概述
目前,国内的钛白生产基本都以钛铁矿为主要原料,采用传统的硫酸法生产工艺。该工艺流程长。生产间断进行,且生产过程中“三废”排放较多,但只要采取有效的环保治理措施,均可达到l国家排放标准。本文主要简述以钛铁矿为原料,硫酸法工艺生产的钛白废水处理技术以及设计中应注意的问题。
1 生产废水的排放量
硫酸法钛白生产废水主要来自地坪冲洗、设备冲洗及酸解、锻烧尾气冲洗水,其废水排放量及水质与钛铁矿中的硫含量、工艺过程中洗水套用次数、操作管理水平有一定的关系。一般,吨产品钛白粉废水排放量约为80~250t/a,pH约为1~5,且含有微量FeSO4·7H2O,水量及水质变化幅度较大。钛白废水处理站的设计水质、水量基本上仍应根据工艺物料平衡计算为准,再考虑各方面的影响因素来最终确定废水的设计值。
国内典型钛白粉厂废水排放量统计见表1。
表1 国内典型钛白粉厂废水排放量统计生产规模 | 各工段废水排放量统计/(m3.h-1) |
酸解、沉降 | 过滤、结晶 | 浓缩、水解 | 水洗、漂洗 | 煅烧 | 废酸浓缩 |
甲 | 4×104t/a | 102.95 | 6.7 | 23 | 64.8 | 150 | 20.78 |
乙 | 1.5×104t/a | 51 | 5 | 17 | 40.1 | 105 | 10.3 |
丙 | 1.5×104t/a | 37 | 69.5 | 12 | 67 | 24 | 18 |
2 通常采用的废水处理工艺
钛白工业废水的处理,通常采用中和法,一般分成三个组成部分:中和药剂的制备和投配;中和反应及沉降;污泥处置等。方框工艺流程见图1。
2.1 中和药剂的制备及投配
由于Ca(OH)
2可以中和任何浓度的酸性废水,且其本身对废水中的杂质具有凝聚作用,钛白酸性废水处理一般采用Ca(OH)
2作为中和药剂。其投加方法可采用干投或湿投,湿投反应迅速、彻底,投加量小,故而受到广泛应用。
Ca(OH)
2乳液制备可采用生石灰通过消化反应制得,或直接利用粉末Ca(OH)
2制得。采用生石灰消化,需增设石灰消化设备,并且相应的石灰贮存容积及石灰运输量都需增大,从而导致固定资产投资的增加。对石灰用量较小及粉末Ca(OH)
2运距较小的工程,建议直接采用粉末Ca(OH)
2制备。但无论采用何种原料,对于石灰乳制备、投配系统的设计都应尽量密闭化、自动化,以避免粉尘危害,保护工人的健康。根据经验,石灰乳浓度应以5%-10%为宜。
设计注意事项如下:
①采用斗式提升机提升石灰,应保证石灰块度小于30mm。
②石灰的定量输送宜采用螺旋或气流输送机,避免粉尘飞扬。
③石灰乳液配制槽及储槽都应设置搅拌装置,搅拌方式可采用机械搅拌或压缩空气搅拌,以机械搅拌居多。机械搅拌线速度一般为 3m/s左右,空气搅拌强度为8~10 L/(s·m
2)[1]。
④乳液泵的选型应考虑泵的耐腐蚀及耐磨性能。