[发明专利]碱渣脱水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氨碱法生产纯碱过程排放的碱渣的脱水方法。

背景技术

碱渣是由氨碱法生产纯碱排出的废渣土，俗称为“白泥”，其主要含有CaCO₃，CaSO₄，CaCl₂，NaCl，CaO，Mg(OH)₂，SiO₂，Al₂O₃，Fe₂O₃，NH₄Cl等成分。目前国内碱渣处理方法大多是把其暂时存放起来。碱渣的存放需要消耗大量的人力、物力和财力，并且对区域性生态平衡会造成不良影响。我国每年由氨碱法生产的纯碱超过4×106t，排出约2.5×106m³碱渣土，越来越难于解决碱渣堆放场地问题。研究人员在积极地探索碱渣的处理技术和综合利用途径，以达到变废为宝、减少污染，又节约资源和土地的循环经济效益。

碱渣含有生产水泥、砖、土壤改良剂、饲料添加剂等所需的主要矿物成分，可用于生产这些产品的原材料，还可用作人工土，而碱渣的颗粒非常细小，是碱渣的又一个主要特征。其中，65％以上(体积分数)的碱渣粒径＜10微米(相当于1250目)，95％以上的碱渣＜25微米(相当于500目)，碱渣的最大粒径为38微米(相当于320目)。由于碱渣的粒度细，比表面积大，具有胶体性质，因此其粉体颗粒沉降速度慢，且含水率高，难以脱水，这是碱渣治理和利用的一个难点。

综上所述，对改进当前碱渣脱水技术的改进具有重要的指导意义和实用价值。碱渣脱水后可以变废为宝，大量的利用，改变碱渣堆积污染环境、破坏区域性生态平衡等问题。

发明内容

本发明的目的是克服碱渣经过浓缩、机械脱水率后仍然含有大量的水，难以利用，提供一种碱渣脱水的新方法，可以脱除碱渣中机械方法不能除去的水。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：将一定量的碱渣与热有机溶剂的作用下，有机溶剂与碱渣中难以脱除的水形成共沸物，加热共沸后形成的蒸汽通过冷凝管冷却回流到分流管中，在分流管中分层而分离出水，最终使使碱渣的含固率大大提高，体积减小。其具体步骤包括：

1)按溶剂与碱渣质量比为1∶0.9～2.5的比例加入带有搅拌、分流管、冷凝器的反应釜中，在搅拌下加热至回流温度；

2)当回流开始后，分流管中收集的液体会出现两种液体明显分层，下层是水，上层是有机物；

3)保持分流管中的水不再增加时，停止加热，冷却至室温，过滤，将有机物与碱渣分离，得到脱水后的碱渣，滤液回收继续利用。

所述的溶剂是与水不互溶的液态烷烃、环烷烃、卤代烷烃、醇、醚或芳烃。如柴油、苯、正己烷、环己烷、十六醇、乙醚或甲苯。

回流温度与所用有机溶剂有关，如用柴油时回流温度为110℃左右；

本发明技术操作简单，容易实施，由于本发明使碱渣中不能经过机械方法脱水快速的脱除，经本发明处理后的碱渣的含水量明显降低，含水量低于10％，便于碱渣的运输和工业利用，从而为碱渣的脱水处理提供了一种快速、有效的方法，本发明的方法过程中无废弃物生成，有机溶剂可以反复使用，不会产生废弃有机物。

具体实施方式

本发明的方法是利用有机溶剂与碱渣按一定的比例(0.9～2.5∶1)混合在搅拌下进行加热回流，从而分离出碱渣中的大量水分。

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

(1)称取碱渣125g加入到500ml的四口烧瓶中，然后称量250ml柴油加入其中混合；

(2)给四口烧瓶安装上搅拌器，温度计，分流管和冷凝管；

(3)在搅拌下加热碱渣和柴油的混合物，109℃开始回流，回流120min左右，分离器中的水不再增加时，停止加热，冷却至室温，从分离器中分离出来的水的体积为80ml；

(4)过滤烧瓶中的碱渣和油的混合物，称量滤渣的重量为75g，滤出柴油的体积为205ml；

(5)滤出的柴油和分流管中的油回收继续利用，其脱水率为91.4％。

实施例2

(1)称取碱渣125g加入到500ml的四口烧瓶中，然后称量100ml柴油加入其中混合；

(2)给四口烧瓶安装上搅拌器，分流管和冷凝管；

(3)在搅拌下加热碱渣和柴油的混合物，106℃开始回流，回流150min左右，分离器中的水不再增加时，停止加热，冷却至室温，从分离器中分离出来的水的体积为78ml；