃度(mg/L)
[0027]
【權利要求】
1.一種鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法，其特徵在於，包括以下步驟: a)向鋼鐵冶煉塵洗滌廢水中加入沉澱劑和絮凝劑，形成懸濁液； b)將懸濁液進行固液分離，並分別收集固相和液相； c)液相輸送至反滲透預富集系統完成鹼金屬和氯離子的預富集後得可用於冶煉塵洗滌的氯化鉀含量5~30g/L的低鹽水和氯化鉀含量30~100g/L的濃鹽溶液； d)將濃鹽溶液進行冷凍乾燥得鉀鹽和淡水。
2.根據權利要求1所述的鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法，其特徵在於，所述鋼鐵冶煉塵是瓦斯灰或機頭灰。
3.根據權利要求1所述的鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法，其特徵在於，所述沉澱劑的加入量為洗滌廢水質量的0.1 % — 1.0 %。
4.根據權利要求1所述的鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法，其特徵在於，所述沉澱劑為氧化鉀、氫氧化鉀、碳酸鉀、硫化鉀、氧化鈣、氫氧化鈉、碳酸鈉或硫化鈉中的一種或兩種以上的混合物。
5.根據權利要求1所述的鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法，其特徵在於，所述絮凝劑的加入量為洗滌廢水質量的0.05% — 1.0 %。
6.根據權利要求1所述的鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法，其特徵在於，所述絮凝劑為聚合硫酸鐵、聚丙烯醯胺、聚丙烯酸或聚合氯化鋁中的一種或兩種以上的混合物。
7.根據權利要求1所述的鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法，其特徵在於，所述反滲透預富集系統為醋酸纖維膜、氧化石墨烯薄膜或芳香聚醯胺膜中的一種。
8.根據權利要求1所述的鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法，其特徵在於，所述預富集溫度為15~45°C。
9.根據權利要求8所述的鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法，其特徵在於，所述液相在輸送至反滲透預富集系統前用鹽酸調整pH至7.5~8.5。
10.根據權利要求1所述的鋼鐵冶煉塵洗滌廢水的綜合利用方法，其特徵在於，所述冷凍乾燥操作的溫度為-10°C~-30°c，氣壓為1.5~9Pa。
【文檔編號】C02F103/16GK103991995SQ201410244223
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】孫偉, 唐鴻鵠, 韓海生, 劉文莉 申請人:孫偉