靛蓝生产废渣的回收与处理工艺探讨

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靛蓝是一种非常重要的还原性染料,其特点是:染色均匀、上色快和不易褪色。从问世以来一直应用至今,随之也带来了生产废渣这一严重问题。靛蓝废渣以其具有碱度高、色度高、有机物多、成分复杂的特点而成为了一种既有害而又难处理的工业废渣。曾经的靛蓝废渣主要卖给小造纸厂来脱木质素,随着小型造纸厂的销声匿迹,靛蓝废渣急待处理。靛蓝生产过程的工业废渣中除了碳酸钠、钾以外,主要含有生产工艺中残留的有机物和硅藻土等的不溶物,其中有机物种类繁多,单体相对含量不高,回收难度大,不具有回收价值,硅藻土的主要成分是二氧化硅,对环境损害不大,价格不高,也不具有回收价值;钾、钠强碱成分相对含量高,回收难度相对较低,具有很高的回收价值。因此,本课题以钾、钠的回收为主要目标,首先对靛蓝废渣进行有机物脱除处理,然后对废渣进行苛化反应生成Na OH和KOH,再将它们以一定的比例返回到生产工艺中的碱熔反应中,主要探讨了苛化反应温度和反应时间对回收工艺的影响;最后进行钾、钠的分离和回收。通过对靛蓝生产工艺的研究拟定出一系列废渣的处理工艺,并对各工艺进行了实验和结果的分析探讨。主要内容如下:(1)焙烧氧化法对废渣中有机物的脱除率较高,焙烧氧化法脱除靛蓝废渣有机物的影响有很多种,本文主要讨论了湿度、温度和时间对焙烧的影响。由靛蓝废渣干料和湿料的焙烧结果可知:废渣烘干后焙烧比未烘干直接焙烧的效果好。干料焙烧具有溶解性好,有机物的含量易测的优点,因此本课题选用干料焙烧的方法。确定焙烧氧化条件为:取在110℃下烘干48h后的干靛蓝废渣料,在600650℃下焙烧2h左右。(2)采用苛化法回收Na OH、KOH混碱,使之能够在靛蓝生产中循环利用,适宜的苛化条件如下:废渣的浓度为10%左右,消化后的石灰乳的浓度为250g/L,苛化温度控制在95℃左右,苛化的时间在45h左右。(3)利用Na2CO3-K2CO3-H2O的三元水盐体系相图和NaCl-KCl-H2O三元水盐体系相图,针对钾、钠的分离,设计了Na2CO3-K2CO3分离工艺和Na2CO3-KCl分离工艺。最终计算Na2CO3的回收率为96.75%、K2CO3的回收率为56.09%、KCl的回收率为96%,实现了钾、钠的分离回收。
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