电石渣应用钛白废酸水处理的可行性

李学志　曹克忠　程　伟

【关键词】钛白粉 电石渣 废酸水

钛白粉是当前最佳的白色颜料。钛白粉生产工艺分为硫酸法和氯化法,而我国采用硫酸法工艺较多。硫酸法生产钛白粉会产生大量的废水,含有大量的废酸。每生产1 t钛白粉估计产生废水100-150 t。对废酸水的处理主要采用石灰制成的氢氧化钙乳浊液进行中和处理。先将石灰熟化,制成氢氧化钙乳浊液,再将其加到酸性废水中产生硫酸钙沉淀,并在中和过程中搅拌使得废水中的Fe2+转化成Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀,从而降低废水中的Fe2+、CODcr,最终使废水达到排放标准要求。电石渣产生于氯碱行业,其主要成分就是氢氧化钙,也可作酸性废水中和试剂使用。电石渣的处理在氯碱行业也是一个比较困难的问题。现对比石灰和电石渣处理硫酸法废水的实验效果,来分析电石渣替代石灰的可行性,为废物利用寻找途径。

1.硫酸法生产钛白粉的工艺中,水解、水洗工段产生酸性废水。在酸解浸取工段中用于吸收酸雾时同样会产生酸性废水。本实验用水取自我公司硫酸法钛白粉厂综合废水处理调节池,实验用水量为15 L。

2.石灰来自钛白粉厂,电石渣来源于某氯碱厂;电石渣和石灰首先经过105℃高温干燥3 h,去除其中游离水分。经检测,干燥后石灰CaO质量分数为57.10%。干燥后电石渣CaO质量分数为58.94%。实验方法分别称取7份经过烘干的电石渣和石灰,分别制成300 mL的氢氧化钙乳浊液。取两组废水,分别投入电石渣和石灰制成的氢氧化钙乳浊液,经搅拌15 min后,沉降5 min,取上清液,测定pH、Fe2+和CODcr。检测结果治理硫酸法钛白粉厂酸性废水时,投入烘干电石渣对废水的中和作用和对CODcr的去除作用和投入石灰具有相同的效果,其投入量和石灰相差不大。如果采用烘干电石渣投入量约为石灰的1.15倍。

3.采用电石渣还是石灰治理酸性废水,主要考虑的是成本:(1)水处理分公司采用块状石灰用来中和钛白排放废酸水,在石灰乳制备的过程中,块石灰在粉碎过程中,产生大量的石灰粉尘,严重地污染了现场及周边环境。(2)由于块状石灰市场价格上涨,导致污水处理成本上升,现以2007年5月-7月购进的白灰数量为例:三个月合计块石灰进量为39318.14吨,石灰价格按150元/吨计,总费用5897721元。

由此看出,要解决两个难题:环境污染和污水处理成本。块石灰属于生石灰,必须先熟化;电石渣属熟石灰,可直接用于中和废酸水,省去了生石灰的熟化过程,避免了生石灰在熟化过程中带来的环境污染;利用电石渣配制灰乳,大幅度降低了生产成本:(块石灰 CaO≥70% 150元/吨电石渣 CaO≥35% 20元/吨)从CaO有效含量做对比:块石灰︰电石灰=2︰1。从价格上对比:块石灰︰电石灰=7.5︰1。按2吨电石灰抵1吨块灰。每吨使用2吨电石渣,其原材料成本仅:20元×2=40元,以等量的CaO有效成分计算,可以节约150-40=110元。

根据2007年8月-2008年4月电石渣用量统计,共165859.77吨,以20元/吨×165859.77=3317195.4元,平均每月电石渣费用:3317195.4元÷9=368577.26元,相比于2007年5-7月石灰平均费用1965907元,两者相差为1965907-368577.26=1597329.74元/月。

据此计算,从2007年8月开始使用电石渣以后,截止2008年4月底,水处理分公司共为总公司节省石灰费用为:1597329.74元/月×9=14375967.66元。