專利名稱：將含污染物粉塵轉化成適于排放形式的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及將含污染物粉塵，特別是粗磷酸鹽、碎石和焦炭組成的進料混合物生產黃磷時在電熱還原爐中產生的靜電過濾器粉塵(通過將其懸浮于水所形成的水懸浮液)，轉化成適于排放形式的方法。本發明還涉及實施所述方法的裝置。
美國專利4，537，756公開了一種從生產黃磷電熱爐的循環料中除去雜質(例如鋅)的方法。在該方法中，從爐中排出的某些融態爐渣經固化、研磨后再與粉塵漿混合，該粉塵漿是通過用靜電法從反應氣體中沉積下來的粉塵與水混合得到的，反應氣體中含有一氧化碳和磷蒸氣。爐渣與粉塵漿的混合物經處理，成為顆粒物料，然后干燥。干燥過的顆粒物料還可以再被研磨幾次，如有必要，也可在加入含有氧化鈣的化合物后再與粉塵漿造粒，然后干燥。最后，把干燥的粒料焙燒成適于排放的顆粒。
已知方法的缺點是，爐渣在與粉塵漿混合前需經研磨，簽于其機械性能，這會導致可觀的研磨機磨損。此外，干燥的顆粒物料再與粉塵漿混合前，每次都需要研磨。
本發明的目的是，提供一種將含污染物粉塵懸浮于水后轉化為適于排放形式的方法以及不需要研磨的實施該方法的裝置。根據本發明，實現上述目的的方法是將可產生大量沉淀物的物質加到含水懸浮液中，形成稠漿;然后將該稠漿與水/渣比為25-1∶1的濕硅酸鈣渣細粉混合，混合前的瞬間把絮凝劑加入在稠漿中。
本發明的方法可進一步選擇性歸納如下
a)連續加入鈣鹽溶液和/或鐵鹽溶液和/或鋁鹽溶液以及水玻璃溶液，作為可產生大量沉淀物的物質;
b)連續加入鈣鹽溶液和/或鐵鹽溶液和或/鋁鹽溶液以及堿金屬碳酸鹽溶液，作為可產生大量沉淀物的物質;
c)連續加入鈣鹽溶液和/或鐵鹽溶液和/或鋁鹽溶液以及堿金屬磷酸鹽溶液，作為可產生大量沉淀物的物質;
d)若利用生產黃磷的電熱還原爐中產生的靜電過濾器粉塵，加入鈣鹽溶液和/或鐵鹽溶液和/或鋁鹽溶液作為可產生大量沉淀物的物質;
e)加入可產生大量沉淀物的物質后，將水懸液的PH調至＞8;
f)用含氧化鈣的物質調節PH;
g)使用聚丙烯酰胺作絮凝劑;
h)使用磷爐渣作硅酸鈣渣。
實施本發明方法的裝置包括渣/水混合物進料管、裝有浸漬管的料斗以及輸出管。其中進料管伸入旋液分離器內;第一管線起于旋液分離器底部排出口，順著流向與浸漬管連接;第二管線可將從第一容器出來的經過螺桿泵的稠漿送入浸漬管內;第三管線可將從第二容器出來的經過泵的絮凝劑在距第二管線出口端的鄰近處送入第二管線，供水管線與第三管線連接。
在本發明的方法中，粉塵中含的污染物是均勻分布于大量的渣料中的，渣料中的在生產黃磷時所產粉塵污染物的濃度大約與所用的粗磷酸鹽中的一樣高。在戶外排料場地的大氣條件下，不可能從渣料中溶出任何污染物。
在本發明的方法中，粉塵的水懸浮液含有15-35%(重量)固體物。
在本發明的方法中，為得到水懸浮液稠漿，每公斤固體物含量宜加入100-500克鈣鹽和/或鋁鹽和/或鐵鹽以及200-600克水玻璃和/或碳酸鈉和/或磷酸鈉。如果水懸浮液中已含有磷酸鈉，則每公斤固體物含量必需加入50-150克氫氧化鈣。
在本發明的方法中，使用占稠漿中固體物含量0.5-1.5%的絮凝劑。
在本發明的方法中，采用粒狀渣料。這種渣料是用大量過量的水急冷熔渣(例如從磷爐或高爐排出的熔渣)得到的，其粒度為0.1-0.6毫米。
在本發明的方法中，如果含污染物粉塵中已經含有水溶性磷酸鹽(用電熱還原爐生產黃磷時產生的靜電過濾器粉塵就是一例)，可以不用添加堿金屬的磷酸鹽。
附圖
示意性地介紹了實施本發明方法的裝置。
熔融硅酸鈣渣與水在成粒過程中形成的渣/水混合物(水/渣＝25∶1)經進料管1進入旋液分離器2，由底部排出口出來的具有一定比例的渣/水混合物(例如水∶渣＝2∶1)經第一管線3和浸漬管6進入第一料斗7，渣在料斗7中沉淀，基本不含渣的水溢流到第二料斗4內。來自裝有攪拌器的第一容器8的稠漿，用螺桿泵經第二管線10連續泵入料斗7的渣/水混合物中。從裝有攪拌器的容器13出來的絮凝劑，經過泵12和第三進料管線11，在距管線10出口端鄰近處進入管線10。供水管14在第三管線11與第二管線10連接點的鄰近處與第三管線11連接。旋液分離器2分離出的水經管線15進入杯槽16，由此引出管線17，它穿過料斗4的頂蓋。含在水中的殘渣沉淀以后，水經管線5從料斗4排出。與稠漿混合的渣料，經第一排出管18從料斗7排出;經第二排出管19排出料斗4的渣料。
本發明方法的優點可進一步由以下實例看出。
實例1本例采用電熱還原爐生產黃磷時得到的靜電過濾器粉塵，其組成為P2O528%，其中22%為水溶性SiO235% Zn12%CaO8%Cd1%Na2O9% C1%K2O7%將這種電過濾器粉塵懸浮于水，水用量必須使所得懸浮液的固體物含量為33%(重量)。
將1800升上述懸浮液，800升水和540升氯化鈣水溶液(濃度為34%)相繼引入容器8(見圖)，同時攪拌混合，最后加入90公斤氫氧化鈣。在這一過程中，由于磷酸鈣凝聚而形成稠漿。
在容器13中制成含有1.2%(重量)聚丙烯酰胺(Separan ，DOW產品)的水溶液作為絮凝劑。每小時將由熔渣造粒得到的、含有750立方米水和30噸磷爐渣的水/渣混合物經進料管1送入旋液分離器2。在這一過程中，從混合物脫除足夠量的水，使由旋液分離器出來的混合物的水/渣重量比為2∶1。
每小時將由60立方米水和30噸磷爐渣和520升稠漿組成的混合物經浸漬管6導入料斗7，將150升絮凝劑再加500升水稀釋后，在稠漿進入浸漬管之前的瞬間加到稠漿中。
含有稠漿固體物的渣料在料斗7底部聚集，過量的水溢流入料斗4，與旋液分離器2由渣料脫出的水一起經管線5排出。大約三小時后，料斗7中含有稠漿的渣料充至浸漬管6的下沿，這時可將其排至運輸工具上，送往排放地。
在與稠漿混合之前，磷爐渣的鋅含量為0.012%，在送到排放地的渣料中，鋅含量為0.05%。考慮到每小時隨300升稠漿向30，000公斤渣料中引入100公斤固體物，即12公斤鋅，鋅含量的增加是合理的。
實例2用水將50升固體物含量為33%(重量)的靜電過濾器粉塵(可溶P2O5含量9.3%)水懸浮液稀釋至100升，然后加入20升硫酸鐵(Ⅲ)溶液(濃度為20%)。加入約1.5公斤氫氧化鈣后，得到的稠漿的PH保持在10。加入5升含有0.8%(重量)聚丙烯酰胺(Separan
，Dow產品)的水溶液后，使稠漿與5000公斤潤濕的顆粒磷爐渣充分混合。
為檢驗凈化能力，將混合物樣品傾入內徑6厘米的膠質玻璃柱中，至高度為1米為止。使5升水慢慢流過此柱。由柱中排出的懸浮液的固體物部分為0.12克，即低于隨稠漿引入的固體物量的1%。除去固體物后，對清潔的水相進行了分析，分析數據列于后面的表中。
實例3重復實例2，改動之處在于向靜電過濾器粉塵水懸液加入的不是硫酸鐵(Ⅲ)，而是25升硫酸鋁溶液(濃度為20%)。
由柱中得出的懸浮液的固體物部分為0.05克，即低于隨稠漿引入的固體物量的1%。除去固體物后，對清潔的水溶液進行分析，分析數據列于后面的表中。
實例4本例采用燃燒硬煤粉得到的靜電過濾器粉塵，其組成為SiO240.8%Al2O331.0%Fe2O38.5%CaO3.4%SO30.5%將上述靜電過濾器粉塵懸浮于水，所用水量須使得懸浮液的固體物含量為20%(重量)。
將18升CaCl2溶液(濃度為34%)加到100升懸浮液中，然后加入20升Na2Co3溶液(濃度為20%)。在加入含有0.5%(重量)聚丙烯酰胺(Separan
，DOW產品)的水溶液后，將所得稠漿與500公斤潤濕顆粒磷爐渣充分混合。
為檢測凈化能力，將混合物樣品傾入實例2所述的膠質玻璃柱中，使5升水慢慢流經該柱，由柱排出的懸浮液中的固體物部分低于隨稠漿引入的固體物的1%。除去固體物后，對清潔的水相進行分析，分析數據列于下表中。
表所測得的清潔(毫克/升)水相中的元素實例2實例3實例4F1＜1AS＜0.01＜0.01＜0.01Ba＜0.5＜0.5Cd＜0.01＜0.01＜0.01Cr＜0.05＜0.05＜0.05Cu＜0.050.060.03Fe＜1＜1Mn0.050.080.05Ni＜0.050.07＜0.05Pb＜0.05＜0.05＜0.05U＜0.005＜0.005＜0.005V＜1＜1Zn0.020.050.0權利要求
1.一種將含有污染物的粉塵，特別是用電熱還原爐從粗磷酸鹽碎石和焦炭的混合物生產黃磷得到的靜電過濾器粉塵(通過將粉塵懸浮于水所得到水懸浮液)轉變成可排放形式的方法，所述方法的特征在于向水懸浮液中加入可產生大量沉淀物的物質以形成稠漿；將稠漿與水/渣比為25-1∶1的濕硅酸鈣渣細粉混合；混合前的瞬間向稠漿中加入一種絮凝劑。
2.權利要求1所述的方法，其中鈣鹽溶液和/或鐵鹽溶液和/或鋁鹽溶液以及水玻璃溶液是作為可產生大量沉淀物的物質連續加入的。
3.權利要求1所述的方法，其中鈣鹽溶液和/或鐵鹽和/或鋁鹽溶液以及堿金屬碳酸鹽溶液是作為可產生大量沉淀物的物質連續加入的。
4.權利要求1的方法，其中鈣鹽溶液和/或鐵鹽溶液和/或鋁鹽溶液以及堿金屬磷酸鹽溶液是作為可產生大量沉淀物的物質連續加入的。
5.權利要求1所述的方法，其中采用生產黃磷的電熱還原爐產生的靜電過濾粉塵時，鈣鹽溶液和/或鐵鹽溶液和/或鋁鹽溶液是作為可產生大量沉淀物的物質加入的。
6.權利要求4或5所述的方法，其中在加入可產生大量沉淀物的物質后，將水懸浮液調至PH＞8。
7.權利要求6所述的方法，其中用含氧化鈣的物質來調節PH。
8.權利要求1-7所述的任一方法，其中用聚丙烯酰胺作為絮凝劑。
9.權利要求1-8所述的任一方法，其中用磷爐渣作為硅酸鈣渣。
10.實施權利要求1-9所述任一方法的裝置，包括渣/水混合物的進料管以及裝有浸漬管、渣料排出管和排水管的料斗;其中進料管1伸入旋液分離器2內;第一管線3起于旋液分離器2底部排出口，順著流向與浸漬管6連接;第二管線10可將由第一容器8出來的、經過螺桿泵9的稠漿送入浸漬管6內;第三管線11可將由第二容器13出來的絮凝劑在距第二條管線10出口端鄰近處送入第二管線10;水管14與第三管線11連接。
11.權利要求10的裝置，其中管線15起于旋液分離器2上部，終止于杯槽16，杯槽16順著流向與料斗4連接。
全文摘要
將含有污染物的粉塵，特別是用電熱還原爐從粗磷酸鹽，碎石和焦炭的混合物生產黃磷時得到的靜電過濾器粉塵，轉變為可排放的形式。首先將粉塵懸浮于水以制成懸浮液；然后加入可產生大量沉淀物的物質以制成稠漿；最后使稠漿與水/渣比為25-1∶1的潤濕硅酸鈣細粉混合，混合前的瞬間向稠漿中加入一種絮凝劑。
文檔編號C02F1/52GK1042662SQ8910854
公開日1990年6月6日 申請日期1989年11月13日 優先權日1988年11月15日
發明者喬奇姆·斯坦迪爾, 詹斯·泰德曼, 戴特·曼德爾科, 喬格·鮑曼, 卡爾·霍恩 申請人:赫徹斯特股份公司