氯化法鈦白生產的三廢治理回收利用
鈦(tai)(tai)白(bai)(bai)粉(fen)(Ti02)是目(mu)前(qian)世(shi)界(jie)上(shang)性能(neng)最佳的(de)(de)白(bai)(bai)色顏料。鈦(tai)(tai)白(bai)(bai)粉(fen)與關(guan)(guan)系(xi)著人(ren)民生(sheng)活(huo)水平的(de)(de)住宅、汽(qi)車產(chan)(chan)(chan)(chan)業密(mi)切(qie)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)，已成為全球(qiu)第3大無機化(hua)(hua)(hua)工(gong)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)，被(bei)廣泛應用于涂料、塑料、造紙(zhi)、油墨、橡膠、化(hua)(hua)(hua)纖等工(gong)業，其銷售(shou)值位(wei)于無機化(hua)(hua)(hua)工(gong)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)前(qian)3位(wei)。鈦(tai)(tai)白(bai)(bai)粉(fen)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)主要有硫酸法和氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)法2種。相(xiang)(xiang)比而(er)言，氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)法鈦(tai)(tai)白(bai)(bai)粉(fen)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)方法技術(shu)比較先(xian)進(jin)，工(gong)藝流程(cheng)(cheng)短，自動(dong)化(hua)(hua)(hua)程(cheng)(cheng)度高，噸產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)廢料產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)量低。但氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)法鈦(tai)(tai)白(bai)(bai)粉(fen)在(zai)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)工(gong)藝、裝置和廢物處置等方面(mian)仍有一些技術(shu)問題需要吸(xi)收消(xiao)化(hua)(hua)(hua)國外先(xian)進(jin)技術(shu)來加以解決。本文介紹氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)法生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)R一909涂料鈦(tai)(tai)白(bai)(bai)粉(fen)車間的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)中三(san)廢綜(zong)合(he)利用和凈化(hua)(hua)(hua)處理的(de)(de)具體方法。
1 三廢治理措施
1．1廢氣治理措施
氯化鈦白生產有組織排放(fang)廢氣污染(ran)源有以下(xia)幾種。
1．1．1原料備料車(che)間廢(fei)氣
高(gao)鈦渣在篩分、輸(shu)送(song)、石油(you)焦(jiao)破碎以(yi)及高(gao)鈦渣和(he)石油(you)焦(jiao)配(pei)料(liao)、干燥過(guo)程中均有含塵廢氣產生。
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)于氯化(hua)(hua)爐內含有(you)C12和CO，因(yin)此構成(cheng)了產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)光(guang)(guang)(guang)氣(qi)的(de)(de)物(wu)質基礎(chu)，在(zai)(zai)(zai)無(wu)催(cui)化(hua)(hua)劑的(de)(de)情況下，沸騰(teng)(teng)氯化(hua)(hua)爐中(zhong)仍有(you)可能產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)少(shao)量(liang)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)氣(qi)，由(you)于氯化(hua)(hua)爐中(zhong)的(de)(de)溫度為800～1000℃，而光(guang)(guang)(guang)氣(qi)在(zai)(zai)(zai)高(gao)于550℃條件下會(hui)分(fen)解(jie)，因(yin)此產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)少(shao)量(liang)光(guang)(guang)(guang)氣(qi)在(zai)(zai)(zai)氯化(hua)(hua)爐中(zhong)的(de)(de)高(gao)溫下分(fen)解(jie)。同時(shi)C02、02、S的(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)會(hui)破壞光(guang)(guang)(guang)氣(qi)的(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)光(guang)(guang)(guang)氣(qi)時(shi)要求CO2：CO<92：1，氯化(hua)(hua)尾(wei)氣(qi)含有(you)較多(duo)的(de)(de)CO2（C02：C0約為1：2)，又沒有(you)催(cui)化(hua)(hua)劑，氯化(hua)(hua)尾(wei)氣(qi)離開沸騰(teng)(teng)氯化(hua)(hua)爐降(jiang)溫后僅產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)微量(liang)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)氣(qi)，微量(liang)光(guang)(guang)(guang)氣(qi)在(zai)(zai)(zai)含氯廢(fei)氣(qi)處理設施中(zhong)的(de)(de)水(shui)洗過程中(zhong)能被迅速分(fen)解(jie)成(cheng)氯化(hua)(hua)氫和二氧(yang)化(hua)(hua)碳，產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)氯化(hua)(hua)氫迅速被水(shui)吸收(shou)，因(yin)此，氯化(hua)(hua)尾(wei)氣(qi)外排(pai)出(chu)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)氣(qi)極少(shao)。這也(ye)是(shi)未見(jian)國內外四(si)氯化(hua)(hua)鈦生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)企(qi)業發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)光(guang)(guang)(guang)氣(qi)污染的(de)(de)相關報道的(de)(de)原因(yin)。
1．1．3精制車間(jian)廢氣
TiCl4精制工(gong)段除(chu)釩(fan)工(gong)序冷(leng)凝(ning)器回(hui)收TiCl4時(shi)產生不凝(ning)尾(wei)(wei)氣(qi)，精餾(liu)塔(ta)塔(ta)頂在冷(leng)凝(ning)回(hui)收低沸物(wu)時(shi)連續產生不凝(ning)尾(wei)(wei)氣(qi)，2種不凝(ning)尾(wei)(wei)氣(qi)G6中均含有(you)微量Cl2、HCl等酸性污染物(wu)，并入含氯廢氣(qi)處理(li)系(xi)統處理(li)。
1．1．4氧化車(che)間廢(fei)氣
氧(yang)化(hua)工序生成的(de)(de)含氯(lv)尾氣G7在(zai)正常生產時經過氯(lv)壓機增壓后全部直(zhi)接返回(hui)氯(lv)化(hua)爐，該(gai)氣體(ti)的(de)(de)氯(lv)氣(68％～79％)能夠滿足直(zhi)接返回(hui)氯(lv)化(hua)工段利用的(de)(de)要求。
一旦氯(lv)化工段氯(lv)化爐(lu)停車(che)，則立即啟動氧(yang)化爐(lu)的停車(che)程序(xu)，并(bing)立即切斷氧(yang)化爐(lu)尾氯(lv)通向氯(lv)化爐(lu)的通道，含(han)(han)氯(lv)尾氣(qi)G7并(bing)入含(han)(han)氯(lv)廢氣(qi)處(chu)理(li)裝(zhuang)置進行處(chu)押。
1．1．5有組織廢氣處(chu)理與(yu)排(pai)放(fang)
有組織廢(fei)氣(qi)產生、處理及排放情況見表2。
表2有組織廢氣產生、治理及排放情況 |
1．1．6廢(fei)氣無組織(zhi)產生、治(zhi)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 |
氯化系統在排(pai)灰(hui)(hui)和(he)排(pai)渣時(shi)不與外界連通，爐渣和(he)收(shou)塵灰(hui)(hui)殘留的TiCl4和(he)SiCl4直接(jie)在渣漿罐的堿(jian)(jian)液中水解(jie)，水解(jie)產物HCl迅速被堿(jian)(jian)液吸收(shou)，少量無(wu)組織散(san)發的HCl和(he)C12在渣漿罐上方被收(shou)集并由(you)抽(chou)氣(qi)系統抽(chou)至含(han)氯廢氣(qi)處理系統進行處理，最大限度減輕了排(pai)灰(hui)(hui)、排(pai)渣中無(wu)組織排(pai)放HCl、 C12。
根據(ju)遵(zun)(zun)義市環保(bao)局對遵(zun)(zun)義鈦廠無組織排放含(han)氯(lv)廢氣(qi)(qi)進行(xing)的(de)現場調研(yan)結果，氯(lv)化車間含(han)氯(lv)氣(qi)(qi)體(ti)的(de)無組織排放主(zhu)要(yao)來自(zi)循環泵、過濾(lv)器的(de)沖(chong)洗(xi)過程(cheng)，約占氯(lv)化車間無組織排放含(han)氯(lv)氣(qi)(qi)體(ti)的(de)80％。企業在循環泵、過濾(lv)器的(de)沖(chong)洗(xi)過程(cheng)中應注意車間的(de)通風，減少沖(chong)洗(xi)次數，縮短沖(chong)洗(xi)時間，避免HCl、C12超過車間允許濃度范(fan)圍。
精制車(che)間(jian)的釩渣(zha)泥漿出渣(zha)時采用密閉(bi)渣(zha)罐負壓收(shou)集，以消除含氯(lv)廢氣的無(wu)組織排放。釩渣(zha)泥漿密閉(bi)輸送回(hui)氯(lv)化車(che)間(jian)與沉(chen)淀泥漿一起噴(pen)淋冷卻氯(lv)化爐爐氣。
液氯庫(ku)通過強化生產、設備和(he)工藝技術(shu)的管(guan)理來確(que)保設備完好率，降(jiang)低系統泄漏(lou)。
主要(yao)廢氣(qi)無組織排(pai)放量見表3
表3主要廢氣無組織排放量 |
1．1．7開停車(che)廢氣污(wu)染(ran)物排(pai)放及治(zhi)理(li)
開停車時產生的氯(lv)化尾氣(qi)、TiCl4精制(zhi)尾氣(qi)、氧化爐含氯(lv)尾氣(qi)等采用正(zheng)常生產同一凈(jing)化系(xi)統凈(jing)化后達標(biao)排放。
開(kai)(kai)、停車過程持續時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)短。開(kai)(kai)車時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)按照含(han)(han)氯(lv)(lv)廢氣(qi)(qi)處理(li)系統(tong)→氯(lv)(lv)化(hua)爐→精(jing)制工段(duan)→氧(yang)化(hua)爐，在1個工段(duan)開(kai)(kai)車正(zheng)常后才開(kai)(kai)啟下1個工段(duan)，開(kai)(kai)車時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)大氣(qi)(qi)污染物(wu)(wu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)情(qing)(qing)(qing)況與正(zheng)常生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)相近。停車時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)氧(yang)化(hua)爐和(he)氯(lv)(lv)化(hua)爐同(tong)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)連鎖停車，最后停含(han)(han)氯(lv)(lv)廢氣(qi)(qi)處理(li)系統(tong)，由于停車時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)氧(yang)化(hua)爐產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)含(han)(han)氯(lv)(lv)尾氣(qi)(qi)不能進入氯(lv)(lv)化(hua)爐回用(yong)，必須通(tong)過含(han)(han)氯(lv)(lv)廢氣(qi)(qi)處理(li)系統(tong)進行處理(li)，因此停車時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)大氣(qi)(qi)污染物(wu)(wu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)量略大于正(zheng)常生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)情(qing)(qing)(qing)況，此時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)氯(lv)(lv)氣(qi)(qi)供應系統(tong)切斷，處理(li)的(de)含(han)(han)氯(lv)(lv)廢氣(qi)(qi)為爐內和(he)管道內殘留的(de)含(han)(han)氯(lv)(lv)氣(qi)(qi)體。氯(lv)(lv)化(hua)鈦白(bai)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)停車時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)大氣(qi)(qi)污染物(wu)(wu)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)及排放情(qing)(qing)(qing)況見表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
各類廢水產生、治理及排放分述如下(xia)：
(1)凈水(shui)(shui)循(xun)環(huan)系(xi)統排污水(shui)(shui)W1：氯化車間氯化混合氣水(shui)(shui)冷(leng)(leng)夾(jia)套、精(jing)制車間冷(leng)(leng)卻器、真(zhen)空(kong)設施、公用(yong)(yong)系(xi)統空(kong)壓機(ji)組(zu)、低溫鹽(yan)水(shui)(shui)機(ji)組(zu)等運行過程中需進行間接循(xun)環(huan)冷(leng)(leng)卻，冷(leng)(leng)卻水(shui)(shui)經(jing)凈水(shui)(shui)循(xun)環(huan)水(shui)(shui)池冷(leng)(leng)卻后(hou)循(xun)環(huan)使用(yong)(yong)，凈水(shui)(shui)系(xi)統循(xun)環(huan)排污水(shui)(shui)為清(qing)下(xia)水(shui)(shui)，直接達標排放(fang)。
(2)含氯廢氣處(chu)理系統水洗流程(cheng)產(chan)生(sheng)的稀(xi)鹽酸(suan)WZ：含氯廢氣經循環水洗去大部分的氯化氫，產(chan)生(sheng)質量分數約20%的稀(xi)鹽酸(suan)，作為副產(chan)品外售，不(bu)外排。
(3)氯化(hua)(hua)尾(wei)氣(qi)堿(jian)(jian)洗(xi)流程產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)廢(fei)堿(jian)(jian)液(ye)(ye)W3：含(han)氯廢(fei)氣(qi)經循(xun)環(huan)堿(jian)(jian)液(ye)(ye)洗(xi)滌后產(chan)生(sheng)(sheng)廢(fei)堿(jian)(jian)液(ye)(ye)，連續產(chan)生(sheng)(sheng)，主要污染物為pH、ClO-、Cl-。由于(yu)堿(jian)(jian)液(ye)(ye)洗(xi)滌前2處理工序已除去大部分(fen)的(de)氯化(hua)(hua)氫和氯氣(qi)，因(yin)此產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)廢(fei)堿(jian)(jian)液(ye)(ye)量少，全部用于(yu)氯化(hua)(hua)車問濕法除灰(hui)和除渣的(de)補充堿(jian)(jian)液(ye)(ye)，最終隨(sui)灰(hui)渣漿進(jin)入(ru)工業固廢(fei)固化(hua)(hua)設施作為水泥(ni)固化(hua)(hua)配(pei)水，不外排(pai)。
(4)后(hou)處(chu)理工(gong)段鈦(tai)白粉洗滌(di)廢水W5：后(hou)處(chu)理用脫(tuo)鹽水對(dui)半成品鈦(tai)白粉進行(xing)洗滌(di)，廢水中主要污染物為低(di)濃度的SS、磷酸鹽和SO42-，進生產(chan)廢水處(chu)理站處(chu)理。
(5)全廠設備清洗(xi)、實驗室(shi)廢(fei)水及(ji)(ji)沖洗(xi)地(di)坪(ping)水W6：原(yuan)料庫(ku)、精制車問、準備車間、還原(yuan)蒸鎦車間、破碎及(ji)(ji)包裝車間在(zai)生(sheng)產過(guo)程中產生(sheng)設備清潔及(ji)(ji)沖洗(xi)地(di)坪(ping)水，問斷產生(sheng)，主(zhu)要污染物為pH、SS、Cl-收集(ji)進入生(sheng)產廢(fei)水處理(li)站處理(li)。
(6)脫鹽水(shui)(shui)站(zhan)酸(suan)堿(jian)廢(fei)水(shui)(shui)W7：脫鹽水(shui)(shui)站(zhan)樹(shu)脂再生時將產(chan)生酸(suan)堿(jian)廢(fei)水(shui)(shui)，收集(ji)引入生產(chan)廢(fei)水(shui)(shui)處(chu)理站(zhan)中和(he)處(chu)理，作為清下(xia)水(shui)(shui)直排(pai)。
(7)全(quan)廠(chang)生(sheng)(sheng)產廢水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)站(zhan)：采(cai)用清(qing)(qing)污分(fen)流、分(fen)類收(shou)集、分(fen)類處(chu)理(li)的方(fang)式。含(han)氯廢氣處(chu)理(li)產生(sheng)(sheng)的稀鹽(yan)酸和廢堿液等高Cl-廢液均綜合利用，不(bu)外排(pai)也不(bu)進入(ru)(ru)全(quan)廠(chang)生(sheng)(sheng)產廢水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)站(zhan)。其他(ta)低濃(nong)度(du)廢水(shui)(shui)(shui)如后(hou)處(chu)理(li)洗滌廢水(shui)(shui)(shui)、脫鹽(yan)水(shui)(shui)(shui)站(zhan)酸堿廢水(shui)(shui)(shui)和全(quan)廠(chang)設備清(qing)(qing)洗入(ru)(ru)沖洗地坪(ping)水(shui)(shui)(shui)等進入(ru)(ru)全(quan)廠(chang)生(sheng)(sheng)產廢水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)站(zhan)進行處(chu)理(li)，達標后(hou)外排(pai)。
生產(chan)廢水處理站采取中(zhong)和、混凝、沉淀等物(wu)理化學方法，廢水中(zhong)主要污染物(wu)pH、SS達(da)標(biao)后的尾水部分(fen)回用(用于(yu)地坪沖洗)，剩(sheng)余部分(fen)達(da)標(biao)排放。
生產廢水產生、治理及排放情況見表5。
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表(biao)5生(sheng)產廢水產生(sheng)及排放情況  |
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