一种纯碱生产时返砂回收利用的方法
阅读说明：本技术 一种纯碱生产时返砂回收利用的方法 (Method for recycling returned sand in soda production ) 是由 胡玉霆 张元德 马海滨 徐晓兵 任西超 张田田 于 2020-10-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及纯碱生产技术领域,尤其涉及一种纯碱生产时返砂回收利用的方法,包括以下步骤：(1)将返砂中的焦炭核去除；(2)向备用的返砂中加水进行沤制；(3)将沤制完成的原料进行洗涤、过滤,分别收集浆液和固体组分；(4)将粒度大于等于15mm的返砂进行煅烧,再将煅烧后的物料与步骤(2)中收集的浆液置于化灰机内进行反应,过滤收集反应产生的浆液和未参与反应的废渣；(5)将步骤(3)中粒度小于15mm的废渣与步骤(4)中未参与反应的废渣混合后进行研磨,再将研磨后的物料与步骤(4)中反应后产生的浆液混合,作为脱硫剂使用。利用该方法可以将返砂回收利用,降低了对环境的污染,避免了资源浪费。(The invention relates to the technical field of soda production, in particular to a method for recycling returned sand during soda production, which comprises the following steps: (1) removing coke nuclei in the returned sand; (2) adding water into the reserved returned sand for retting; (3) washing and filtering the retted raw materials, and respectively collecting slurry and solid components; (4) calcining the return sand with the granularity of more than or equal to 15mm, placing the calcined material and the slurry collected in the step (2) into an ash melting machine for reaction, and filtering and collecting the slurry generated by the reaction and waste residues which do not participate in the reaction; (5) and (4) mixing the waste residue with the granularity of less than 15mm in the step (3) with the waste residue which does not participate in the reaction in the step (4), grinding, and mixing the ground material with the slurry generated after the reaction in the step (4) to be used as a desulfurizer. The method can recycle the returned sand, reduce the pollution to the environment and avoid the waste of resources.)
技术领域
本发明涉及纯碱生产技术领域，尤其涉及一种纯碱生产时返砂回收利用的方法。
背景技术
目前纯碱生产过程中生石灰CaO制造工序受到石灰石粒度、活性、窑气浓度、杂质结瘤等因素影响，石灰石(CaCO3)无法完全分解，最终导致生石灰(CaO)消化后产生大量固体废弃物返砂(100万吨纯碱/年规模的纯碱厂大约每天可产生500吨返砂)，返砂的主要成分为CaCO3、CaO、Ca(OH)2。目前各大纯碱厂对返砂均采用了定点堆放或者筑坝的处理方法，但这两种方法不产生任何收益，且对环境造成污染。因此回收上述资源可以为纯碱行业减少废渣排放，对资源回收利用，对纯碱生产企业而言是急需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种纯碱生产时返砂回收利用的方法，利用该方法可以将返砂回收利用，降低了对环境的污染，避免了资源浪费。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种纯碱生产时返砂回收利用的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将返砂中的焦炭核去除，得到的返砂备用；
(2)向备用的返砂中加水进行沤制；
(3)将沤制完成的原料进行洗涤、过滤，分别收集浆液和固体组分；将收集的固体组分进行筛分，得到粒度大于15mm的返砂和粒度小于15mm的废渣；
(4)将粒度大于等于15mm的返砂进行煅烧，再将煅烧后的物料与步骤(2)中收集的浆液置于化灰机内进行反应，过滤收集反应产生的浆液和未参与反应的废渣；
(5)将步骤(3)中粒度小于15mm的废渣与步骤(4)中未参与反应的废渣混合后进行研磨，再将研磨后的物料与步骤(4)中反应后产生的浆液混合，再通过输送泵将浆液输送至脱硫塔内部作为脱硫剂使用。
作为一种改进的技术方案，步骤(2)中沤制时返砂和水的加入量按照每30吨返砂1-1.5m3的用量喷洒水，且沤制的时间至少3天。
作为一种改进的技术方案，步骤(2)中沤制过程中随时观察返砂内部含水量，当出现干粉状需向返砂内补充水分，手感潮湿即可。
作为一种改进的技术方案，步骤(4)中粒度大于等于15mm的返砂进行煅烧时，煅烧的温度为800-950℃。
作为一种改进的技术方案，步骤(5)中研磨后物料的粒度小于2mm。
作为一种改进的技术方案，步骤(5)中输送至脱硫塔内部的浆液的浓度为90-130tt。
作为一种优选的技术方案，步骤(5)中输送至脱硫塔内部的浆液的浓度为120-130tt。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
本发明将纯碱生产时的返砂进行回收，通过跳汰机去除返砂中的焦炭核，再加水将返砂进行沤制，返砂中的氧化钙与水反应生成Ca(OH)2，同时产生大量热量，使返砂中未反应完全的CaCO3充分分解，再将沤制后的物料加水进行洗涤，过滤分离后分别收集浆液和固体组分，固体组分经过筛分后得到粒度大于15mm的返砂在窑炉内经过800-950℃的煅烧，返砂中的碳酸钙组分充分分解与浆液混混合反应收集反应后的浆液和未反应的废渣；粒度小于15mm的废渣与未充分反应的废渣进行研磨，将研磨后的物料与浆液进行混合作为脱硫塔内的脱硫剂使用；采用上述方法，实现了对返砂的回收利用，避免了资源浪费，同时可减少150000t/a废砂排放，降低了对环境的污染；返砂经过上述方法处理后用于脱硫剂使用，烟气脱去二氧化硫后硫含量≤180mg/m3，每座脱硫塔每年可减少9000t/a二氧化硫排放，提高脱硫效率，减少空气环境污染，废气达标排放，符合国家环保治理的要求，纯碱生产企业利用纯碱生产的废弃物(返砂)经过处理后用作脱硫剂，降低了对其他脱硫剂的使用和消耗，降低了脱硫成本。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，结合以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种纯碱生产时返砂回收利用的方法，包括以下步骤：
(1)将返砂置于跳汰机内，通过跳汰机将返砂中的焦炭核去除，得到的返砂备用；
(2)向备用的返砂中加水进行沤制；沤制时返砂和水的加入量按照每30吨返砂1m3的用量喷洒水，且沤制的时间为3天；沤制过程中随时观察返砂内部含水量，当出现干粉状需向返砂内补充水分，手感潮湿即可；
(3)将沤制完成的原料进行洗涤、过滤，分别收集浆液和固体组分；将收集的固体组分进行筛分，得到粒度大于15mm的返砂和粒度小于15mm的废渣；
(4)将粒度大于等于15mm的返砂置于窑炉内在800℃的条件下进行煅烧，再将煅烧后的物料与步骤(2)中收集的浆液置于化灰机内进行反应，过滤收集反应产生的浆液和未参与反应的废渣；
(5)将步骤(3)中粒度小于15mm的废渣与步骤(4)中未参与反应的废渣混合后进行研磨，再将研磨后的物料(粒度1mm)与步骤(4)中反应后产生的浆液混合，再通过输送泵将浆料罐内的浆液(浆液的浓度为90-110tt)输送至脱硫塔内部作为脱硫剂使用。
实施例2
一种纯碱生产时返砂回收利用的方法，包括以下步骤：
(1)将返砂置于跳汰机内，通过跳汰机将返砂中的焦炭核去除，得到的返砂备用；
(2)向备用的返砂中加水进行沤制；沤制时返砂和水的加入量按照每30吨返砂1.2m3的用量喷洒水，且沤制的时间为4天；沤制过程中随时观察返砂内部含水量，当出现干粉状需向返砂内补充水分，手感潮湿即可；
(3)将沤制完成的原料进行洗涤、过滤，分别收集浆液和固体组分；将收集的固体组分进行筛分，得到粒度大于15mm的返砂和粒度小于15mm的废渣；
(4)将粒度大于等于15mm的返砂置于窑炉内在850℃的条件下进行煅烧，再将煅烧后的物料与步骤(2)中收集的浆液置于化灰机内进行反应，过滤收集反应产生的浆液和未参与反应的废渣；
(5)将步骤(3)中粒度小于15mm的废渣与步骤(4)中未参与反应的废渣混合后进行研磨，再将研磨后的物料(粒度0.5mm)与步骤(4)中反应后产生的浆液混合，再通过输送泵将浆料罐内的浆液(浆液的浓度为110-120tt)输送至脱硫塔内部作为脱硫剂使用。
实施例3
一种纯碱生产时返砂回收利用的方法，包括以下步骤：
(1)将返砂置于跳汰机内，通过跳汰机将返砂中的焦炭核去除，得到的返砂备用；
(2)向备用的返砂中加水进行沤制；沤制时返砂和水的加入量按照每30吨返砂1.4m3的用量喷洒水，且沤制的时间为5天；沤制过程中随时观察返砂内部含水量，当出现干粉状需向返砂内补充水分，手感潮湿即可；
(3)将沤制完成的原料进行洗涤、过滤，分别收集浆液和固体组分；将收集的固体组分进行筛分，得到粒度大于15mm的返砂和粒度小于15mm的废渣；
(4)将粒度大于等于15mm的返砂置于窑炉内在900℃的条件下进行煅烧，再将煅烧后的物料与步骤(2)中收集的浆液置于化灰机内进行反应，过滤收集反应产生的浆液和未参与反应的废渣；
(5)将步骤(3)中粒度小于15mm的废渣与步骤(4)中未参与反应的废渣混合后进行研磨，再将研磨后的物料(粒度0.5mm)与步骤(4)中反应后产生的浆液混合，再通过输送泵将浆料罐内的浆液(浆液的浓度为120-130tt)输送至脱硫塔内部作为脱硫剂使用。
实施例4
一种纯碱生产时返砂回收利用的方法，包括以下步骤：
(1)将返砂置于跳汰机内，通过跳汰机将返砂中的焦炭核去除，得到的返砂备用；
(2)向备用的返砂中加水进行沤制；沤制时返砂和水的加入量按照每30吨返砂1.5m3的用量喷洒水，且沤制的时间为6天；沤制过程中随时观察返砂内部含水量，当出现干粉状需向返砂内补充水分，手感潮湿即可；
(3)将沤制完成的原料进行洗涤、过滤，分别收集浆液和固体组分；将收集的固体组分进行筛分，得到粒度大于15mm的返砂和粒度小于15mm的废渣；
(4)将粒度大于等于15mm的返砂置于窑炉内在950℃的条件下进行煅烧，再将煅烧后的物料与步骤(2)中收集的浆液置于化灰机内进行反应，过滤收集反应产生的浆液和未参与反应的废渣；
(5)将步骤(3)中粒度小于15mm的废渣与步骤(4)中未参与反应的废渣混合后进行研磨，再将研磨后的物料(粒度1mm)与步骤(4)中反应后产生的浆液混合，再通过输送泵将浆料罐内的浆液(浆液的浓度为130-140tt)输送至脱硫塔内部作为脱硫剂使用。
为了更好的证明返砂经过本发明的方法处理后作为脱硫剂具有较好的脱硫效果，同时给出了3个对比例，按照同样的操作方式分别将对比例1-3以及实施例1-4中工艺方法下步骤(5)中的浆液分别输送至脱硫塔(其中脱硫塔入口烟气进气量约30000m3/h、含硫量约3700mg/m3，进气温度为125-130℃)，具体的脱硫效率见表1。
对比例1
采用市售的脱硫剂(主要成分为氧化钙)，配置成浆液后输送至脱硫塔进行喷淋。
对比例2
与实施例3不同的是：输送至脱硫塔的浆液的浓度小于90tt，其余操作均相同。
对比例3
与实施例3不同的是：输送至脱硫塔的浆液的浓度大于140tt，其余操作均相同。
表1
实施例
脱硫烟气的含硫量
脱硫效率
实施例1
175mg/m<sup>3</sup>
96.37％
实施例2
170mg/m<sup>3</sup>
96.50％
实施例3
164mg/m<sup>3</sup>
97.24％
实施例4
163mg/m<sup>3</sup>
97.26％
对比例1
185mg/m<sup>3</sup>
96％
对比例2
190mg/m<sup>3</sup>
94.86％
对比例3
163mg/m<sup>3</sup>
97.25％
通过表1数据可以发现，返砂采用本发明的方法经过处理后得到的浆液，将其作为脱硫剂使用具有较好的脱硫效果，实施例1-4工艺方法制备的浆液作为脱硫剂使用时脱硫效率在96％以上，最高可达到97％以上，脱硫烟气的含硫量小于180mg/m3，脱硫效果优于对比例1市售的脱硫剂以及对比例2中的浆液；虽然对比例3工艺方法下将返砂处理后的浆液具有较好的脱硫效果，但是该脱硫效率和实施例3(浆液的浓度为120-130tt)以及实施例4(浆液的浓度为130-140tt)相比较，没有多大的改进。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。