磷石膏渣場(chǎng)池水循環(huán)利用過程中防堵塞技術(shù)研究.pdf

1、目前，我國水資源短缺和水污染嚴(yán)重的問題逐漸的凸顯出來。工業(yè)廢水的循環(huán)利用作為解決水資源短缺問題的途徑之一，逐漸受到企業(yè)的廣泛關(guān)注。湖北某化工公司將磷酸生產(chǎn)過程中的廢水及磷石膏固結(jié)排出的滲水進(jìn)行收集并循環(huán)利用。渣場(chǎng)池水（水溫高于空氣溫度）經(jīng)管道輸送至使用工段時(shí)，隨著水溫逐漸降低，溶液過飽和度增大，容易產(chǎn)生無機(jī)鹽類結(jié)晶，與水溶液中磷石膏細(xì)晶和分散性泥質(zhì)混雜，堵塞泵體和輸送管道，從而影響循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行。經(jīng)分析結(jié)晶物主要成分是K2SiF6、N

2、a2SiF6等難溶鹽，質(zhì)地堅(jiān)硬，清洗困難。因此，深入研究渣場(chǎng)循環(huán)水系統(tǒng)中氟硅酸鉀的溶解性及晶體的析出規(guī)律，找出合適的解決方案具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）采用平衡法測(cè)量了273.15~313.15K溫度范圍內(nèi)，氟硅酸鉀在去離子水及不同pH值硫酸溶液中的平衡溶解度，研究結(jié)果表明：隨著溫度降低，氟硅酸鉀在去離子水中的平衡溶解度和溶度積常數(shù)逐漸減小。隨著溶液pH減小，氟硅酸鉀溶解度逐漸增大。采用Ap

3、elblat經(jīng)驗(yàn)方程對(duì)氟硅酸鉀溶解度數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，結(jié)果顯示溶解度模型能較好的關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)溶解度數(shù)據(jù)。依據(jù)去離子水中氟硅酸鉀晶體生長動(dòng)力學(xué)研究及計(jì)算擬合結(jié)果表明：在攪拌狀態(tài)下氟硅酸鉀晶體生長過程受表面反應(yīng)控制，屬于二級(jí)反應(yīng)，結(jié)晶過程所需的活化能為53.21 kJ/mol，動(dòng)力學(xué)方程為：（此次公式省略）
　?。?）以湖北某化工公司渣場(chǎng)循環(huán)水系統(tǒng)中的水樣為研究對(duì)象，研究了溫度對(duì)水樣中氟硅酸鉀晶體析出的影響，研究結(jié)果表明：渣場(chǎng)循環(huán)水中氟硅酸鉀

4、的結(jié)晶溫度為14℃，結(jié)晶物主要成分為K2SiF6、Na2SiF6、少量的二水硫酸鈣。依據(jù)渣場(chǎng)池水中氟硅酸鉀晶體生長動(dòng)力學(xué)研究及計(jì)算擬合結(jié)果表明，在攪拌狀態(tài)下氟硅酸鉀晶體生長過程受晶體的表面反應(yīng)控制，屬于二級(jí)反應(yīng)，結(jié)晶過程所需的活化能為40.36 kJ/mol，動(dòng)力學(xué)方程為：（此次公式省略）
　　在靜態(tài)下渣場(chǎng)池水中氟硅酸鉀晶體生長受晶體的表面擴(kuò)散控制，結(jié)晶過程所需的活化能為11.63 kJ/mol，動(dòng)力學(xué)方程為：（此次公式省略）

5、r>　　分別采用添加生石灰和鋁化合物，兩者都能有效降低溶液中SiF62-的濃度，使氟硅酸鉀的濃度下降，從而降低結(jié)晶溫度，使氟硅酸鉀在管道中穩(wěn)定而不易析出。結(jié)果表明：渣場(chǎng)池水中生石灰、氯化鋁和硫酸鋁的添加量分別為2.21 g/L、1.10 g/L和1.35 g/L時(shí)，氟硅酸鉀的結(jié)晶溫度分別降低了約6℃、6℃和7℃。試劑最佳用量范圍分別為：生石灰為2.21~5.35 g/L，氯化鋁為1.10~3.82 g/L，硫酸鋁為1.35~5.17 g