電石渣應用鈦白廢酸水處理的可行性

李學志　曹克忠　程　偉

【關鍵詞】鈦白粉 電石渣 廢酸水

鈦白粉是當前最佳的白色顏料。鈦白粉生產工藝分為硫酸法和氯化法,而我國采用硫酸法工藝較多。硫酸法生產鈦白粉會產生大量的廢水,含有大量的廢酸。每生產1 t鈦白粉估計產生廢水100-150 t。對廢酸水的處理主要采用石灰制成的氫氧化鈣乳濁液進行中和處理。先將石灰熟化,制成氫氧化鈣乳濁液,再將其加到酸性廢水中產生硫酸鈣沉淀,并在中和過程中攪拌使得廢水中的Fe2+轉化成Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀,從而降低廢水中的Fe2+、CODcr,最終使廢水達到排放標準要求。電石渣產生于氯堿行業,其主要成分就是氫氧化鈣,也可作酸性廢水中和試劑使用。電石渣的處理在氯堿行業也是一個比較困難的問題。現對比石灰和電石渣處理硫酸法廢水的實驗效果,來分析電石渣替代石灰的可行性,為廢物利用尋找途徑。

1.硫酸法生產鈦白粉的工藝中,水解、水洗工段產生酸性廢水。在酸解浸取工段中用于吸收酸霧時同樣會產生酸性廢水。本實驗用水取自我公司硫酸法鈦白粉廠綜合廢水處理調節池,實驗用水量為15 L。

2.石灰來自鈦白粉廠,電石渣來源于某氯堿廠;電石渣和石灰首先經過105℃高溫干燥3 h,去除其中游離水分。經檢測,干燥后石灰CaO質量分數為57.10%。干燥后電石渣CaO質量分數為58.94%。實驗方法分別稱取7份經過烘干的電石渣和石灰,分別制成300 mL的氫氧化鈣乳濁液。取兩組廢水,分別投入電石渣和石灰制成的氫氧化鈣乳濁液,經攪拌15 min后,沉降5 min,取上清液,測定pH、Fe2+和CODcr。檢測結果治理硫酸法鈦白粉廠酸性廢水時,投入烘干電石渣對廢水的中和作用和對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。如果采用烘干電石渣投入量約為石灰的1.15倍。

3.采用電石渣還是石灰治理酸性廢水,主要考慮的是成本:(1)水處理分公司采用塊狀石灰用來中和鈦白排放廢酸水,在石灰乳制備的過程中,塊石灰在粉碎過程中,產生大量的石灰粉塵,嚴重地污染了現場及周邊環境。(2)由于塊狀石灰市場價格上漲,導致污水處理成本上升,現以2007年5月-7月購進的白灰數量為例:三個月合計塊石灰進量為39318.14噸,石灰價格按150元/噸計,總費用5897721元。

由此看出,要解決兩個難題:環境污染和污水處理成本。塊石灰屬于生石灰,必須先熟化;電石渣屬熟石灰,可直接用于中和廢酸水,省去了生石灰的熟化過程,避免了生石灰在熟化過程中帶來的環境污染;利用電石渣配制灰乳,大幅度降低了生產成本:(塊石灰 CaO≥70% 150元/噸電石渣 CaO≥35% 20元/噸)從CaO有效含量做對比:塊石灰︰電石灰=2︰1。從價格上對比:塊石灰︰電石灰=7.5︰1。按2噸電石灰抵1噸塊灰。每噸使用2噸電石渣,其原材料成本僅:20元×2=40元,以等量的CaO有效成分計算,可以節約150-40=110元。

根據2007年8月-2008年4月電石渣用量統計,共165859.77噸,以20元/噸×165859.77=3317195.4元,平均每月電石渣費用:3317195.4元÷9=368577.26元,相比于2007年5-7月石灰平均費用1965907元,兩者相差為1965907-368577.26=1597329.74元/月。

據此計算,從2007年8月開始使用電石渣以后,截止2008年4月底,水處理分公司共為總公司節省石灰費用為:1597329.74元/月×9=14375967.66元。