氯化法鈦白生產的三廢治理回收利用
鈦(tai)白(bai)(bai)粉(fen)(fen)(fen)(Ti02)是(shi)目前世界(jie)上性(xing)能最佳的白(bai)(bai)色顏料(liao)。鈦(tai)白(bai)(bai)粉(fen)(fen)(fen)與關系(xi)著(zhu)人民生活水平的住宅(zhai)、汽車產(chan)業密切相關，已成(cheng)為全球第3大無機化(hua)(hua)(hua)工產(chan)品，被廣(guang)泛應(ying)用(yong)于(yu)涂料(liao)、塑料(liao)、造紙、油(you)墨、橡膠、化(hua)(hua)(hua)纖等工業，其(qi)銷(xiao)售值(zhi)位(wei)于(yu)無機化(hua)(hua)(hua)工產(chan)品的前3位(wei)。鈦(tai)白(bai)(bai)粉(fen)(fen)(fen)生產(chan)主(zhu)要有(you)硫酸(suan)法(fa)(fa)和(he)氯(lv)(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)2種。相比(bi)而言(yan)，氯(lv)(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)鈦(tai)白(bai)(bai)粉(fen)(fen)(fen)生產(chan)方法(fa)(fa)技術比(bi)較先(xian)進，工藝流程(cheng)(cheng)短，自動化(hua)(hua)(hua)程(cheng)(cheng)度高(gao)，噸產(chan)品廢料(liao)產(chan)生量低(di)。但氯(lv)(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)鈦(tai)白(bai)(bai)粉(fen)(fen)(fen)在(zai)生產(chan)工藝、裝置和(he)廢物處置等方面仍有(you)一些技術問題需要吸收(shou)消(xiao)化(hua)(hua)(hua)國(guo)外先(xian)進技術來加以解(jie)決。本文介紹氯(lv)(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)生產(chan)R一909涂料(liao)鈦(tai)白(bai)(bai)粉(fen)(fen)(fen)車間(jian)的生產(chan)中三廢綜合利用(yong)和(he)凈化(hua)(hua)(hua)處理的具體(ti)方法(fa)(fa)。
1 三廢治理措施
1．1廢氣治理措施
氯化鈦白生產有組(zu)織排放(fang)廢氣(qi)污染源(yuan)有以下(xia)幾種。
1．1．1原料備料車間廢氣
高(gao)鈦(tai)渣在篩分、輸送、石油焦破(po)碎以(yi)及高(gao)鈦(tai)渣和石油焦配料、干燥過程中均有含(han)塵廢氣產生。
1．1．2氯化車間廢氣(qi)
氯化過程產生的混合爐氣經粗TiCl4沉淀過濾產生的泥漿直接噴淋冷卻后再經旋風除塵器分離出大部分粉塵，分離后爐氣進入4級噴淋冷卻塔，以冷凍鹽水間接冷卻后的粗TiCl。液體為冷卻介質，采用直接接觸急冷方式冷凝回收爐氣中的TiCl4，主要廢氣源是末被冷凝的氯化尾氣G4。氯化尾氣主要成分見表1。
氯化尾氣主要成分表1 |
由(you)于(yu)氯(lv)(lv)化(hua)爐內含(han)(han)有(you)(you)C12和CO，因(yin)(yin)此構成(cheng)(cheng)了產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)光(guang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)物質基(ji)礎(chu)，在無(wu)催化(hua)劑的(de)(de)情況(kuang)下，沸(fei)(fei)騰氯(lv)(lv)化(hua)爐中(zhong)仍(reng)有(you)(you)可能產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)少(shao)量(liang)的(de)(de)光(guang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)，由(you)于(yu)氯(lv)(lv)化(hua)爐中(zhong)的(de)(de)溫度為(wei)800～1000℃，而光(guang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)在高于(yu)550℃條件下會分(fen)(fen)解(jie)，因(yin)(yin)此產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)少(shao)量(liang)光(guang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)在氯(lv)(lv)化(hua)爐中(zhong)的(de)(de)高溫下分(fen)(fen)解(jie)。同(tong)時C02、02、S的(de)(de)存在會破壞光(guang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)光(guang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)時要求CO2：CO<92：1，氯(lv)(lv)化(hua)尾氣(qi)(qi)(qi)(qi)含(han)(han)有(you)(you)較多(duo)的(de)(de)CO2（C02：C0約為(wei)1：2)，又(you)沒有(you)(you)催化(hua)劑，氯(lv)(lv)化(hua)尾氣(qi)(qi)(qi)(qi)離開(kai)沸(fei)(fei)騰氯(lv)(lv)化(hua)爐降溫后僅產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)微(wei)(wei)量(liang)的(de)(de)光(guang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)，微(wei)(wei)量(liang)光(guang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)在含(han)(han)氯(lv)(lv)廢氣(qi)(qi)(qi)(qi)處理設施中(zhong)的(de)(de)水(shui)洗過程中(zhong)能被迅(xun)速分(fen)(fen)解(jie)成(cheng)(cheng)氯(lv)(lv)化(hua)氫和二氧化(hua)碳，產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)氯(lv)(lv)化(hua)氫迅(xun)速被水(shui)吸收，因(yin)(yin)此，氯(lv)(lv)化(hua)尾氣(qi)(qi)(qi)(qi)外排出的(de)(de)光(guang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)極少(shao)。這(zhe)也是(shi)未見(jian)國內外四氯(lv)(lv)化(hua)鈦生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)企業發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)光(guang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)污(wu)染的(de)(de)相關報道的(de)(de)原(yuan)因(yin)(yin)。
1．1．3精制(zhi)車間廢氣
TiCl4精制工(gong)段除釩(fan)工(gong)序冷凝(ning)器回收TiCl4時(shi)產生不(bu)凝(ning)尾(wei)氣，精餾塔(ta)(ta)塔(ta)(ta)頂在(zai)冷凝(ning)回收低沸(fei)物時(shi)連(lian)續(xu)產生不(bu)凝(ning)尾(wei)氣，2種不(bu)凝(ning)尾(wei)氣G6中均含有微量Cl2、HCl等酸性污(wu)染物，并入含氯廢氣處理(li)系統(tong)處理(li)。
1．1．4氧(yang)化(hua)車間廢氣
氧化(hua)(hua)工(gong)序生成的(de)含氯(lv)(lv)尾氣(qi)G7在(zai)正常生產時經過(guo)氯(lv)(lv)壓機增壓后(hou)全部直接(jie)(jie)返(fan)(fan)回(hui)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)爐，該氣(qi)體的(de)氯(lv)(lv)氣(qi)(68％～79％)能(neng)夠滿足直接(jie)(jie)返(fan)(fan)回(hui)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)工(gong)段利(li)用的(de)要求。
一旦氯(lv)化(hua)工段氯(lv)化(hua)爐(lu)停車，則立即啟動氧化(hua)爐(lu)的停車程序(xu)，并(bing)立即切斷氧化(hua)爐(lu)尾氯(lv)通(tong)向氯(lv)化(hua)爐(lu)的通(tong)道，含氯(lv)尾氣G7并(bing)入含氯(lv)廢氣處理裝置進行處押。
1．1．5有組(zu)織廢氣(qi)處(chu)理與(yu)排放(fang)
有組織廢氣產(chan)生、處理及排(pai)放(fang)情況見表2。
表2有組織廢氣產生、治理及排放情況 |
1．1．6廢氣(qi)無組織產生、治理、排放(fang)
廢氣污染物無組織產生、治理及排放情況如下：氯化爐排灰和排渣過程所產生的無組織排放是目前國內類似企業的主要環境問題之一。可采用星型閥等除灰措施，杜絕氯化爐排灰時廢氣散排，最大限度地降低該過程無組織排放。氯化鈦白生產排灰、排渣的工藝流程見圖1。
 圖1氯化車間排灰、排渣流程 |
氯(lv)化系(xi)統在(zai)(zai)排灰和排渣時(shi)不與外界連通，爐渣和收(shou)塵灰殘(can)留的TiCl4和SiCl4直接在(zai)(zai)渣漿(jiang)(jiang)罐的堿液(ye)中水解，水解產物HCl迅(xun)速被(bei)堿液(ye)吸收(shou)，少(shao)量(liang)無(wu)組織散發的HCl和C12在(zai)(zai)渣漿(jiang)(jiang)罐上(shang)方被(bei)收(shou)集(ji)并由抽氣系(xi)統抽至(zhi)含氯(lv)廢氣處理系(xi)統進行(xing)處理，最大(da)限度減輕了排灰、排渣中無(wu)組織排放HCl、 C12。
根據(ju)遵義市環保局對遵義鈦廠(chang)無組織(zhi)排放含氯廢氣(qi)(qi)進行(xing)的(de)(de)現(xian)場調研(yan)結果，氯化車(che)(che)(che)間含氯氣(qi)(qi)體的(de)(de)無組織(zhi)排放主(zhu)要來(lai)自循(xun)環泵(beng)、過(guo)濾器(qi)的(de)(de)沖洗(xi)過(guo)程(cheng)，約占(zhan)氯化車(che)(che)(che)間無組織(zhi)排放含氯氣(qi)(qi)體的(de)(de)80％。企業在循(xun)環泵(beng)、過(guo)濾器(qi)的(de)(de)沖洗(xi)過(guo)程(cheng)中應注意車(che)(che)(che)間的(de)(de)通風，減少(shao)沖洗(xi)次數，縮短沖洗(xi)時間，避免HCl、C12超過(guo)車(che)(che)(che)間允許濃度(du)范圍。
精制車間的釩渣(zha)(zha)泥(ni)漿(jiang)(jiang)出渣(zha)(zha)時(shi)采用(yong)密閉渣(zha)(zha)罐負壓(ya)收集，以消(xiao)除(chu)含氯廢氣的無組織排放。釩渣(zha)(zha)泥(ni)漿(jiang)(jiang)密閉輸送回氯化車間與(yu)沉(chen)淀泥(ni)漿(jiang)(jiang)一(yi)起噴淋冷卻氯化爐爐氣。
液氯庫通過強(qiang)化(hua)生(sheng)產、設備和工藝技術的管理來確保設備完好率，降低(di)系統泄漏。
主要廢氣無組織排放量見表3
表3主要廢氣無組織排放量 |
1．1．7開停車廢氣(qi)污染物排放及治(zhi)理(li)
開停車時產生(sheng)的氯(lv)化(hua)(hua)尾氣(qi)、TiCl4精制尾氣(qi)、氧化(hua)(hua)爐含氯(lv)尾氣(qi)等采(cai)用正(zheng)常生(sheng)產同一凈(jing)化(hua)(hua)系統凈(jing)化(hua)(hua)后達標排(pai)放。
開(kai)(kai)(kai)、停(ting)(ting)車(che)(che)過程持(chi)續時(shi)(shi)(shi)(shi)間短。開(kai)(kai)(kai)車(che)(che)時(shi)(shi)(shi)(shi)按照含(han)(han)氯(lv)(lv)廢氣(qi)(qi)處理(li)系統→氯(lv)(lv)化爐→精制(zhi)工(gong)段→氧(yang)化爐，在(zai)1個(ge)工(gong)段開(kai)(kai)(kai)車(che)(che)正常(chang)后才開(kai)(kai)(kai)啟下1個(ge)工(gong)段，開(kai)(kai)(kai)車(che)(che)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)大(da)氣(qi)(qi)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)情(qing)況(kuang)(kuang)與正常(chang)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)時(shi)(shi)(shi)(shi)相近。停(ting)(ting)車(che)(che)時(shi)(shi)(shi)(shi)氧(yang)化爐和氯(lv)(lv)化爐同(tong)時(shi)(shi)(shi)(shi)連鎖停(ting)(ting)車(che)(che)，最后停(ting)(ting)含(han)(han)氯(lv)(lv)廢氣(qi)(qi)處理(li)系統，由于停(ting)(ting)車(che)(che)時(shi)(shi)(shi)(shi)氧(yang)化爐產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)含(han)(han)氯(lv)(lv)尾氣(qi)(qi)不(bu)能進(jin)入氯(lv)(lv)化爐回用，必須通過含(han)(han)氯(lv)(lv)廢氣(qi)(qi)處理(li)系統進(jin)行處理(li)，因(yin)此(ci)停(ting)(ting)車(che)(che)時(shi)(shi)(shi)(shi)大(da)氣(qi)(qi)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)量略(lve)大(da)于正常(chang)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)情(qing)況(kuang)(kuang)，此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)氯(lv)(lv)氣(qi)(qi)供應系統切斷，處理(li)的(de)含(han)(han)氯(lv)(lv)廢氣(qi)(qi)為爐內和管道內殘留的(de)含(han)(han)氯(lv)(lv)氣(qi)(qi)體。氯(lv)(lv)化鈦白(bai)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)停(ting)(ting)車(che)(che)時(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)大(da)氣(qi)(qi)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)及排放情(qing)況(kuang)(kuang)見表4。
表4停車大氣污染物產生及排放情況 |
1．2廢水治理措施
各類(lei)廢水產生、治理及(ji)排放分述如下(xia)：
(1)凈(jing)(jing)水(shui)(shui)(shui)循(xun)(xun)環系統排污(wu)水(shui)(shui)(shui)W1：氯(lv)化(hua)車間氯(lv)化(hua)混合氣水(shui)(shui)(shui)冷(leng)(leng)夾(jia)套(tao)、精制車間冷(leng)(leng)卻(que)器、真空設施、公用(yong)系統空壓機組(zu)、低溫鹽水(shui)(shui)(shui)機組(zu)等運(yun)行(xing)過程中(zhong)需(xu)進行(xing)間接(jie)循(xun)(xun)環冷(leng)(leng)卻(que)，冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)經凈(jing)(jing)水(shui)(shui)(shui)循(xun)(xun)環水(shui)(shui)(shui)池冷(leng)(leng)卻(que)后循(xun)(xun)環使用(yong)，凈(jing)(jing)水(shui)(shui)(shui)系統循(xun)(xun)環排污(wu)水(shui)(shui)(shui)為清下水(shui)(shui)(shui)，直接(jie)達標排放。
(2)含氯(lv)廢(fei)氣處理系統水洗(xi)流程產(chan)生的(de)稀(xi)鹽酸WZ：含氯(lv)廢(fei)氣經(jing)循環(huan)水洗(xi)去(qu)大(da)部分的(de)氯(lv)化氫，產(chan)生質(zhi)量分數約20%的(de)稀(xi)鹽酸，作為副產(chan)品外(wai)售，不外(wai)排。
(3)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)尾氣堿(jian)洗(xi)流程(cheng)產生(sheng)(sheng)的廢(fei)堿(jian)液(ye)(ye)W3：含氯(lv)(lv)廢(fei)氣經(jing)循環(huan)堿(jian)液(ye)(ye)洗(xi)滌(di)后產生(sheng)(sheng)廢(fei)堿(jian)液(ye)(ye)，連續產生(sheng)(sheng)，主要(yao)污染(ran)物為pH、ClO-、Cl-。由于堿(jian)液(ye)(ye)洗(xi)滌(di)前2處理工序已除去大部(bu)分的氯(lv)(lv)化(hua)(hua)氫和氯(lv)(lv)氣，因此產生(sheng)(sheng)的廢(fei)堿(jian)液(ye)(ye)量少，全部(bu)用于氯(lv)(lv)化(hua)(hua)車(che)問濕法(fa)除灰和除渣的補充堿(jian)液(ye)(ye)，最終隨(sui)灰渣漿(jiang)進入工業固廢(fei)固化(hua)(hua)設施作為水(shui)泥固化(hua)(hua)配水(shui)，不(bu)外排。
(4)后處(chu)(chu)理(li)工段(duan)鈦(tai)白粉洗滌廢水(shui)(shui)W5：后處(chu)(chu)理(li)用(yong)脫鹽水(shui)(shui)對半(ban)成品鈦(tai)白粉進行洗滌，廢水(shui)(shui)中主要(yao)污染物為低濃度的SS、磷酸鹽和(he)SO42-，進生產廢水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)站處(chu)(chu)理(li)。
(5)全廠設(she)備清(qing)洗(xi)、實驗室廢水(shui)及(ji)沖洗(xi)地(di)坪水(shui)W6：原(yuan)料庫(ku)、精制車(che)問(wen)、準備車(che)間、還原(yuan)蒸鎦車(che)間、破碎及(ji)包裝車(che)間在生(sheng)產(chan)過(guo)程中產(chan)生(sheng)設(she)備清(qing)潔及(ji)沖洗(xi)地(di)坪水(shui)，問(wen)斷產(chan)生(sheng)，主要污染物為(wei)pH、SS、Cl-收集進入生(sheng)產(chan)廢水(shui)處理站(zhan)處理。
(6)脫鹽(yan)水(shui)(shui)站(zhan)酸(suan)堿(jian)廢(fei)水(shui)(shui)W7：脫鹽(yan)水(shui)(shui)站(zhan)樹脂再生時(shi)將(jiang)產(chan)生酸(suan)堿(jian)廢(fei)水(shui)(shui)，收(shou)集引入(ru)生產(chan)廢(fei)水(shui)(shui)處理站(zhan)中和(he)處理，作為清(qing)下水(shui)(shui)直排。
(7)全(quan)(quan)(quan)廠(chang)(chang)生(sheng)(sheng)產(chan)廢(fei)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)站：采用(yong)清污分(fen)流、分(fen)類(lei)(lei)收集、分(fen)類(lei)(lei)處(chu)(chu)理(li)(li)的方式。含氯廢(fei)氣處(chu)(chu)理(li)(li)產(chan)生(sheng)(sheng)的稀鹽酸(suan)和廢(fei)堿液等高(gao)Cl-廢(fei)液均綜合(he)利用(yong)，不外排(pai)也(ye)不進入全(quan)(quan)(quan)廠(chang)(chang)生(sheng)(sheng)產(chan)廢(fei)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)站。其他低濃度廢(fei)水(shui)如后處(chu)(chu)理(li)(li)洗滌廢(fei)水(shui)、脫鹽水(shui)站酸(suan)堿廢(fei)水(shui)和全(quan)(quan)(quan)廠(chang)(chang)設備清洗入沖洗地坪水(shui)等進入全(quan)(quan)(quan)廠(chang)(chang)生(sheng)(sheng)產(chan)廢(fei)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)站進行處(chu)(chu)理(li)(li)，達標(biao)后外排(pai)。
生產廢(fei)水(shui)處(chu)理(li)站采取中(zhong)(zhong)和(he)、混凝、沉淀等物理(li)化學方(fang)法(fa)，廢(fei)水(shui)中(zhong)(zhong)主(zhu)要污(wu)染物pH、SS達(da)標后的尾水(shui)部分(fen)回用(yong)(用(yong)于地坪沖洗)，剩余部分(fen)達(da)標排放(fang)。
生產廢水產生、治理及排放情況見表5。
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表5生產廢水產生及排放情況(kuang)  |
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