CN106477612B - 一种利用白泥和含铁副产废盐酸制备无水氯化钙的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用白泥和含铁副产废盐酸制备无水氯化钙的方法，制得的无水氯化钙成本很低，且工艺设备简单，易于操作推广。由于原料为白泥和含铁副产废盐酸，不仅能变废为宝，而且满足对白泥和含铁副产废盐酸大批量处理的问题，具有很好的经济、社会和环保效益。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种利用白泥和含铁副产废盐酸制备无水氯化钙的方法，属于环境保护与资源利用技术领域。
背景技术
纯碱是重要的基础化工原料，广泛应用于冶金、化工、纺织、造纸、医药和食品等工业。目前我国主要采用氨碱法生产纯碱，年产量约2000多万t，但与此同时要排放碱渣(俗称白泥)600多万t(干基)，加上历年累积，大量的白泥，长期得不到合理的处理和利用，不仅造成资源浪费，而且消耗大量的人力、物力、财力加以管理，侵占土地、污染环境、破坏生态平衡。由于白泥本身具有的特殊性质，其处理利用难度很大，随着环保意识的增强和白泥堆存场地的日益紧张，白泥的处理已成为亟待解决的问题，必须积极地探索白泥的处理利用技术。
随着钢铁工业以及表面处理行业的发展,酸洗成了使金属表面整洁、改善钢材表面结构以及对表面进行加工处理等钢材生产和加工过程中进行的一道很重要的工序。酸洗所用的酸洗液浓度通常为200g/L，在酸洗过程中不断地有二价铁离子产生，其浓度逐渐增加同时酸浓度不断降低。为了保证酸洗产品的质量及效果需要将酸洗废液排出，换上新的酸洗液。目前全国每年大约要排出废液多达百万立方米，它正随着钢材产量和质量的提高而增加。酸洗废液的特点是浓度高，废液量大，温度高达50—100℃，而且含有相当数量的残余酸，富含着亚铁盐，另含少量不溶物。酸洗废液具有浓度高、浓度高、温度高等特点,己被各国作为危险废物进行管理，美国将其列入《资源保护与再生法案》，我国将其也列入《国家危险废物名录》。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种利用白泥和含铁副产废盐酸制备无水氯化钙的方法，该方法制得的无水氯化钙成本很低，且工艺设备简单，易于操作推广。另外由于本方法的原料为白泥和含铁副产废盐酸，不仅能变废为宝，而且满足对白泥和含铁副产废盐酸大批量处理的问题，具有很好的经济、社会和环保效益。
本发明采用如下技术方案，一种利用白泥和含铁副产废盐酸制备无水氯化钙的方法，包括如下步骤：
1) 白泥和含铁副产废盐酸反应
将干燥白泥和含铁废盐酸投入到有搅拌装置的反应池中，反应0.5-2h后停止搅拌；
2) 制得氯化钙溶液
反应溶液经澄清后引入储液槽，调节ph值为8-9，过滤后即得氯化钙溶液；
3) 得到无水氯化钙固体产品
将第三步所得溶液蒸发、冷却结晶，并在200-300℃下干燥至恒重。
在本发明的优选的实施方案中，所述的白泥为氨碱法制备纯碱过程中排放的碱渣，碱渣破碎过20目筛子使用，碱渣粒径小于840µm。
在本发明的优选的实施方案中，含铁副产废盐酸和白泥的质量比为1-4。
在本发明的优选的实施方案中，所述的含铁副产废盐酸为钢材酸洗废液，主要成分为氯化氢和氯化亚铁，溶液中氯离子含量为130-160g/L，铁离子总浓度为60-80g/L，游离盐酸50-70g/L。
在本发明的优选的实施方案中，pH值的调节剂为石灰乳溶液。
在本发明的优选的实施方案中，上述方法还包括后续检测无水氯化钙固体产品是否符合标准，其中按国标《GB/T 26520—2011》相关标准对无水氯化钙固体进行检测。
与现有技术相比，本发明首次提出以白泥和含铁副产废盐酸为原料制备无水氯化钙，制得的无水氯化钙性能完全满足国家标准，制备方法成本很低，且工艺设备简单，易于操作推广，不仅能变废为宝，而且满足对白泥和含铁副产废盐酸大批量处理的问题，具有很好的经济、社会和环保效益。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚，本发明用以下具体实施例进行说明，但本发明绝非限于这些例子。
实施例1：
将白泥粉碎烘干过20目筛子后，取150g白泥与600g氯离子为160g/L，游离盐酸为70g/L，铁离子为60g/L的含铁副产废盐酸在反应池中搅拌反应1h，反应完成液经澄清、压滤后导入储液槽，向储液槽中加氢氧化钙溶液调节溶液至pH=8，过滤后得到氯化钙液体，氯化钙液体经蒸发、冷却结晶、干燥后得到氯化钙质量分数为91.3%、铁元素质量分数为0.0032%的无水氯化钙82.1g。本实施例的化学反应如下：
CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O，
FeCl2+Ca(OH)2→Fe(OH)2↓+CaCl2，
CaCl2 •nH2O→CaCl2+nH2O↑。
实施例2：
白泥粉碎过20目筛子后，取150g白泥与450g氯离子为140g/L，游离盐酸为60g/L，铁离子为50g/L的含铁副产废盐酸在反应池中搅拌反应3h，反应完成液经澄清、压滤后导入储液槽，向储液槽中加氢氧化钙溶液调节溶液至ph=8.4，过滤后得到氯化钙液体，氯化钙液体经蒸发、冷却结晶、干燥后得到质量分数为95%、铁元素质量分数为0.00061%的无水氯化钙52.3g。本实施例的化学反应式如同对实施例1的描述。
实施例3：
白泥粉碎过20目筛子后，取150g白泥与300g氯离子为130g/L，游离盐酸为50g/L，铁离子为70g/L的含铁副产废盐酸在反应池中搅拌反1h，反应完成液经澄清、压滤后导入储液槽，向储液槽中加氢氧化钙溶液调节溶液至ph=8.8，过滤后得到氯化钙液体，氯化钙液体经蒸发、冷却结晶、干燥后得到质量分数为95.6%、铁元素质量分数为0.00048%的无水氯化钙39.8g。本实施例的化学反应式如同对实施例1的描述。
按《GB/T 26520—2011》工业氯化钙要求，需对氯化钙产品的外观、氯化钙含量、碱度、总碱金属氯化物含量、水不溶物、铁、PH值、总镁、硫酸盐含量进行检测。氯化钙产品的外观、总碱金属氯化物含量、水不溶物、铁、PH值均按照国标《GB/T 26520—2011》中的方法进行检测，氯化钙含量、碱度、总镁采用电化学的方法检测，硫酸盐则采用紫外分光光度计检测。
纯度最高的实施例3的氯化钙检测结果如下：
氯化钙含量为95.6%，碱度为0.12%，总碱金属氯化物为3.45%，水不溶物为0.16%，铁含量为0.00048%，PH值为8.2，总镁含量为0.45%，，硫酸盐含量0.039%。
尽管通过参照本发明的优选实施例，已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
Claims (3)
1. 一种利用白泥和含铁副产废盐酸制备无水氯化钙的方法，其特征在于，具体步骤如下：
1) 白泥和含铁副产废盐酸反应
将干燥白泥和含铁废盐酸投入到有搅拌装置的反应池中，反应0.5-2h后停止搅拌；
2) 制得氯化钙溶液
反应混合液经澄清后引入储液槽，调节pH值为8-9，过滤后即得氯化钙溶液；
3) 得到无水氯化钙固体产品
将第三步所得溶液蒸发、冷却结晶，并在200-300℃下干燥至恒重；
所述的白泥为氨碱法制备纯碱过程中排放的碱渣；
所述的含铁副产废盐酸和白泥的质量比为1-4；
所述的含铁副产废盐酸为钢材酸洗废液，主要成分为氯化氢和氯化亚铁，溶液中氯离子含量为130-160g/L，铁离子总浓度为60-80g/L，游离盐酸50-70g/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的白泥为氨碱法制备纯碱过程中排放的碱渣，碱渣破碎过20目筛子使用。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，pH值的调节剂为石灰乳溶液。
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