使用钙离子净化残留物的方法技术

本发明专利技术涉及一种使用钙离子净化来自工业过程的残留物以获得净化盐水的方法，包括：(a)将来自工业过程的包含硫酸盐的残留物与钙盐混合；(b)将不溶性物种和／或沉淀物从来自(a)的悬浮液中分离；(c)将选自CO2、碳酸盐类、碳酸氢盐类或氟化盐类中的一种或多种添加到来自(b)的滤液中以除去过量的钙离子；以及(d)将沉淀物从来自(c)的悬浮液中分离以获得净化盐水。锶盐和／或钡盐(其典型地存在于残留物中)也可以通过使用本方法从残留物中除去。根据本方法，钙离子从盐水中有效地除去。因此，可以避免钙离子在设备(其是在进一步的过程如结晶或电解中所使用的)中的沉积。同时，钡和锶离子在盐水中的量显著减少。同样地，净化盐水可以在工业规模上高纯度并且低成本地简便实现。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术要求2011年4月20日提出的欧洲专利中请号11163262.6的优先权，出于所有目的其全部内容通过引用结合在此，本专利技术涉及一种使用钙离子用于净化处理来净化来自工业过程中的残留物的方法，其中该残留物特别是从稻壳灰烬、木材燃烧厂的灰烬、燃煤厂的灰烬、水泥窑粉尘、钢铁工业粉尘、来自铁烧结过程的粉尘、来自炉(如玻璃窑炉)的烟道尘或棉花加工粉尘中得到的。本专利技术还涉及一种除去盐水中残留的过量碱土金属离子并且回收不溶的或除去的物种的方法。
技术介绍
来自许多工业过程的残留物含有可溶盐，这使得这些残留物的处理更加困难且昂贵。这是因为这类可溶盐可能会漏泄并且污染废物处理厂的下层土。特别地，这类盐的代表是碱金属盐类，特别是钾盐和/或钠盐。碱金属盐类经常保持处于不同碱金属盐类的混合物的形式，例如，碱金属氯化物和碱金属硫酸盐的混合物。因此，具有使之有可能在工业规模上高纯度并且低成本地除去包含在工业残留物中的硫酸盐的方法将是所希望的。具有使之有可能除去残留物中的两种或更多种不同的盐的方法将更是所希望的。国际专利中请W02011048135披露了一种方法，该方法回收在一些工业残留物中所包含的水溶性盐，特别是回收氯化钾或氯化钠。所述W02011048135对应于申请号PCT /EP2010 / 065783，该申请未在上面提到的EP专利申请号11163262.6提交的日期公开并且以苏威公司(Solvay S A)的名称提交，其全部内容通过引用结合在此。人们已经发现残留物(其包含上面提到的工业过程(特别是水泥制造)的有价值的原材料)的处理是非常不经济的。美国专利号1，402，173 (其全部内容通过引用结合在此)披露了一种获得氯化钾的方法，该方法特别适用于从水泥窑粉尘、或来自炉(如玻璃窑炉或类似物)的其他烟道尘生产氯化钾。在该方法中，钙和钾的硫酸盐形成复盐CaSO4 ? K2SO4 ? H2O0通过在氯化钙的存在下在水中搅拌此复盐，该复盐分解并且钾是以氯化钾的形式得到。氯化钾通过分级结晶从溶液中得到。美国专利号3，647，395 (其全部内容通过引用结合在此)描述了一种回收在水泥生产炉的排放气体中所包含的碱金属盐类的方法。在该方法中，包含在排放气体中的碱金属盐类的蒸气被冷凝并且然后与来自烟道气的灰尘一起被添加到水中。将所获得的水溶液中与不可溶的颗粒分离。然后使后者经受一系列的溶解和分离步骤。使最终获得的水溶液经受这些可溶盐的结晶。然而，这些方法(其需要大量的溶解和分离步骤)是复杂的并且不能使之有效地除去硫酸盐。此外，过量的碱土金属离子(其存在于原来的残留物或被添加到用于除去残留物中的硫酸盐的残留物中)可以在接下来的方法中(如结晶或电解)被沉积到其他设备中。然而，这会对设备造成不良影响。因此，对于更简便且成本更低的方法存在一种需要，该方法可以净化工业残留物，同时避免了现有技术的上述缺点。概述本专利技术涉及一种含有从工业源得到的水溶性盐的残留物，特别是在国际专利申请PCT / EP2010 / 065783中描述的方法得到的残留物的净化方法用于生产净化盐水。本专利技术诸位本专利技术人专利技术了一种简便的残留物的净化方法，该方法能除去最初包含在残留物中的硫酸盐并获得浓度非常低的碱土金属离子，以进行进一步的处理(如结晶或电解)。因此，本专利技术的基本特征之一在于一种使用钙离子作为净化剂净化来自工业过程的包含硫酸盐的残留物以获得净化盐水的方法，该方法包括:(a)将来自工业过程的包含硫酸盐的残留物与钙盐混合；(b)将不溶性物种和/或沉淀物从来自(a)的悬浮液中分离；(c)将一种能够沉淀来自(b)的滤液的钙盐的试剂(优选选自CO2、碳酸盐类、碳酸氢盐类或氟化盐类中的一种或多种)添加到来自(b)的滤液中以除去过量的钙离子；并且(d)将沉淀物从来自(C)的悬浮液中分离以获得一种净化盐水。残留物含有包括水溶性硫酸盐的水溶性盐。在一个优选的实 施例中，将含硫酸盐的残留物以水溶液的形式引入到步骤a)中。溶解在水溶液中的残留物的量可能高至饱和浓度。例如，溶解的残留物的浓度按溶解液的总重量计可以等于或大于40%。它可以等于或低于饱和浓度。优选地，术语“饱和浓度”是指在一个给定的温度下具有最低溶解度的盐。这允许残留物的优化净化，因为根据本专利技术待处理的残留物的溶液不包含固体。在一些实施例中，硫酸盐类选自一种或多种碱金属盐，优选地，该硫酸盐是硫酸钾或硫酸钠。在一些实施例中，碳酸盐类、碳酸氢盐类或氟化盐类作为试剂被施用来沉淀滤液中的钙盐，并且该碳酸盐类、碳酸氢盐类或氟化盐类的至少一种是碱金属盐类，例如，碱金属碳酸盐类(如碳酸钠或碳酸钾)、碱金属碳酸氢盐类(如碳酸氢钠或碳酸氢钾)、碱金属氟化物类(如氟化钠或氟化钾)，或它们的混合物。在一些优选的实施例中，钙盐加入的量为按步骤(a)中水溶液的重量计从1%至20%、优选按重量计从2%至15%、更优选按重量计从5%至10%。在一些实施例中，残留物可能包含一种或多种选自下组的物种，该组由以下各项组成:碱金属盐类(如NaCl、KCl、Na2S04、K2SO4)，以及碱土金属盐类(如锶盐或钡盐)。锶盐和/或钡盐也在步骤(c)中除去。在一些实施例中，钙盐在水溶液中是可溶的。这类盐优选卤化钙，并且更优选氯化钙。锶盐和/或钡盐在水溶液中也是可溶的。这类盐优选锶和/或钡的卤化物，并且更优选锶和/或钡的氯化物。残留物可以包含在水溶液中可溶的这类钙盐。在一些实施例中，钙盐在水溶液中是不溶的。这类盐优选选自一种或多种氢氧化物类、氧化物类或碳酸盐类。锶盐和/或钡盐在水溶液中也可以是不溶的，其中所述盐优选地是锶和/或钡的碳酸盐。在这种情况下，该方法进一步包括在分离前将卤化氢(优选氯化氢)添加到步骤(a)的悬浮液中的步骤。通过加入卤化氢，不溶性的钙盐、钡盐和锶盐(例如上面提到的氢氧化物类、氧化物类和碳酸盐类)转化为水溶性卤化物，尤其是在水中有很高溶解度的相应的氯化物。在所有情况下，锶盐和/或钡盐的类型独立于钙盐的类型。在一些实施例中，残留物来源于稻壳灰烬、木材燃烧厂的灰烬、燃煤厂的灰烬、水泥窑残留物、钢铁工业粉尘或来自铁烧结过程的粉尘、来自炉(如玻璃窑炉)的烟道尘或棉花加工粉尘。在一些实施例中，将净化盐水进行至少一个额外的过程(如结晶以及电解)。附图简要说明图1示出了根据本专利技术的净化方法的代表性示意图。详细说明在本说明书中，复数形式和单数形式可以互换使用。因此，应理解为复数形式也包括单数形式，并且反之亦然。在本专利技术中，用于净化残留物的碱土金属离子可以是钙离子。在此所用的术语“一种或多种碱土金属盐”是指任何含有碱土金属(即，钙、锶、钡、镭或它们的组合)的可溶和/或不溶盐。在此 所用的术语“一种或多种碱土金属盐”可包括选自钙盐、锶盐或钡盐的一种或多种。在此所用的术语“可溶”和“不溶”是指在水溶液中可溶的或不溶的，除非另有说明。术语“可溶”表示具有在20°C下在水中等于超过0.05克/升的溶解度的盐。术语“不溶”表示具有在20°C下在水中小于0.05克/升的溶解度的盐。根据本专利技术的方法净化的残留物是例如通过处理来自冶金制造(优选来自钢铁制造)的副产物获得，或者通过处理来自水泥生产的水泥窑粉尘获得。水泥窑粉尘(CKD)优选是通过空气污染控制装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用钙离子净化来自工业过程的残留物以获得净化的盐水的方法，包括：(a)将来自工业过程的包含硫酸盐的残留物与钙盐混合；(b)将不溶性物种和/或沉淀物从来自(a)的悬浮液分离；(c)将能够沉淀来自(b)的滤液的钙盐的试剂添加到该来自(b)的滤液中以除去过量的钙离子，该试剂优选选自CO2、碳酸盐、碳酸氢盐或氟化盐中的一种或多种；并且(d)将沉淀物从来自(c)的悬浮液中分离以获得净化的盐水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.20 EP 11163262.61.一种使用钙离子净化来自工业过程的残留物以获得净化的盐水的方法，包括: (a)将来自工业过程的包含硫酸盐的残留物与钙盐混合； (b)将不溶性物种和/或沉淀物从来自(a)的悬浮液分离； (c)将能够沉淀来自(b)的滤液的钙盐的试剂添加到该来自(b)的滤液中以除去过量的钙离子，该试剂优选选自CO2、碳酸盐、碳酸氢盐或氟化盐中的一种或多种；并且 (d)将沉淀物从来自(C)的悬浮液中分离以获得净化的盐水。2.根据权利要求1所述的方法，其中该硫酸盐选自碱金属盐中的一种或多种，优选硫酸钾或硫酸钠。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述碳酸盐、碳酸氢盐或氟化盐中的至少一种是碱金属盐，例如，碱金属碳酸盐如碳酸钠或碳酸钾，碱金属碳酸氢盐如碳酸氢钠或碳酸氢钾，碱金属氟化物如氟化钠或氟化钾，或它们的混合物。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中钙盐加入的量为按步骤(a)中水溶液的重量计从1%至20%、优选从2%至15%、更优选从5%至10%。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中该残留物包含一种或多种选自下组的物种，该组由以下各项组成:碱金属盐，如NaCl、KCUNa2SO4或K2SO4,以及碱土金属盐，如锶盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：F尼科拉斯，F格罗斯琼，E格拉维尔，JY塞古恩，
申请(专利权)人：索尔维公司，
类型：
国别省市：