含鈣鎂廢渣如何高效綜合利用？
2021-07-14
一般來說，鈣鎂型廢渣是指廢渣中鈣化合物或鎂化合物含量居各組分之首，或者鈣化合物和鎂化合物含量之和占廢渣（干基）總量的50%以上的工業(yè)廢渣。常見的鈣鎂型廢渣有電石渣、堿渣、磷尾礦、石灰乳皂化廢渣等。
根據(jù)鈣鎂型廢渣中鈣化合物的類型，可分為Ca(OH)2型、CaCO3型，分別如電石渣、磷尾礦；當(dāng)CaCO3和Ca(OH)2含量都比較多時(shí)，歸入Ca(OH)2型，如皂化廢渣等。當(dāng)鈣鎂型廢渣中鎂元素含量較高時(shí)，又可分為高鎂Ca(OH)2型、高鎂CaCO3型，如高鎂皂化廢渣、高鎂磷尾礦和高鎂堿渣等。
1、Ca(OH)2型廢渣
以干法電石渣粉為例，依次經(jīng)消化浸取、過濾洗滌、濾液CO2碳化、干燥磨粉等工藝步驟分別得到高純度輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品和不溶性中性殘?jiān)?。顏鑫等提出的以石灰石生產(chǎn)電石為龍頭，以電石渣和工業(yè)上富余的CO2為原料，將乙炔、食品級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣和水泥三大化工產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)聯(lián)合生產(chǎn)的鈣元素充分綜合利用綠色新工藝，達(dá)到了對(duì)石灰石中鈣元素“吃干榨凈”的目的。實(shí)現(xiàn)了“以廢治廢”，變“廢”為資源的循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，具有良好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
2、高鎂Ca(OH)2型廢渣
皂化廢渣同時(shí)含有CaCO3和Ca(OH)2，且富含Mg(OH)2，可以歸類為高鎂Ca(OH)2廢渣，其充分綜合利用工藝流程較為復(fù)雜。將皂化廢渣轉(zhuǎn)入消化浸取裝置中，一定的溫度下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?、消化反?yīng)、NH4Cl浸取反應(yīng)、過濾分離；所得浸取液轉(zhuǎn)入碳化裝置，進(jìn)行CO2碳化反應(yīng)I，控制反應(yīng)溫度和pH，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到輕質(zhì)碳酸鈣，濾液循環(huán)用于浸取反應(yīng)。浸取后的濾渣加適量清水并充分?jǐn)嚢韬笸ㄈ隒O2進(jìn)行碳化反應(yīng)II，碳化反應(yīng)II后再過濾分離，所得濾液為碳酸氫鎂溶液，碳酸氫鎂溶液可以直接蒸發(fā)分解得到MgCO3產(chǎn)品，所得濾渣為不溶性中性殘?jiān)?br /> 皂化廢渣經(jīng)消化浸取、CO2碳化反應(yīng)I、CO2碳化反應(yīng)II、加熱分解、多次過濾分離等化學(xué)反應(yīng)和過濾分離等單元操作步驟，可以將有害皂化廢渣分離回收為高純度的輕質(zhì)碳酸鈣、MgCO3兩種化工新型材料和不溶性中性殘?jiān)?，使皂化廢渣得到充分綜合利用，同時(shí)消耗大量CO2，實(shí)現(xiàn)三廢零排放，是一種完全不同于現(xiàn)有皂化廢渣綜合利用的新技術(shù)、新突破，其社會(huì)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益都十分明顯。
3、高鎂CaCO3型廢渣
磷尾礦粉經(jīng)煅燒反應(yīng)、消化浸取反應(yīng)、浸取液碳化反應(yīng)I、浸渣碳化反應(yīng)II、碳化反應(yīng)II的濾液氨化反應(yīng)等五步反應(yīng)，經(jīng)過多次過濾分離、干燥磨粉等物理單元操作之后，可分別得到食品級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣、Mg(OH)2和磷精礦等3個(gè)產(chǎn)品。
磷尾礦中大量的CaCO3和MgCO3分離出來后，分別成為了食品級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣、Mg(OH)2產(chǎn)品，殘?jiān)荘2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到30%以上的磷精礦，整個(gè)分離過程得到了3個(gè)附加值較高的產(chǎn)品，使磷尾礦得到了充分綜合利用，其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀，且沒有三廢排放，是一個(gè)典型的循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目。
4、廢渣綜合利用效益分析
不管是CaCO3型廢渣，還是Ca(OH)2型廢渣，無論是高鎂或者是低鎂廢渣，其綜合利用新工藝中都包含了浸取反應(yīng)和CO2碳化反應(yīng)，經(jīng)浸取反應(yīng)后鈣離子都是以CaCl2或Ca(NO3)2的形式存在，碳化反應(yīng)都是CaCl2或Ca(NO3)2的氨水溶液與CO2的反應(yīng)。由于CaCl2或Ca(NO3)2的氨水溶液是澄清透明溶液，不同于傳統(tǒng)輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工藝中采用石灰乳來制備輕質(zhì)碳酸鈣，石灰本身夾帶有少量鐵、鋁、硅、錳等元素的氧化物，傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的輕質(zhì)碳酸鈣的純度和白度較低，因此，CaCl2或Ca(NO3)2的氨水溶液碳化法生產(chǎn)的輕質(zhì)碳酸鈣，只要經(jīng)過充分洗滌，其產(chǎn)品純度和白度都是很高的。
實(shí)驗(yàn)證明，產(chǎn)品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)99.9%，鎘、砷、鉛、汞等有害元素的含量遠(yuǎn)低于食品級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣的國家標(biāo)準(zhǔn)或無法檢出，可見，這種高純度、高白度輕質(zhì)碳酸鈣完全可用做電子級(jí)CaCO3和食品級(jí)CaCO3，其價(jià)值將是普通輕質(zhì)碳酸鈣價(jià)格的2~3倍，可預(yù)期其經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益都是相當(dāng)可觀的。
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