一种去除废碱渣中氯离子的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于氨碱法纯碱生产废渣液综合利用领域，特别涉及一种去除废碱渣中氯 离子的方法。
【背景技术】
[0002] 目前世界上有三种生产纯碱的方法，即氨碱法、联碱法和天然碱法。大型企业以氨 碱法生产居多，占生产总量约60 %以上。但是氨碱法问世130多年来，因生产工艺原因产 生大量碱性废液和废渣，每生产It纯碱，需要排放It含水量30~60%左右的固体碱渣，由于 其PH值高、含氯高、吸湿性强，目前国际国内还没有有效的大量处置方式，多数企业以堆存 为主，全国累积已堆存的碱渣超过1亿吨，制约了氨碱法企业的可持续发展，已成为世界 纯碱工业发展的一大难题。
[0003] 碱渣的主要成分为CaC03、Mg (0H)2、MgCl2、CaCl2、NaCl等，其中含氯量为8-15%左 右，目前在工程建筑、化工、环境保护、农渔业等领域有所利用，但由于含氯高、吸湿性大的 特点，使各种再利用方法受到限制，如作为制砖或水泥等建筑材料时由于碱渣中含有较高 氯离子，在较高温度条件下产生易腐蚀管道和设备的氯化氢，对产品的强度及机械性能也 有不良影响，砖和抹灰砂浆因受氯化物影响，在使用后产生泛霜现象使其使用价值降低；用 于路面建设和坑道回填时由于氯化物的溶解流失引发工程质量问题；作为型煤添加剂、锅 炉煤燃烧用脱硫剂及烟气脱硫剂时也存在氯化氢腐蚀问题；作为土壤改良剂、钙镁复混肥 应用时因含氯量高导致土壤板结及抑制作物生长等问题，因此有效脱除碱渣中的氯离子已 成为废碱渣排放和综合利用的重大瓶颈问题和关键技术。
[0004] 国内外对废碱渣除氯进行了广泛研究，主要有洗涤法、离子交换树脂法和电解法。 洗涤法主要采用淡水或海水为洗涤处理剂，如中国专利CN1098817C采用城市污水做处理 剂除去废碱渣氯离子，废碱渣与城市污水重量比为20~80 : 1000,脱氯效果达93%以上， 但用水量大，且存在由因废碱渣的粒度细小、水洗时沉降速度慢导致脱氯时间长的问题，洗 后废碱渣保水性强影响下一步的贮存、运输和使用，同时产生氯离子二次污染问题。离子 交换树脂法和电解法因需要特殊过滤树脂材料，成本高且容易堵塞，目前仅处于探索阶段。
[0005] 本发明利用磁分离水洗技术，通过改变碱渣颗粒表面化学性质，利用3-6倍于碱 渣的水量就能使碱渣脱氯效率达到90%以上，为碱渣成为可利用的再生资源提供新方法。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种去除废碱渣中氯离子的方法，以解决目前废碱渣因氯离子含量大 而无法实现大规模综合再利用的问题。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种去除废碱渣中氯离子的方 法，将废碱渣与磁性物质按照质量比100:0. 1~1. 5混合均匀，添加废碱渣质量3~6倍的 水，充分搅拌，进行水洗脱氯，然后固液分离，得到沉淀物和上清液，所述沉淀物干燥，用磁 铁去除磁性物质，即得脱氯碱渣。
[0008] 本发明所述磁性物质为磁性铁粉、磁铁矿粉或赤铁矿粉中的任意一种或几种。
[0009] 本发明所述磁性物质粒度为2~l〇Mm。
[0010] 本发明所述废碱渣与磁性物质质量比100:0. 5~1。
[0011] 本发明所述废碱渣进行水洗脱氯时，采用外加4000~6000Gauss的静磁场。
[0012] 本发明所述水洗脱氯搅拌时间为0. 5~Ih。
[0013] 本发明所述固液分离方法为静置分离法或静置-离心法。
[0014] 本发明所述干燥方法为自然晾晒法，时间为4~5d。
[0015] 本发明所述废碱渣在水洗脱氯前，进行预处理，使废碱渣90%以上粒度< 1mm。
[0016] 本发明所述预处理方法为机械碾压法。
[0017] 本发明所述废碱渣为氨碱法生产纯碱产生的废碱渣。
[0018] 本发明的设计思路为：本发明一个重要特征是利用磁分离技术实现氯离子在水中 的快速溶出，使脱氯碱渣含氯量〈2%，含水率〈10%。众所周知，废碱渣由非溶盐和可溶盐组 成，非溶盐的主要成分为粒状结晶不良的次生CaCO 3和CaSO 4，占废碱渣的80~90%以上， 可溶盐主要为含氯化合物如0&(：1 2、似(：1、1%(：12等，其中（：1占废碱渣总量的10~15%。由 于废碱渣中可溶盐和非溶盐晶体形成细小的混晶或固溶体，且孔隙发达，因此直接利用水 与废碱渣混合时，含氯的易溶盐在水中溶出较慢，溶出量较低，若想获得高的除氯量需要大 量水并多次洗涤。本发明将废碱渣与水混合后在外加磁场及搅拌作用下，水分子由于受到 洛仑兹力的作用重排，水分子偶极距发生偏转，减弱了水分子之间的氢键，使原来缔合成链 状的水分子簇断裂成单个小分子，易使Ca、Na、Mg、Cl等阴阳离子被单个水分子包围形成稳 定的水合离子，从而加快易溶盐的电离，使Cl在水中溶解度增大，溶出量增加；同时分子动 力学模拟方法证明Ca、Na、Mg等离子在磁场中扩散系数增加，使其易从碱渣固体的孔隙中 扩撒逸出进入水中，使Cl在水中溶解速度增加且溶解度增大。因此实验证明在磁场中仅 用3-6倍水搅拌洗涤一定时间即可达到快速大量去除废碱渣中氯离子的目的。
[0019] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、在国内外首次运用磁分离技术对氨 碱法纯碱生产废碱渣中的氯离子进行脱除，以水为脱氯处理剂，脱氯时外加磁场，用水量仅 为碱渣的3-6倍，碱渣脱氯效率达90%以上；2、所得脱氯碱渣易干燥，采用自然晾晒即可 使含水率降低至10%以下，突破碱渣综合利用时氯离子的有害影响，为碱渣在建筑、道路交 通、农业、环境、化工、冶金等领域大规模利用提供技术基础；3、本发明提供了快速去除氨碱 法纯碱生产废碱渣中氯离子的方法，以水为脱氯处理剂，处理时外加磁场，具有碱渣沉降速 度快，碱渣脱氯效率高、脱氯碱渣含水率低的特点，同时工艺和设备简单，容易操作，消耗的 能耗少，本发明为氨碱法纯碱生产废碱渣的大规模利用提供范围更宽的应用领域。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合具体实施例对本发明