本發(fā)明屬于環(huán)境保護和固體廢棄物資源化利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種利用兩堿法鹽泥制備鹽酸鈣鎂融雪劑的方法。
背景技術(shù)：
：冬季下雪是阻礙交通的“大敵”。二十世紀四、五十年代，隨著交通運輸?shù)难杆侔l(fā)展，融雪劑應運而生，融雪劑主要用于機場、公路、鐵路、城市街道等地方，起到除雪或防凍作用。氯鹽類融雪劑因其融雪效果好、價格便宜，一直被廣泛地應用于道路的除雪化冰，直到現(xiàn)在，一些國家仍以氯鹽作為融雪劑的主體，我國也不例外。然而，過度使用氯鹽融雪劑會導致路旁植被大量死亡，公路、橋梁、混凝土路面受到腐蝕破壞，被摻進了融雪劑的雪融化后滲入地表，污染江河、地下水，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞。所以研究新型的融雪劑，改善現(xiàn)有融雪劑的性能迫在眉睫。為了解決傳統(tǒng)融雪劑對道路、植被、周圍的建筑物所造成的破壞，國內(nèi)外開始了對傳統(tǒng)氯鹽型融雪劑的改進或者研發(fā)新的融雪劑以替代傳統(tǒng)融雪劑。新型融雪劑的使用標準主要是對道路、混凝土中鋼筋的損害輕、對道路周邊的農(nóng)田花草及樹木的危害少、融雪速度快。為了減輕傳統(tǒng)融雪劑的危害，非氯鹽融雪劑被人們所研制，但由于該類融雪劑原料成本較高，不能大面積的除冰融雪，且其冰點降低值沒有氯鹽融雪劑低，目前只能用于飛機場及一些院道除雪；其次，對傳統(tǒng)氯鹽融雪劑進行改進以減少其危害，例如在傳統(tǒng)融雪劑中加入緩蝕劑或阻銹劑以減輕融雪劑對混凝土中碳鋼的腐蝕，此種方法較融雪劑的成本低較多，且對鋼鐵道路的破壞較小，故目前在國內(nèi)外受到了廣泛的關(guān)注。鹵水凈化工藝是制鹽行業(yè)提高精制鹽產(chǎn)品純度，降低鹽中雜質(zhì)含量，提高鹽產(chǎn)品白度的一個關(guān)鍵過程。兩堿法鹵水凈化工藝所產(chǎn)生的鹽泥中所涉及的化學成分包括CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4以及少量NaCl等，由于產(chǎn)出量大，成分復雜，直接排放帶來環(huán)境污染。目前，國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)對鹽泥的處理方法是將其作為廢物填埋。目前研究開發(fā)合理的鹽泥處理工業(yè)化應用技術(shù)，是國內(nèi)所有制鹽企業(yè)共同面臨的技術(shù)難題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種利用兩堿法鹽泥制備鹽酸鈣鎂融雪劑的方法，不僅能夠降低鹽泥處理費用，還可以充分利用資源變廢為寶，大幅降低融雪劑的生產(chǎn)成本，充分利用鹽泥中的微量成分進一步提高融雪劑的使用性能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：將廢鹽酸與兩堿法鹽泥在常溫下攪拌反應，再將反應體系過濾，將所得濾液減壓濃縮，并加入緩蝕劑混合后干燥造粒，得到鹽酸鈣鎂融雪劑，具體步驟為：(1)將廢鹽酸與兩堿法鹽泥在常溫(25℃)下攪拌反應，其中，兩堿法鹽泥的組成按重量份數(shù)計算為，CaCO385～95份、NaCl0.5～1.5份、Mg(OH)28.5～13.2份、CaSO41.5～4.0份、Fe(OH)30.5～1.5份、Al(OH)30.5～1.0份、SiO20.1～2.0份(如原始鹽泥中組分或含量與上述標準有出入，可通過常規(guī)的去除或添加的手段加以調(diào)整)，具體操作為，將兩堿法鹽泥在水中分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加廢鹽酸直至反應體系沒有氣泡出現(xiàn)，上述反應產(chǎn)生的氣泡為二氧化碳氣體，可作為副產(chǎn)物收集利用；(2)對步驟(1)得到的反應體系過濾，將所得濾液減壓濃縮，減壓濃縮時的真空度為0.06～0.09Mpa，溫度為140～160℃；(3)將步驟(2)中所得的濃縮液與緩蝕劑混合均勻后(混合物也可直接作為液態(tài)環(huán)保型融雪劑使用)轉(zhuǎn)移至流化床噴霧造粒干燥機進行干燥造粒，得到鹽酸鈣鎂融雪劑，緩蝕劑為磷酸二氫鋅、鉬酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、糖蜜中的一種或幾種的混合物，造粒后顆粒大小為2～4mm，形狀為近球型。本發(fā)明的有益效果在于：首次提出利用鹵水凈化過程中產(chǎn)生的兩堿法鹽泥和廢鹽酸反應制備出環(huán)保型融雪劑，充分利用了鹽泥中的鈣、鎂、鈉金屬離子的鹽作為冰點抑制劑，而且由于微量離子的存在對融雪化冰能力有明顯的協(xié)同提升作用；實現(xiàn)了鹽泥固廢的循環(huán)利用，變廢為寶大幅降低環(huán)保類融雪劑的生產(chǎn)成本，而且省去了鹽泥的處理費用，降低了環(huán)境污染。該混合型的融雪劑相對于各自的氯化物型融雪劑具有對金屬和水泥的腐蝕性小、融雪化冰效果好、對土壤和地下水影響較小等優(yōu)點，且鹽泥中的一些雜質(zhì)經(jīng)過酸反應后生成的鹽類能夠起到一定的緩蝕效果，向濃縮液中添加少量的外源緩蝕劑，兩者能夠達到良好的協(xié)同作用。非常符合國家節(jié)能減排、綠色環(huán)保的方針政策。具體實施方式實施例1本實施例中所使用的兩堿法鹽泥的組成按重量份數(shù)計算為CaCO387.2份、NaCl1.2份、Mg(OH)28.5份、CaSO41.6份、Fe(OH)30.5份、Al(OH)30.8份、SiO20.2份，(1)將含有500gCaCO3的上述兩堿法鹽泥在500mL水中常溫(25℃)攪拌分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加廢鹽酸(HCl質(zhì)量分數(shù)為29％，其余成分不參與反應)直至反應體系沒有氣泡出現(xiàn)；(2)對步驟(1)得到的反應體系過濾，將所得濾液于0.06Mpa、140℃下減壓濃縮；(3)將步驟(2)中所得的濃縮液轉(zhuǎn)移至流化床噴霧造粒干燥機進行干燥造粒，得到顆粒大小為2～4mm、形狀為近球型的環(huán)保型融雪劑。實施例2本實施例中所使用的兩堿法鹽泥的組成按重量份數(shù)計算為CaCO387.2份、NaCl1.2份、Mg(OH)28.5份、CaSO41.6份、Fe(OH)30.5份、Al(OH)30.8份、SiO20.2份，(1)將含有500gCaCO3的上述兩堿法鹽泥在500mL水中常溫(25℃)攪拌分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加廢鹽酸(HCl質(zhì)量分數(shù)為29％，其余成分不參與反應)直至反應體系沒有氣泡出現(xiàn)；(2)對步驟(1)得到的反應體系過濾，將所得濾液于0.06Mpa、140℃下減壓濃縮；(3)將步驟(2)中所得的濃縮液與緩蝕劑(緩蝕劑組分為磷酸二氫鋅和木質(zhì)素磺酸鈉，二者質(zhì)量比為1：1，緩蝕劑總添加量為上述鹽泥總質(zhì)量的0.8％)混合均勻后轉(zhuǎn)移至流化床噴霧造粒干燥機進行干燥造粒，得到顆粒大小為2～4mm、形狀為近球型的環(huán)保型融雪劑。對比實施例1按照實施例1的兩堿法鹽泥中CaCO3、NaCl、Mg(OH)2、CaSO4、SiO2的量以純凈物的形式加入：(1)將含有500gCaCO3且各組分按重量份數(shù)計算為CaCO387.2份、NaCl1.2份、Mg(OH)28.5份、CaSO41.6份、SiO20.2份的混合物一并加入500mL水中，并常溫(25℃)攪拌分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加廢鹽酸(HCl質(zhì)量分數(shù)為29％，其余成分不參與反應)直至反應體系沒有氣泡出現(xiàn)；(2)對步驟(1)得到的反應體系過濾，將所得濾液于0.06Mpa、140℃下減壓濃縮；(3)將步驟(2)中所得的濃縮液轉(zhuǎn)移至流化床噴霧造粒干燥機進行干燥造粒，得到顆粒大小為2～4mm、形狀為近球型的環(huán)保型融雪劑。對比實施例2按照實施例2的兩堿法鹽泥中CaCO3、NaCl、Mg(OH)2、CaSO4、Al(OH)3、SiO2的量以純凈物的形式加入：(1)將含有500gCaCO3且各組分按重量份數(shù)計算為CaCO387.2份、NaCl1.2份、Mg(OH)28.5份、CaSO41.6份、Al(OH)30.8份、SiO20.2份的混合物一并加入500mL水中，并常溫(25℃)攪拌分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加廢鹽酸(HCl質(zhì)量分數(shù)為29％，其余成分不參與反應)直至反應體系沒有氣泡出現(xiàn)；(2)對步驟(1)得到的反應體系過濾，將所得濾液于0.06Mpa、140℃下減壓濃縮；(3)將步驟(2)中所得的濃縮液與緩蝕劑(緩蝕劑組分為磷酸二氫鋅和木質(zhì)素磺酸鈉，二者質(zhì)量比為1：1，緩蝕劑總添加量為上述鹽泥總質(zhì)量的0.8％)混合均勻后轉(zhuǎn)移至流化床噴霧造粒干燥機進行干燥造粒，得到顆粒大小為2～4mm、形狀為近球型的環(huán)保型融雪劑。對比實施例3按照實施例2的兩堿法鹽泥中CaCO3、NaCl、Mg(OH)2、CaSO4、Fe(OH)3、SiO2的量以純凈物的形式加入：(1)將含有500gCaCO3且各組分按重量份數(shù)計算為CaCO387.2份、NaCl1.2份、Mg(OH)28.5份、CaSO41.6份、Fe(OH)30.5份、SiO20.2份的混合物一并加入500mL水中，并常溫(25℃)攪拌分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加廢鹽酸(HCl質(zhì)量分數(shù)為29％，其余成分不參與反應)直至反應體系沒有氣泡出現(xiàn)；(2)對步驟(1)得到的反應體系過濾，將所得濾液于0.06Mpa、140℃下減壓濃縮；(3)將步驟(2)中所得的濃縮液與緩蝕劑(緩蝕劑組分為磷酸二氫鋅和木質(zhì)素磺酸鈉，二者質(zhì)量比為1：1，緩蝕劑總添加量為上述鹽泥總質(zhì)量的0.8％)混合均勻后轉(zhuǎn)移至流化床噴霧造粒干燥機進行干燥造粒，得到顆粒大小為2～4mm、形狀為近球型的環(huán)保型融雪劑。對比實施例4在實施例2的基礎上，增加Fe(OH)3、Al(OH)3的含量：(1)將含有500gCaCO3且各組分按重量份數(shù)計算為CaCO387.2份、NaCl1.2份、Mg(OH)28.5份、CaSO41.6份、Fe(OH)32.5份、Al(OH)32.8份、SiO20.2份的混合物一并加入500mL水中，并常溫(25℃)攪拌分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加廢鹽酸(HCl質(zhì)量分數(shù)為29％，其余成分不參與反應)直至反應體系沒有氣泡出現(xiàn)；(2)對步驟(1)得到的反應體系過濾，將所得濾液于0.06Mpa、140℃下減壓濃縮；(3)將步驟(2)中所得的濃縮液與緩蝕劑(緩蝕劑組分為磷酸二氫鋅和木質(zhì)素磺酸鈉，二者質(zhì)量比為1：1，緩蝕劑總添加量為上述鹽泥總質(zhì)量的0.8％)混合均勻后轉(zhuǎn)移至流化床噴霧造粒干燥機進行干燥造粒，得到顆粒大小為2～4mm、形狀為近球型的環(huán)保型融雪劑。檢測實驗1融雪劑對金屬碳鋼腐蝕：首先配制腐蝕溶液，在7個2000mL的燒杯中分別加入氯化鈉(純度≥99.9％)和實施例1、實施例2、對比實施例1、對比實施例2、對比實施例3、對比實施例4中的環(huán)保型融雪劑產(chǎn)品，加水均按照溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為18.0％配制為試液；試樣為長方形20號碳鋼片(GB/T699)，尺寸為5mm×2.5mm×0.2mm，試樣在實驗前用濾紙擦去表面油脂，經(jīng)丙酮和無水乙醇浸泡后烘干，最后將試樣逐個用濾紙包裹，置于干燥器中備用。實驗開始后用分析天平準確稱重各試樣后浸泡于上述相應編號的腐蝕溶液中，實驗溫度為40℃，試片線速度為0.35m/s，浸泡過程中不通入空氣，不間斷浸泡48小時后擦拭掉表面鐵銹再經(jīng)酸洗、堿洗、水洗后用無水乙醇除去多余水分，烘干后再次稱重，根據(jù)腐蝕減量測定緩蝕速率，腐蝕速率計算公式如下：上式中，m為經(jīng)過上述配制的腐蝕液所浸泡的試片質(zhì)量的最終損失，單位g；m1為試片僅經(jīng)過上述酸洗、堿洗、水洗、無水乙醇洗后的質(zhì)量損失平均值，單位g；s為試片的表面積，單位cm2；ρ為試片的密度，單位g/cm3；t為試驗時間，單位h；8760為與1年相當?shù)男r數(shù)，單位h/a；10為與1cm相當?shù)暮撩讛?shù)；通過上式測得的腐蝕速率計算各樣品的緩蝕率X2(具體檢測、計算結(jié)果請見表1)：式中：X0為上述配制的氯化鈉腐蝕試液對試片的腐蝕速率，單位mm/a；X1為上述各實施例、對比實施例的成品所配制的腐蝕試液對試片的腐蝕速率，單位mm/a。表1氯化鈉實施例1實施例2對比例1對比例2對比例3對比例4腐蝕速率0.50580.23390.01780.28140.08110.07260.0626緩蝕率/53.76％96.48％44.36％83.96％85.64％87.62％從表1的碳鋼腐蝕結(jié)果可以看出，本發(fā)明的融雪劑能明顯降低對標準碳鋼片的腐蝕；而相應的對比實施例產(chǎn)品的緩蝕效果低于本發(fā)明。檢測實驗2融雪劑的融冰速度：參照融雪鹽國家標準中融雪化冰能力的測試方法，稱取實施例1、實施例2、對比實施例1、對比實施例2、對比實施例3、對比實施例4中的環(huán)保型融雪劑產(chǎn)品各200g，分別置于6個400mL燒杯中，加水充分溶解后分別轉(zhuǎn)移至6個1000mL的容量瓶中，搖勻、定容備用；將各容量瓶中實施例1、實施例2、對比實施例1、對比實施例2、對比實施例3、對比實施例4的融雪劑產(chǎn)品的試液依次標計為：試液1、試液2、試液3、試液4、試液5、試液6；取6個150mL相同直徑和高度的樣品瓶，分別加入100mL水并置于-10℃的低溫恒溫箱中至充分結(jié)冰；分別移取25mL上述試液1、試液2、試液3、試液4、試液5、試液6，并分別移入6個50mL的燒杯中，置于-8℃的低溫恒溫箱中12h后備用；從低溫恒溫箱中取出充分結(jié)冰的各樣品瓶，擦干外壁的水和冰，迅速稱量(精確至0.1g)，將備用的試液1、試液2、試液3、試液4、試液5、試液6一一對應迅速倒入盛有冰塊的樣品瓶中，然后放回-10℃的低溫恒溫箱中，分別在20分鐘、40分鐘、60分鐘取出該樣品瓶，立即傾倒其液體，并迅速稱量燒杯和剩余冰塊的質(zhì)量，所得各溫度融雪化冰能力數(shù)據(jù)如表2所示：表2從實施例1和2比較可見，緩蝕劑的加入對融雪劑產(chǎn)品的融雪化冰能力影響甚微；而微量鐵、鋁的共同存在夠協(xié)同融雪劑的主成份促使融雪化冰作用大幅提高；就對比例4來看，當Fe、Al元素含量過高時，融雪效果反而不佳。檢測實驗3融雪劑的冰點測試：在7個燒杯中分別加入氯化鈉(純度≥99.9％)和實施例1、實施例2、對比實施例1、對比實施例2、對比實施例3、對比實施例4中的環(huán)保型融雪劑產(chǎn)品，加水均按照溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為18.0％配制為試液，對各試液分別移取70.0mL，按照SH/T0090的要求進行測定，使用BSY-188Z發(fā)動機冷卻液冰點測定儀進行測試，結(jié)果如表3所示：表3氯化鈉實施例1實施例2對比例1對比例2對比例3對比例4冰點/℃-14.1-39.1-38.8-36.4-38.0-37.5-38.9從各對比例的檢測數(shù)據(jù)來看，在主成分相同的情況下，雜質(zhì)的存在可以略微降低融雪劑產(chǎn)品的冰點。當前第1頁1 2 3