磷石膏渣場池水循環(huán)利用過程中防堵塞技術研究.pdf

1、目前，我國水資源短缺和水污染嚴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)的廣泛關注。湖北某化工公司將磷酸生產過程中的廢水及磷石膏固結排出的滲水進行收集并循環(huán)利用。渣場池水（水溫高于空氣溫度）經管道輸送至使用工段時，隨著水溫逐漸降低，溶液過飽和度增大，容易產生無機鹽類結晶，與水溶液中磷石膏細晶和分散性泥質混雜，堵塞泵體和輸送管道，從而影響循環(huán)水系統(tǒng)的運行。經分析結晶物主要成分是K2SiF6、N

2、a2SiF6等難溶鹽，質地堅硬，清洗困難。因此，深入研究渣場循環(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)實意義。
　　本文的主要研究內容如下：
　　（1）采用平衡法測量了273.15~313.15K溫度范圍內，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經驗方程對氟硅酸鉀溶解度數(shù)據(jù)進行關聯(lián)，結果顯示溶解度模型能較好的關聯(lián)實驗溶解度數(shù)據(jù)。依據(jù)去離子水中氟硅酸鉀晶體生長動力學研究及計算擬合結果表明：在攪拌狀態(tài)下氟硅酸鉀晶體生長過程受表面反應控制，屬于二級反應，結晶過程所需的活化能為53.21 kJ/mol，動力學方程為：（此次公式省略）
　　（2）以湖北某化工公司渣場循環(huán)水系統(tǒng)中的水樣為研究對象，研究了溫度對水樣中氟硅酸鉀晶體析出的影響，研究結果表明：渣場循環(huán)水中氟硅酸鉀

4、的結晶溫度為14℃，結晶物主要成分為K2SiF6、Na2SiF6、少量的二水硫酸鈣。依據(jù)渣場池水中氟硅酸鉀晶體生長動力學研究及計算擬合結果表明，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控制，屬于二級反應，結晶過程所需的活化能為40.36 kJ/mol，動力學方程為：（此次公式省略）
　　在靜態(tài)下渣場池水中氟硅酸鉀晶體生長受晶體的表面擴散控制，結晶過程所需的活化能為11.63 kJ/mol，動力學方程為：（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，從而降低結晶溫度，使氟硅酸鉀在管道中穩(wěn)定而不易析出。結果表明：渣場池水中生石灰、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，氟硅酸鉀的結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