申请日2017.12.23
公开(公告)日2018.06.01
IPC分类号C01G25/00
摘要
本发明是一种碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法。属于锆的化合物制备方法。其特征在于来自粗品碳酸锆装置和产品碳酸锆装置的废水用于碱式硫酸锆装置，替代无离子水，用作碱式硫酸锆洗涤用水和原料配制用水以及粗品碳酸锆装置中的原料碱式硫酸锆制浆用水，每吨碳酸锆产品无离子水消耗降低到6.8吨以下，节省无水硫酸钠89.8%以上，节省碳酸钠32.8%以上，合计降低产品原材料消耗约342元/吨。碳酸锆产品装置排放的碳酸锆洗涤水及过滤母液，大部分得到回收利用。大部分无离子水和其携带的化学品回收利用，大幅度降低了降低了生产成本，减轻了水处理装置的负荷。
权利要求书
1.一种碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法，所述碳酸锆生产装置包括中间体碱式硫酸锆装置、粗品碳酸锆装置和产品碳酸锆装置，所述生产装置排放的废水来自中间体碱式硫酸锆装置的碱式硫酸锆过滤母液和洗涤水，粗品碳酸锆装置的碳酸锆粗品过滤母液和洗涤水以及产品碳酸锆装置的碳酸锆过滤母液和洗涤水;其特征在于来自粗品碳酸锆装置和产品碳酸锆装置的废水用于碱式硫酸锆装置，替代无离子水，用作碱式硫酸锆洗涤用水和原料配制用水以及粗品碳酸锆装置中的原料碱式硫酸锆制浆用水。
2.按照权利要求1的碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法，其特征在于所述用于碱式硫酸锆洗涤用水，回收利用方法如下：
①.所述碳酸锆产品装置排放的碳酸锆洗涤水，全部收集，用于中间体碱式硫酸锆装置中的碱式硫酸锆中间体第一级洗涤;
②.所述粗品碳酸锆装置中排放的碳酸锆粗品洗涤水，全部收集，用于碱式硫酸锆装置中的碱式硫酸锆中间体第二级洗涤;
③.所述粗品碳酸锆装置排放的碳酸锆粗品过滤母液，全部收集，用于碱式硫酸锆装置中的碱式硫酸锆中间体第三级洗涤。
3.按照权利要求1的碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法，其特征在于所述用于碱式硫酸锆原料配制用水，回收利用方法是所述碱式硫酸锆中间体第三级洗涤后所排放的废水，全部收集，用于起始原料氧氯化锆的溶解，完全替代无离子水来制备氧氯化锆水溶液。
4.按照权利要求1的碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法，其特征在于所述用于粗品碳酸锆装置中的原料碱式硫酸锆制浆用水，回收利用方法是粗品碳酸锆装置中排放的碳酸锆粗品洗涤水，替代无离子水用于将中间体碱式硫酸锆制成料浆。
5.按照权利要求2的碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法，其特征在于①中所述的碱式硫酸锆中间体第一级洗涤的物料质量配比是：以固体量计的碱式硫酸锆：碳酸锆的洗涤水=1:2.5～3。
6.按照权利要求2的碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法，其特征在于②中所述的碱式硫酸锆中间体第二级洗涤的物料质量配比是：以固体量计的碱式硫酸锆：碳酸锆粗品洗涤水=1:2.5～3。
7.按照权利要求2的碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法，其特征在于③中所述的碱式硫酸锆中间体第三级洗涤的物料质量配比是：以固体量计的碱式硫酸锆：碳酸锆粗品滤干母液=1:3～4。
8.权利要求1的碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法，其特征在于用于先硫酸锆后碳酸锆的液相分步沉淀合成法生产工艺，生产出的碳酸锆产品达到如下技术指标：
达到了碳酸氧锆产品的质量标准。
说明书
碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法
技术领域
本发明是一种碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法。属于锆的化合物制备方法。
背景技术
碳酸锆Zr2O(CO3).nH2O，亦称为碱式碳酸锆ZrO2CO2·nH2O或称碳酸氧锆。是一种重要的锆化合物，广泛用于功能陶瓷、结构陶瓷、化妆品止汗剂、汽车尾气净化催化剂、造纸耐水交联剂、油漆油墨催干剂，同时也是生产超细二氧化硅较为经济的原材料。
碳酸锆液相分步沉淀合成法具有工艺控制较简单，产品质量稳定，活性较好等优点，被广泛采用。液相分步沉淀合成法工艺是以氧氯化锆为起始原料，首先将其配制成一定浓度的水溶液，在溶液中添加浓硫酸或硫酸钠，加热水解，生成碱式硫酸锆，然后，加入碳酸钠溶液，将其转化为碳酸锆产品。其反应、如下：
ZrOCl2+H2SO4→ZrOSO4+HCl
ZrOSO4+NaCO3→ZrOCO3+Na2SO4
生产过程中，各步骤原料溶液的配制用无离子水、中间产品的制浆用无离子水、特别是中间体碱式硫酸锆、碳酸锆粗品以及最终产品碳酸锆都用无离子水洗涤，产生大量的洗涤水及过滤母液，每吨产品耗用无离子水超过15吨。现有技术中，碳酸锆生产装置产生的废水均未回收利用，无离子水携带过量的原料、部分中间产品及副产品和最终产品等化学品全部一次排放。
具体来讲，现有技术中的碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方面存在如下不足：
1.生产过程中，各步骤原料溶液的配制、中间产品的洗涤后制浆全部使用无离子水，导致无离子水消耗量过大。
2.粗品碳酸锆装置中排放的碳酸锆粗品洗涤水中，含有大量的硫酸盐和纯碱，未得到回收利用而全部排放。导致大量无离子水和洗涤水中携带的硫酸钠及碳酸钠化学品的资源浪费，也增加了水处理装置的负荷。
3.碳酸锆产品装置排放的碳酸锆洗涤水及过滤母液，未得到回收利用而全部排放。导致无离子水和其携带的化学品的流失，也增加了水处理装置的负荷。
以上看来，在制备碳酸锆生产过程中产生、排放大量的工业废水，包括洗涤水和洗涤后物料真空吸滤或离心甩干母液。不经回收利用直接排放，既浪费资源又污染环境，同时也提高了生产成本。急待寻求回收利用方法。现有技术中还尚未见到理想的回收利用方法。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种将碳酸锆产品装置和粗品碳酸锆装置产生的废水收集，作为碱式硫酸锆中间体洗涤、制浆及原料溶解用水，完全替代无离子水的碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：
本发明的碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法，所述碳酸锆生产装置包括中间体碱式硫酸锆装置、粗品碳酸锆装置和产品碳酸锆装置，所述生产装置排放的废水 来自中间体碱式硫酸锆装置的碱式硫酸锆过滤母液和洗涤水，粗品碳酸锆装置的碳酸锆粗品过滤母液和洗涤水以及产品碳酸锆装置的碳酸锆过滤母液和洗涤水;其特征在于：来自粗品碳酸锆装置和产品碳酸锆装置的废水用于碱式硫酸锆装置，替代无离子水，用作碱式硫酸锆洗涤用水和原料配制用水以及粗品碳酸锆装置中的原料碱式硫酸锆制浆用水。
本发明来自粗品碳酸锆装置和产品碳酸锆装置的废水用于碱式硫酸锆装置，替代无离子水，用作碱式硫酸锆洗涤用水和原料配制用水以及粗品碳酸锆装置中的原料碱式硫酸锆制浆用水。具有突出的实质性特点。
首先，本发明选择用产品碳酸锆装置产生的洗涤水，全部收集，用于碱式硫酸锆中间体第一级洗涤;是因为产品碳酸锆装置产生的洗涤水只含有氯化钠(0.14%)，其他离子浓度都小于20ppm。但氯化钠不参与碱水硫酸锆反应，不会对洗涤效果造成负面影响。
第二，本发明选择粗品碳酸锆装置产生的洗涤水，全部收集，用于碱式硫酸锆中间体第二级洗涤;或用于用于粗品碳酸锆装置的原料中间体碱式硫酸锆制浆用以替代无离子水;是因为粗品碳酸锆装置产生的洗涤水，只含硫酸钠(0.18%)、氯化钠(0.12%)、碳酸钠(0.54%)，其他离子浓度都小于20ppm。但硫酸钠、氯化钠不与碱式硫酸锆反应，只有碳酸钠与碱式硫酸锆所吸附的酸反应，有利于物料洗涤。
第三，碱式硫酸锆与碳酸钠反应生成碳酸锆粗品的反应中，碳酸钠必须过量一部分，才能将硫酸根更彻底的置换出来。本发明选择用粗品碳酸锆装置产生的过滤母液，全部收集，用于碱式硫酸锆中间体第三级洗涤。是因为粗品碳酸锆装置产生的过滤母液，只含硫酸钠(6.94%)、氯化钠(0.42%)、碳酸钠(3.31%)，其他离子浓度都小于20ppm。但硫酸钠、氯化钠不与碱式硫酸锆反应，只有碳酸钠与碱式硫酸锆所吸附的酸反应，有利于物料洗涤，甚至能将碱式硫酸锆洗成中性，节省调碱反应中中和碱式硫酸锆吸附酸所消耗的碳酸钠。
另外，本发明将碱式硫酸锆中间体第三级洗涤后，排放的洗涤液，全部收集，用于起始原料氧氯化锆的溶解，完全替代无离子水来制备氧氯化锆水溶液。是因为碱式硫酸锆中间体第三级洗涤后，排放的洗涤液(含硫酸钠6.38%、氯化钠2.86%，其他离子浓度都小于20ppm)收集起来，用于溶解氧氯化锆。常温下硫酸钠与氧氯化锆不反应，氯化钠也不参与反应，但升温后硫酸钠却又能与氧氯化锆完全反应。这样，又能将绝大部分硫酸根通过碱式硫酸锆带到调碱反应中，从而达到循环利用的目的。
本发明的目的还可以通过如下措施来达到：
本发明的碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法，其特征在于所述用于碱式硫酸锆洗涤用水，回收利用方法如下：
①.所述碳酸锆产品装置排放的碳酸锆洗涤水，全部收集，用于中间体碱式硫酸锆装置中的碱式硫酸锆中间体第一级洗涤;
②.所述粗品碳酸锆装置中排放的碳酸锆粗品洗涤水，全部收集，用于碱式硫酸锆装置中的碱式硫酸锆中间体第二级洗涤;
③.所述粗品碳酸锆装置排放的碳酸锆粗品过滤母液，全部收集，用于碱式硫酸锆装置中的碱式硫酸锆中间体第三级洗涤。
是优选的技术方案。
本发明的碳酸锆生产装置排放的废水回收利用方法，所述用于碱式硫酸锆原料配制用水，回收利用方法是所述碱式硫酸锆中间体第三级洗涤后所排放的废水，全部收集，用于起始原料氧氯化锆的溶解，完全替代无离子水来制备氧氯化锆水溶液。