申请日2015.12.25
公开(公告)日2016.03.23
IPC分类号C02F9/10; C01F11/28; C01F11/30; C01C1/02
摘要
本发明涉及一种低浓度氨氮废水综合治理全回收的方法，其特征是：将低浓度氯化铵废水和电石渣或生石灰混合反应，得到含有氨水和氯化钙的混合溶液;混合溶液输送到氨水蒸馏浓缩塔内进行氨水的分离，得到氨蒸汽和氯化钙废液;氨蒸汽输送到氨水冷却器中进行冷却吸收，氯化钙废液进入陈化池进行陈化，再进行过滤，得到净化氯化钙溶液;净化氯化钙溶液进入MVR三效蒸发器进行蒸发得到蒸馏水和量重量比浓度在35%-40%的浓氯化钙溶液，浓氯化钙溶液再进入流化床喷雾造粒得到无水氯化钙产品。其优点是：不仅能将低浓度氯化铵废水中的氨回收到工业级浓度满足稀土分离继续使用，而且能将电石渣转化为氯化钙回收得到蒸馏水和无水氯化钙产品。
权利要求书
1.一种低浓度氨氮废水综合治理全回收的方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)混合反应工艺：将低浓度氯化铵废水和电石渣混合搅拌均匀使两种物质充分反应，得到含有氨水和氯化钙的混合溶液;
(2)氨分离吸收工艺：用物料泵将步骤(1)中的混合溶液输送到氨水蒸馏浓缩塔内进行氨水的分离，得到氨蒸汽和氯化钙废液;
(3)冷却回收工艺：将步骤(2)中的氨蒸汽输送到氨水冷却器中进行冷却吸收，并将冷却处理得到的氨水存放在氨水储存罐中备用;
(4)氯化钙净化工艺：将步骤(2)中得到的氯化钙废液进入陈化池进行陈化，再进行过滤，得到净化氯化钙溶液;
(5)氯化钙回收工艺：将步骤(4)中得到的净化氯化钙溶液进入MVR三效蒸发器进行蒸发得到蒸馏水和量重量比浓度在35%-40%的浓氯化钙溶液，浓氯化钙溶液再进入流化床喷雾造粒得到无水氯化钙产品。
2.根据权利要求1所述的低浓度氨氮废水综合治理全回收的方法，其特征是：步骤(1)中所述氯化铵废水中氯化铵浓度范围为0.35-2mol/L，所用的电石渣中氧化钙的重量百分比含量≧60%。
3.根据权利要求1所述的低浓度氨氮废水综合治理全回收的方法，其特征是：步骤(1)中所述电石渣，电石渣所含氧化钙和低浓度氯化铵废水中所含氯化铵的重量比为1：1.2-1.9。
4.根据权利要求1所述的低浓度氨氮废水综合治理全回收的方法，其特征是：所述电石渣可以用生石灰代替，且生石灰用量和低浓度氯化铵废水中氯化铵的重量比为1：0.3-0.6。
5.根据权利要求1所述的低浓度氨氮废水综合治理全回收的方法，其特征是：步骤(2)中所述的在氨水蒸馏浓缩塔内进行氨水的分离，是通过调整蒸汽流量，使塔顶温度保持在95℃-95℃，使用蒸汽压力范围在0.1MPa—0.6MPa。
6.根据权利要求1所述的低浓度氨氮废水综合治理全回收的方法，其特征是：步骤(3)中氨水冷却器所用的冷却液为氯化铵废水，吸收液为步骤(5)得到的蒸馏水，冷却温度保持在10℃-30℃。
7.根据权利要求1所述的低浓度氨氮废水综合治理全回收的方法，其特征是：步骤(2)中所述的陈化时间≧7天。
说明书
一种从低浓度氯化铵废水中回收氨的方法
技术领域
本发明涉及一种低浓度氨氮废水综合治理全回收的方法，具体是一种从低浓度氯化铵废水中回收氨的方法，属于氨氮废水综合治理领域。
背景技术
中国是稀土大国，每年的稀土产量在15万吨左右，低浓度氯化铵废水是有色行业特别是稀土湿法分离行业必然产生的排放液。据统计，每分离一吨稀土氧化物平均消耗氨水或碳酸氢铵在4吨以上，且由于受生产工艺的局限，排放废水中氯化铵含量较低(其浓度大多为0.35-2mol/L)，仅此稀土行业每年排放的氯化铵超过100万吨。而合成100万吨氨需要80000万立方的天然气，需要约30万吨无烟煤，因此如不对废水中的氨加以回收再利用，会造成资源的浪费。另一方面，低浓度氯化铵废水会造成严重的环境污染。江苏赣州一代稀土行业氨氮废水排放曾造成严重的污染事件，导致太湖流域氨氮超标，包头地区每年进入冬季黄河流量减少氨氮废水严重超标造成严重污染，已引起了国家环保部门高度重视，立令稀土行业进行整改。所以，低浓度氨氮废水的回收再利用成为目前困扰稀土行业的重要技术难题。
目前普遍采用的低浓度氨氮废水回收工艺，主要为直接浓缩蒸发结晶回收氯化铵，或氯化铵加循环剂蒸发回收盐酸和氨水，前者具有以下缺点：直接蒸发热能耗量大，环保治理亏贴运行，加之氯化铵市场区受域性销售半径的影响，大量的氯化铵堆积销不掉，很多企业不得不中途停止回收生产;后者生产得到的氨水和盐酸浓度太低无法使用，且能耗大，亏贴运行成本高，所以无法形成工业化生产。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种从低浓度氯化铵废水中回收氨的方法，本方法不仅能够将低浓度氯化铵废水中的氨分离并回收到工业级浓度满足稀土分离继续使用，而且能够将电石渣转化为氯化钙回收得到蒸馏水和无水氯化钙产品。工艺过程完全密封，能耗低，废物中有价元素全回收，符合环保回收再利用，循环经济、无污染无公害的要求。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明的方法包括以下步骤：
(1)混合反应工艺：将低浓度氯化铵废水和电石渣混合搅拌均匀使两种物质充分反应，得到含有氨水和氯化钙的混合溶液;
(2)氨分离吸收工艺：用物料泵将步骤(1)中的混合溶液输送到氨水蒸馏浓缩塔内进行氨水的分离，得到氨蒸汽和氯化钙废液;
(3)冷却回收工艺：将步骤(2)中的氨蒸汽输送到氨水冷却器中进行冷却吸收，并将冷却处理得到的氨水存放在氨水储存罐中备用;
(4)氯化钙净化工艺：将步骤(2)中得到的氯化钙废液进入陈化池进行陈化，再进行过滤，得到净化氯化钙溶液;
(5)氯化钙回收工艺：将步骤(4)中得到的净化氯化钙溶液进入MVR三效蒸发器进行蒸发得到蒸馏水和量重量比浓度在35%-40%的浓氯化钙溶液，浓氯化钙溶液再进入流化床喷雾造粒得到无水氯化钙产品。
步骤(1)中所述氯化铵废水中氯化铵浓度范围为0.35-2mol/L，所用的电石渣中氧化钙的重量百分比含量≧60%。
步骤(1)中所述电石渣，电石渣所含氧化钙和低浓度氯化铵废水中所含氯化铵的重量比为1：1.2-1.9。
所述电石渣可以用生石灰代替，且生石灰用量和低浓度氯化铵废水中氯化铵的重量比为1：0.3-0.6。
步骤(2)中所述的在氨水蒸馏浓缩塔内进行氨水的分离，是通过调整蒸汽流量，使塔顶温度保持在95℃-95℃，使用蒸汽压力范围在0.1MPa—0.6MPa。
步骤(3)中氨水冷却器所用的冷却液为氯化铵废水，吸收液为步骤(5)得到的蒸馏水，冷却温度保持在10℃-30℃。
步骤(2)中所述的陈化时间≧7天。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明实现了氨资源的回收再利用，原料成本低。本发明的原料为稀土湿法分离或有色行业排放的、且浓度在0.35-2mol/L的低浓度氯化铵废水，在实现氨资源回收再利用的同时，解决了低浓度氯化铵废水直接排放造成的污染问题。本发明中的辅料为氯碱行业生产聚氯乙烯产生的电石废渣，其主要成分为氢氧化钙，容易获得，整体工艺中有价元素全部回收，符合废物再利用的环保要求。
2、利用本发明得到的氨水浓度高，同时得到的蒸馏水返回生产继续使用，得到的无水氯化钙产品达到工业级标准。经实验证明，利用本回收方法得到的氨水摩尔浓度可控制在8-15mol/L，达到市售级要求。另一方面，氯化钙溶液净化过滤渣的pH值为7-8，可作为水泥原料回收再使用，完全符合环保排放标准要求。
3、本发明中主要采用的设备为氨水蒸馏浓缩塔和氨水冷却器，工艺过程简单，生产环保无污染，且能量消耗低，尤其是该氨分离塔一次性地将混合溶液中的氨分离并吸收至工业级浓度标准。所能耗的90%作用在得到的浓氨水上，远远低于传统回收工艺能耗