一种冶炼烟气制酸酸性废水的氧化镁中和系统及方法

摘要

本发明公开了一种冶炼烟气制酸酸性废水的氧化镁中和系统及方法，属于化工技术领域。本发明装置主要包括酸水缓冲罐、氧化镁储罐、下料储罐、垂直螺旋输送机、水平螺旋输送机、下料斗、氮气吹扫装置、喷射器以及酸水反应罐，通过垂直和水平螺旋输送机的助推作用、氮气吹扫作用以及喷射器的负压吸取作用，将氧化镁粉末输送至喷射器内部，与酸性废水充分混合后进入酸水反应罐。本发明将氧化镁固体粉末隔绝在喷射器前端，可避免酸性废水进入下料斗，令氧化镁粉末受潮而发生堵塞，保证酸性废水处理系统连续、稳定运行。

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及有色金属冶炼中的废水处理，具体是一种冶炼烟气制酸酸性废水的氧化镁中和系统及方法。

背景技术

有色金属冶炼烟气制酸酸性废水的传统中和方法为石灰法，为解决石灰法产渣量过大、易产生新的废弃物等问题，开发了氧化镁中和法，但使用该方法进行酸性废水的中和过程中，氧化镁易吸收空气中的水分和二氧化碳，逐渐生成碱式碳酸镁，同时易与水反应生成氢氧化镁，导致氧化镁加药装置在较短的时间内堵塞，甚至结死，需要人为疏通，影响酸性废水处理系统的连续、稳定运行。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种可防止氧化镁加药装置堵塞的冶炼烟气制酸酸性废水的氧化镁中和系统，保证酸性废水处理系统连续、稳定运行。

本发明的另一目的是提供一种利用上述系统中和酸性废水的方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种冶炼烟气制酸酸性废水的氧化镁中和系统，包括酸水缓冲罐，该酸水缓冲罐上设有第一液位计，酸水缓冲罐底部通过酸水缓冲泵分别与酸水缓冲罐罐体和喷射器的一个进口连接，酸水缓冲泵与酸水缓冲罐之间的管道上设有第一回流阀，第一回流阀与第一液位计联锁，酸水缓冲泵出口处设有流量计；所述喷射器顶部另一进口与下料斗出口连接，下料斗进口与通过第二变频电机驱动的水平螺旋输送机出口连接，水平螺旋输送机进口与通过第一变频电机驱动的垂直螺旋输送机出口连接，垂直螺旋输送机进口与下料储罐出口连接，下料储罐入口与氧化镁储罐软连接，氧化镁储罐出口设有自动下料阀；所述喷射器出口与酸水反应罐连接，酸水反应罐上设有第二液位计，酸水反应罐底部通过酸水输送泵分别与酸水反应罐罐体和板框式压滤机连接，酸水输送泵与酸水反应罐之间的管道上设有第二回流阀，第二回流阀与第二液位计联锁，酸水输送泵出口处设有反应出水pH计，该反应出水pH计与第二变频电机联锁，第一变频电机与第二变频电机联锁。

其中，下料斗内设有氮气吹扫装置，该氮气吹扫装置包括设有氮气自动阀的氮气输送管道，以及位于下料斗内的螺旋喷头，氮气自动阀与流量计联锁，当酸性废水流量<20m³/h时，喷射器腔体内负压不足，氮气自动阀自动打开，将下料斗内氧化镁强行吹入喷射器内。

螺旋喷头上套设有罩体，可以防止吹扫时氧化镁粉末反冲进入水平螺旋输送机，从而减少进入酸水反应罐中氧化镁的量，影响中和效果。

酸水反应罐内部设置的搅拌装置可加快酸性废水与氧化镁的中和反应进程，同时有助于反应生成的沉淀通过酸水输送泵输送至板框式压滤机过滤。

作为备用，本发明将酸水缓冲泵和酸水输送泵均设置为两组。

一种利用上述系统中和酸性废水的方法，具体包括以下步骤：

A、将酸性废水输送至酸水缓冲罐，并通过酸水缓冲泵输送至喷射器，确保酸水缓冲泵出口流量≥20m³/h，使喷射器腔体内部形成负压；

B、打开自动下料阀，使氧化镁储罐内氧化镁固体粉末通过软连接流入下料储罐；

C、打开第一变频电机，下料储罐内氧化镁通过垂直螺旋输送机输送至水平螺旋输送机；

D、打开第二变频电机，氧化镁通过水平螺旋输送机输送至下料斗内；第二变频电机频率y与下料斗内氧化镁下料量x呈线性关系，线性方程为y=34.874x-38.455，R²=0.9755，线性关系图如图2所示；

E、下料斗内氧化镁通过喷射器负压抽入喷射器，与喷射器内酸性废水混合后进入酸水反应罐；

F、观察反应出水pH计读数，待酸水反应罐内酸性废水和氧化镁中和反应完成后，通过酸水输送泵输送至板框式压滤机过滤。

其中，步骤E中，下料时，通过螺旋喷头喷吹下料斗出口，螺旋喷头每小时开启5秒，便于将下料斗内壁粘附以及下料斗出口堵塞的氧化镁吹入喷射器内。

步骤F中，当反应出水pH值<7时，逐级增大第二变频电机频率，以增大氧化镁下料量；当反应出水pH值为7时，第二变频电机频率保持不变，稳定氧化镁下料量；当反应出水pH值＞7时，减小第二变频电机频率，减小氧化镁下料量。

本发明相比于现有技术具有以下有益效果：本发明一种冶炼烟气制酸酸性废水的氧化镁中和系统主要包括酸水缓冲罐、氧化镁储罐、

下料储罐、垂直螺旋输送机、水平螺旋输送机、下料斗、氮气吹扫装置、喷射器以及酸水反应罐，通过垂直螺旋输送机和水平螺旋输送机的助推作用、氮气吹扫作用以及喷射器的负压吸取作用，将氧化镁粉末输送至喷射器内部，与酸性废水充分混合后进入酸水反应罐。本发明将氧化镁固体粉末隔绝在喷射器前端，可避免酸性废水进入下料斗，令氧化镁粉末受潮而发生堵塞，保证酸性废水处理系统连续、稳定运行。本发明中和效果显著且投资低，占地面积小，自动化程度较高，职工操作简单，通过“两推一抽”的方式，达到氧化镁粉末顺利加入酸性废水的目的，同时有助于氧化镁粉末与酸性废水的充分混合，缩减中和反应时间。

附图说明

图1为本发明装置的连接关系示意图。

附图标记：1、酸水缓冲罐；2、酸水缓冲泵；3、第一回流阀；4、第一液位计；5、流量计；6、氧化镁储罐；7、自动下料阀；8、下料储罐；9、第一变频电机；10、垂直螺旋输送机；11、第二变频电机；12、水平螺旋输送机；13、下料斗；14、喷射器；15、罩体；16、螺旋喷头；17、氮气输送管道；18、氮气自动阀；19、酸水反应罐；20、搅拌装置；21、第二液位计；22、第二回流阀；23、反应出水pH计；24、酸水输送泵；25、板框式压滤机。

图2为本发明第二变频电机频率y与下料斗内氧化镁下料量x的线性关系图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种冶炼烟气制酸酸性废水的氧化镁中和系统，包括酸水缓冲罐1，该酸水缓冲罐1上设有第一液位计4，酸水缓冲罐1底部通过两组酸水缓冲泵2（一开一备）分别与酸水缓冲罐1罐体和喷射器14的一个进口连接，酸水缓冲泵2与酸水缓冲罐1之间的管道上设有第一回流阀3，第一回流阀3与第一液位计4联锁，酸水缓冲泵2出口处设有流量计5；喷射器14顶部另一进口与下料斗13出口连接，下料斗13内设有氮气吹扫装置，该氮气吹扫装置包括设有氮气自动阀18的氮气输送管道17，以及位于下料斗13内的螺旋喷头16，螺旋喷头16上套设有罩体15，氮气自动阀18与流量计5联锁；下料斗13进口与通过第二变频电机11驱动的水平螺旋输送机12出口连接，水平螺旋输送机12进口与通过第一变频电机9驱动的垂直螺旋输送机10出口连接，垂直螺旋输送机10进口与下料储罐8出口连接，下料储罐8入口与氧化镁储罐6软连接，氧化镁储罐6出口设有自动下料阀7；喷射器14出口与酸水反应罐19连接，酸水反应罐19内部设有搅拌装置20，酸水反应罐19上设有第二液位计21，酸水反应罐19底部通过两组酸水输送泵24（一开一备）分别与酸水反应罐19罐体和板框式压滤机25连接，酸水输送泵24与酸水反应罐19之间的管道上设有第二回流阀22，第二回流阀22与第二液位计21联锁，酸水输送泵24出口处设有反应出水pH计23，该反应出水pH计23与第二变频电机11联锁，第一变频电机9与第二变频电机11联锁。

将上述系统应用于连续稳定生产时冶炼烟气制酸酸性废水（酸度：47.72-55.26g/L，平均酸度51.49g/L，流量：22-28m³/h，平均流量25m³/h）的氧化镁中和反应中，由于酸性废水酸度较稳定，通过检测酸水缓冲罐1中酸性废水酸度，计算氧化镁加入量为606kg/h，通过第二变频电机11频率与下料斗13内氧化镁下料量的线性关系确定第二变频电机11频率为19Hz，具体包括以下步骤：打开自动下料阀7，使氧化镁储罐6内氧化镁固体粉末通过软连接流入下料储罐8；将酸水缓冲罐1中酸性废水通过酸水缓冲泵2送入喷射器14，稳定酸水缓冲泵2出口流量≥20m³/h，使喷射器14腔体内部形成负压；打开第一变频电机9，下料储罐8内氧化镁通过垂直螺旋输送机10输送至水平螺旋输送机12；打开第二变频电机11，设定频率为19Hz，氧化镁通过水平螺旋输送机12输送至下料斗13内；下料斗13内氧化镁通过喷射器14的负压抽入喷射器14内部，与其中的酸性废水混合后进入酸水反应罐19；酸水反应罐19内搅拌装置20可加快酸性废水与氧化镁的中和反应进程，同时有助于反应生成的沉淀通过酸水输送泵24输送至板框式压滤机25过滤。中和反应期间，第二变频电机11的频率基本保持不变，反应出水pH可达到6.8-7.1。

实施例2

本实施例中冶炼烟气制酸酸性废水的氧化镁中和系统同实施例1，将其应用于非正常生产时冶炼烟气制酸酸性废水（酸度：61.17- 166.38g/L，平均酸度119.27g/L，流量：20-28m³/h，平均流量22m³/h）的中和中，由于酸性废水酸度变化较大，通过检测酸水缓冲罐1中酸性废水酸度，计算氧化镁加入量为1566kg/h，通过第二变频电机11频率与下料斗13内氧化镁下料量的线性关系确定第二变频电机11频率为46Hz，具体包括以下步骤：打开自动下料阀7，使氧化镁储罐6内氧化镁固体粉末通过软连接流入下料储罐8；将酸水缓冲罐1中酸性废水通过酸水缓冲泵2送入喷射器14，观察酸水缓冲泵2出口流量，出口流量≥20m³/h时喷射器14腔体内部直接形成负压，出口流量<20m³/h时，氮气自动阀18自动打开，将下料斗13内氧化镁强行吹入喷射器14内，补足喷射器14腔体内负压；打开第一变频电机9，下料储罐8内氧化镁通过垂直螺旋输送机10输送至水平螺旋输送机12；打开第二变频电机11，设定频率为46Hz，氧化镁通过水平螺旋输送机12输送至下料斗13内；下料斗13内氧化镁通过喷射器14的负压抽入喷射器14内部，与其中的酸性废水混合后进入酸水反应罐19；酸水反应罐19内搅拌装置20可加快酸性废水与氧化镁的中和反应进程，同时有助于反应生成的沉淀通过酸水输送泵24输送至板框式压滤机25过滤。中央控制室实时监测反应出水pH计23读数，当出水pH值<7时，逐级增大第二变频电机11频率，以增大氧化镁下料量；当反应出水pH值为7时，第二变频电机11频率保持不变，稳定氧化镁下料量；当反应出水pH值＞7时，减小第二变频电机11频率，减小氧化镁下料量。下料期间氮气吹扫装置每小时开5秒，便于将下料斗13内壁粘附以及下料斗13出口堵塞的氧化镁吹入喷射器14内。