氯氧化锆生产中的“三废”处理

2019年03月14日 反应釜技术 19 views

氧氯化锆俗称氯锆,是白色针状结晶,可溶于水、甲醇、乙醇等。用碱在高温下烧结分解锆英砂制取氯氧化锆,是工业上成熟的方法。由于在生产过程中,加入大量的盐酸、氢氧化钠属强腐蚀性物质,因此产生大量的废水、废气、废渣等,必须回收处理。

一酸一碱法制取氯氧化锆产生的“三废”及处理工艺参考流程

01

烧结产生的烟气处理

锆英砂烧结是在700℃高温下进行,间歇式操作,生产中要将含水的固碱熔化,蒸发脱水,如使用碱液,还需进行蒸馏、浓缩,然后在碱熔化状态下加入锆英砂,烧结是放热反应,有大量水蒸气和碱雾产生;同时煤燃烧也产生烟尘,烧结车间配置烟雾粉尘处理系统,可消除对环境的污染。

碱烧碱雾处理系统示意图

上图是一种烟雾处理设备系统。由铁质填料淋洗塔和水池、水泵和抽排风机组成。通过管道与烧结锅连接,淋洗塔的结构参数根据烧结炉、烧结锅的尺寸和物料处理量按通风,尾气处理方案设计,烟雾淋洗液达一定浓度后,与水洗液一并处理后循环使用。

02

盐酸分解、结晶、水溶的“三废”处理

①HCl气体

盐酸分解时和浓缩过程中从反应釜中逸出的HCl气体,可用废气处理装置进行处理,见下图。废气处理装置由水池、机械泵、喷射泵、收集缸和冷却器组成的负压系统组成。该装置原理是把反应釜逸出的HCl气体,通过冷却器冷凝成液体,少部分未冷凝的HCl气体经喷射泵用水吸收。也可以通过耐腐蚀排风机、淋洗塔吸收以排除HCl气体对空气和环境的影响。

反应釜废气的处理装置

②硅渣

硅渣是含水量高的软绵状胶体聚合物、吸附性强。主要成分是硅酸,结构复杂。除了氧化硅外还含有大量的结合水、结晶水和吸附水,占其质量的80%以上。不同的水成分,在不同的温度下可以脱去。在高于650℃下可完全脱水,生成氧化硅粉末。硅渣中也含有少量的未分解的锆砂。

处理方法:湿硅砂经水洗后(中性),可用作耐火材料或硅酸盐水泥配料。湿渣在600~700℃下煅烧后,经磨细后用作调配陶瓷釉料。中性的湿硅渣可作为水玻璃的原料。

③结晶后废酸的处理

浓缩液冷却结晶氧氯化锆,过滤分离后产出大量的废HCl气体,经过多次循环使用后,杂质相对集中,经处理后使用。

处理方法:蒸馏回收和用仲辛醇萃取回收

小结

随着环保督查的日益严峻,如何有效降低氯氧化锆生产带来的环境污染,已经成为了氯氧化锆行业重点探讨问题之一。

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