CN105330050A - 水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法,包括步骤有：第一次压滤、第一次沉淀、第二次压滤、酸溶、第三次压滤、碱溶、第四次压滤、第二次沉淀和第五次压滤采用本发明所述的水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法，处理工艺简单、无二次污染，并且对废水中的资源进行了有效回收利用。

Description

水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法

技术领域

本发明涉及一种化工生产技术领域，尤其涉及一种水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法。

背景技术

人造水晶实际上就是高铅玻璃，就是在普通玻璃里加入24%的氧化铅，就会得到亮度和透明度与天然水晶类似的人造水晶。在切割、滚磨、打孔、抛光等机械加工过程中产生的冷却废水，含有大量的硫酸镁、氟化物、玻璃粉、树脂粉、废胶粉、抛光粉和金刚砂等，对加工当地的水环境和土壤造成严重污染。目前废水处理方式为：废水的处理方式为添加铝基絮凝剂沉淀然后自然沉降，上清液用于水晶加工循环利用，沉淀废渣集中填埋或作为填料制成免烧砖。以上处理方式存在于以下缺点：

1、废水中添加铝基絮凝剂，虽然可以加速其中悬浮颗粒沉降速度，除去部分水中固体不溶物，但是不能除去能溶于水中的大量的硫酸根、镁离子、氟离子、重金属离子；

2、利用自然沉降法，效率低，效果差，不能保证上清液中固体粒子除去率，做抛光冷却液，会造成产品划伤；

3、上清液含有高浓度硫酸根、镁离子用于再次抛光冷却液时由于导热效率下降而减低抛光质量；

4、引入铝离子进入水体，造成新的污染源；

5、废渣简单填埋对当地的水环境和突然造成二次污染；

6、对废水中的丰富资源丢弃，造成资源浪费；

7、利用废渣为填料做成免烧砖，不但是国家明文规定淘汰产业，而且由于废渣中含有大量的低燃点有机物在三四百度会释放出致命有毒气体；低熔点玻璃粉也造成砖的耐火温度降到八百度，不但对环境产生二次污染，还会产生新的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法，处理工艺简单、无二次污染，并且对废水中的资源进行了有效回收利用。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法，包括如下步骤：

（1）第一次压滤：将废水用压滤机压滤分离得第一次滤液和第一次滤渣；

（2）第一次沉淀：向第一次滤液中添加絮凝剂沉淀，将pH调至10－11；

（3）第二次压滤：将经过（2）处理后所得的液体用压滤机压滤分离得第二滤液和第二滤渣；然后在第二滤液中添加草酸，将pH值调至7进行沉降，得工业用水；

（4）酸溶：在第二滤渣中添加钙镁捕捉剂，将pH值调至7；

（5）第三次压滤：将经过（4）处理后所得的液体所得用压滤机压滤分离得第三滤液和第三滤渣；

所述第三滤液经浓缩、结晶后，得工业用硫酸镁；

所述第三滤渣为石膏；

（6）碱溶：将第一滤渣采用湿法或干法处理；

（7）第四次压滤：将经过（6）处理后所得的液体用压滤机压滤分离得第四滤液和第四滤渣；

所述第四滤渣沸水冲洗后，然后再经850-950℃煅烧，粉碎、分级处理后得富铈抛光粉；或者经酸溶、分级萃取、沉淀、焙烧处理后得稀土及贵金属氢氧化物或氧化物；

（8）第二次沉淀：在第四滤液中添加铅捕捉剂；

（9）第五次压滤：将经过（8）处理后所得的液体用压滤机压滤分离得第五滤液和第五滤渣分离；

所述第五次滤液经处理后得水玻璃、硅酸钠或纳米二氧化硅、白炭黑、硅溶胶；

所述第五滤渣作为化工原料使用。

对于上述技术方案的改进，所述第一次压滤、第二次压滤、第三次压滤、第四次压滤和第五次压滤步骤中，压滤机的压力控制都在6-8MPa，保压时间为1-2Ｈ。

对于上述技术方案的进一步改进，所述的第一次沉淀步骤中，所加的絮凝剂为生石灰，并且生石灰中CaO的重量含量不低于98%；沉淀时间为1-2H。

对于上述技术方案的进一步改进，所述酸溶步骤中：所述钙镁捕捉剂为稀硫酸，其为质量百分比为25%的工业级硫酸。

对于上述技术方案的进一步改进，所述碱溶步骤中湿法具体为：将第一滤渣加入到30%-50%强碱溶液反应釜中，所述反应釜中温度保持在120-160℃，压强保持在2-5MPa，时间3-5H；

加入的强碱为质量分数为98%的工业级氢氧化钠或氢氧化钾，并且加入的强碱与所述第一滤渣的配比根据所述第一滤渣中二氧化硅的含量决定，其中二氧化硅与强碱的质量比例控制在3:1-1:1。

对于上述技术方案的进一步改进，所述碱溶步骤中干法具体为：将第一滤渣干燥后与强碱配比后，在1400℃熔融，熔块冷却后，粉碎成320目，用沸水在高压下溶解，压强保持在4MPa，时间3H，所述强碱为质量分数为98%的工业级碳酸钠或碳酸钾。

对于上述技术方案的进一步改进，所述第二次沉淀步骤中，所述铅捕捉剂为质量分数为98%的工业级硫化钠或者硫化钾。

对于上述技术方案的进一步改进，所述第五滤渣为不溶于水的重金属盐硫化铅。

对于上述技术方案的进一步改进，所述压滤机为板框压滤机。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：通过以上处理工艺，水晶加工废水进行无害处理，避免对当地的水环境和土壤的污染；对废水中资源进行回收实现循环经济，处理工艺过程具有工艺简单、节能耗、无二次污染等优点，具体为：

（1）工艺设备简单

只需要反应釜、压滤机以及干燥设备，设备购买方便不需要投资大型复杂设备，基础建设周期短，投资灵活，投资少可以回收初级化工产品，高投资可以生产高档化工产品，见效快；如水处理设备比污水处理厂投资和运营成本低；

（2）废渣处理用药剂简单

处理固体废弃物使用药剂采购简单，在普通化工市场可以直接购买，经过调配可以处理使用，不需复杂的处理工艺，降低废弃物处理成本；所有药剂无毒，可以循环利用或直接成为副产物的原材料组份，实现零排放，无二次污染；

（3）本工艺能彻底解决废渣污染问题，实现98%以上废渣资源再利用，能回收硫酸镁、硫酸钙、硫化铅、硅酸盐、稀土元素等实现循环经济，不会造成二次污染；

（4）处理过程节能减耗

在处理工艺过程中大部分工艺都在常温常压下完成反应，只有在个别工序需要高温高压，最高反应温度在二百度左右，不需要上千度反应工艺，另本工艺已经作了化学热能回收利用工艺设计，降耗30%左右。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

结合图1，本发明所述的水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法，具体步骤如下：

（1）第一次压滤：

将水晶加工后废水用压滤机压滤分离得第一次滤液和第一次滤渣；

（2）第一次沉淀：

向第一次滤液中添加生石灰沉淀1H，将pH调至11；所述生石灰中CaO的重量含量不低于98%，目的在于提供过量的钙离子和氢氧根使废水中的Mg离子充分沉淀，其中涉及到的化学反应式为：

；

（3）第二次压滤：

将经过（2）处理后所得的液体用压滤机压滤分离得第二滤液和第二滤渣；所述然后在第二滤液中添加草酸，将pH值调至7进行沉降。加入的草酸将第二滤液中的钙离子充分沉降，得含可溶离子非常低的工业用水，其可以作为水晶抛光用的冷却水；

（4）酸溶：

在第二滤渣中添加质量百分比为25%的工业级稀硫酸，将pH值调至7，其中涉及到的化学反应式为：

；

（5）第三次压滤：

将经过（4）处理后所得的液体所得用压滤机压滤分离得第三滤液和第三滤渣；

所述第三滤液为硫酸镁溶液，其经浓缩、结晶后得到工业用硫酸镁，从而可直接用于水晶用树脂抛光盘的成孔剂；

所述第三滤渣为硫酸钙，即石膏，其中还有少量的氟化钙，可作为建材使用；

（6）碱溶：

采用湿法：将第一滤渣和水按照质量比2:3的比例加入反应釜中搅拌均匀，然后再加入到40%氢氧化钠溶液反应釜中；所述反应釜中温度保持在140℃，压强保持在4MPa，时间3H；

加入的氢氧化钠为质量分数为98%的工业级氢氧化钠，并且加入的氢氧化钠与所述第一滤渣的配比根据所述第一滤渣中二氧化硅的含量决定，其中二氧化硅与强碱的质量比例为5:3，即实施例中第一滤渣为1000kg，则水位1500kg，氢氧华纳溶液为600kg；涉及到的化学反应式有：

（7）第四次压滤：

将经过（6）处理后所得的液体趁热用压滤机压滤分离得第四滤液和第四滤渣；

分离后的第四滤渣用沸水冲洗后，再经950℃煅烧，粉碎、分级处理至粒度为2.8微米的富铈抛光粉，可作为水晶抛光粉使用；或者经酸溶、分级萃取、沉淀、焙烧处理后得稀土及贵金属氢氧化物或氧化物；

（8）第二次沉淀：

在第四滤液中添加质量分数为98%的工业级硫化钠沉淀2H分离；目的在于将所述第四滤液中的硅酸盐阳离子沉淀后去除，其中涉及到的化学反应式为：

（9）第五次压滤：

将经过（8）处理后所得的液体用压滤机压滤分离得第五滤液和第五滤渣分离；

所述第五次滤液为硅酸钠溶液，经浓缩后得模数为1的水玻璃，可广泛用于各行各业；所述硅酸钠溶液经干燥生产后得硅酸钠或速溶硅酸钠，可作为无磷洗衣服的原料；所述硅酸钠溶液还可以经深加工生产为纳米二氧化硅、白炭黑、硅溶胶等高科技产品；

所述第五滤渣为不溶于水的重金属盐硫化铅，其可作为化工原料使用。

以上步骤（1）、（3）、（5）、（7）、（9）中的中的压滤机采用的都是板框压滤机，其分离效果更好，同时其压力控制在8MPa，保压时间为1H。

需要说明的是：本发明所述的水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法中晶加工废水不局限于水晶加工还包括玻壳抛光加工、光学玻璃抛光、手机面板、液晶面板等玻璃深加工所产生的废水废渣。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同点仅在于：

1、步骤（1）、（3）、（5）、（7）、（9）中的中的压滤机采的压力控制在6MPa，保压时间为2H；

2、步骤（2）中加入生石灰后，pH至为10，沉淀2H；

3、步骤（6）中采用干法：将第一滤渣干燥后与碳酸钠配比后，在1400℃熔融，熔块冷却后，粉碎成320目，用沸水在高压下溶解，压强保持在4MPa，时间3H；

4、步骤（7）中煅烧的温度为900℃；

5、步骤（8）中加入的沉淀剂为硫化钾，沉淀时间为1H；

6、步骤（9）中：所述第五次滤液为硅酸钠溶液，经浓缩后得模数为3的水玻璃。

实施例3：

本实施例与实施例1的不同点仅在于：

1、步骤（1）、（3）、（5）、（7）、（9）中的中的压滤机采的压力控制在7MPa，保压时间为2H；

2、步骤（6）中加入的氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为50%，温度保持在150℃，压强保持在2MPa，时间5H，并且氢氧化钠的质量与氧化硅的质量比为1:1；

3、步骤（7）中煅烧的温度为850℃；

4、步骤（8）中加入的沉淀剂为硫化钾，沉淀时间为1H；

5、步骤（9）中：所述第五次滤液为硅酸钠溶液，经浓缩后得模数为2的水玻璃。

实施例4：

1、步骤（1）、（3）、（5）、（7）、（9）中的中的压滤机采的压力控制在6MPa，保压时间为2H；

2、步骤（6）采用湿法，其中加入的氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为30%，温度保持在160℃，压强保持在3MPa，时间4H，并且氢氧化钠的质量与氧化硅的质量比为1:3；

3、步骤（8）中加入的沉淀剂为硫化钾，沉淀时间为1H。

实施例5：

步骤（6）采用干法：将第一滤渣干燥后与碳酸钾配比后，在1400℃熔融，熔块冷却后，粉碎成320目，用沸水在高压下溶解，压强保持在4MPa，时间3H。

实施例6：

步骤（6）中所述第四滤渣还可以经酸溶、分级萃取、沉淀、焙烧处理后得稀土及贵金属氢氧化物或氧化物。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）第一次压滤：将废水用压滤机压滤分离得第一次滤液和第一次滤渣；

（2）第一次沉淀：向第一次滤液中添加絮凝剂沉淀，将pH调至10－11；

（3）第二次压滤：将经过（2）处理后所得的液体用压滤机压滤分离得第二滤液和第二滤渣；然后在第二滤液中添加草酸，将pH值调至7进行沉降，得工业用水；

（4）酸溶：在第二滤渣中添加钙镁捕捉剂，将pH值调至7；

（5）第三次压滤：将经过（4）处理后所得的液体所得用压滤机压滤分离得第三滤液和第三滤渣；

所述第三滤液经浓缩、结晶后，得工业用硫酸镁；

所述第三滤渣为石膏；

（6）碱溶：将第一滤渣采用湿法或干法处理；

（7）第四次压滤：将经过（6）处理后所得的液体用压滤机压滤分离得第四滤液和第四滤渣；

所述第四滤渣沸水冲洗后，然后再经850-950℃煅烧，粉碎、分级处理后得富铈抛光粉；或者经酸溶、分级萃取、沉淀、焙烧处理后得稀土及贵金属氢氧化物或氧化物；

（8）第二次沉淀：在第四滤液中添加铅捕捉剂；

（9）第五次压滤：将经过（8）处理后所得的液体用压滤机压滤分离得第五滤液和第五滤渣分离；

所述第五次滤液经处理后得水玻璃、硅酸钠或纳米二氧化硅、白炭黑、硅溶胶；

所述第五滤渣作为化工原料使用。

2.根据权利要求1所述的水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法，其特征在于：

所述第一次压滤、第二次压滤、第三次压滤、第四次压滤和第五次压滤步骤中，压滤机的压力控制都在6-8MPa，保压时间为1-2Ｈ。

3.根据权利要求1所述的水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法，其特征在于：

所述的第一次沉淀步骤中，所加的絮凝剂为生石灰，并且生石灰中CaO的重量含量不低于98%；

沉淀时间为1-2H。

4.根据权利要求1所述的水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法，其特征在于：

所述酸溶步骤中：所述钙镁捕捉剂为稀硫酸，其为质量百分比为25%的工业级硫酸。

5.根据权利要求1所述的水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法，其特征在于：

所述碱溶步骤中湿法具体为：将第一滤渣加入到30%-50%强碱溶液反应釜中，所述反应釜中温度保持在120-160℃，压强保持在2-5MPa，时间3-5H；

加入的强碱为质量分数为98%的工业级氢氧化钠或氢氧化钾，并且加入的强碱与所述第一滤渣的配比根据所述第一滤渣中二氧化硅的含量决定，其中二氧化硅与强碱的质量比例控制在3:1-1:1。

6.根据权利要求1所述的水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法，其特征在于：

所述碱溶步骤中干法具体为：将第一滤渣干燥后与强碱配比后，在1400℃熔融，熔块冷却后，粉碎成320目，用沸水在高压下溶解，压强保持在4MPa，时间3H，所述强碱为质量分数为98%的工业级碳酸钠或碳酸钾。

7.根据权利要求1所述的水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法，其特征在于：

所述第二次沉淀步骤中，所述铅捕捉剂为质量分数为98%的工业级硫化钠或者硫化钾。

8.根据权利要求1所述的水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法，其特征在于：

所述第五滤渣为不溶于水的重金属盐硫化铅。

9.根据权利要求1所述的水晶加工废水综合处理及资源回收利用的方法，其特征在于：

所述压滤机为板框压滤机。