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如何处理氯氧化锆生产中的废水、废气和废渣? 1

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氧氯化锆,俗称氯锆,是一种白色针状结晶物质,可溶于水、甲醇和乙醇等溶剂。在工业上,常用碱在高温下烧结分解锆英砂来制取氯氧化锆,这是一种成熟的生产方法。然而,在生产过程中,大量的盐酸和氢氧化钠等强腐蚀性物质被加入,导致产生大量的废水、废气和废渣,因此必须进行回收处理。

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一种常用的处理方法是一酸一碱法制取氯氧化锆,该方法产生的“三废”(废水、废气和废渣)处理工艺参考流程如下:

01 烧结产生的烟气处理

锆英砂烧结是在700℃高温下进行的间歇式操作。在生产过程中,固碱需要被熔化、蒸发和脱水,如果使用碱液,则还需要进行蒸馏和浓缩。然后,在碱熔化状态下加入锆英砂进行烧结反应,这个过程会产生大量的水蒸气和碱雾。同时,煤的燃烧也会产生烟尘。为了消除对环境的污染,烧结车间配置了烟雾粉尘处理系统。

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上图是一种烟雾处理设备系统,由铁质填料淋洗塔、水池、水泵和抽排风机组成。该系统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进行设计。烟雾淋洗液达到一定浓度后,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

盐酸分解过程中和浓缩过程中从反应釜中逸出的HCl气体可以通过废气处理装置进行处理。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。该装置的原理是将反应釜逸出的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和淋洗塔吸收以排除HCl气体对空气和环境的影响。

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②硅渣

硅渣是一种含水量高的软绵状胶体聚合物,具有强大的吸附性。它的主要成分是硅酸,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,硅渣可以完全脱水,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:湿硅砂经过水洗后(中性),可以用作耐火材料或硅酸盐水泥的配料。湿渣在600~700℃下煅烧后,经过磨细后可以用作陶瓷釉料的调配材料。中性的湿硅渣可以作为水玻璃的原料。

③结晶后废酸的处理

浓缩液冷却结晶氧氯化锆后,通过过滤分离产生大量的废HCl气体。经过多次循环使用后,杂质相对集中,可以进行处理后再使用。

处理方法:可以通过蒸馏回收和用仲辛醇萃取回收的方式进行处理。

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,已经成为氯氧化锆行业重点探讨的问题之一。

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