[发明专利]螺旋反应机及处理磷渣和废硫酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反应设备，尤其是一种用于废硫酸和磷渣处理的螺旋反应机。此外，本发明还涉及一种废料处理方法，尤其是一种处理磷渣和废硫酸的方法。

背景技术

目前，钛白粉生产工艺有硫酸法和氯化法两种，相对于氯化法，硫酸法的技术比较成熟,对原料品位要求不是很高，因此，在我国钛白粉生产行业被广泛采用。但硫酸法最大的问题是生产过程中会产生大量的酸性废水和稀废硫酸，处理起来费用太高，一般情况下，每生产一吨钛白粉要产生废硫酸（含23%左右浓度的稀硫酸）6吨左右和废水（含2.5%左右浓度的酸性废水）60吨左右。就攀枝花钒钛工业园区几家钛白粉企业来看，其处理成本大约在1500元/吨（钛白）左右。严重的制约硫酸法钛白粉生产。2005年以来，硫酸法钛白粉先后被国家列入产业结构调整的限制类目录、进口加工贸易禁止类目录、“双高”（高污染、高环境风险）产品名录等环保黑名单，全行业面临着极大的环保压力。

随着科学技术的提高，废硫酸回收处理的方法也越来越多，除了传统的中和法，还有浓缩法，萃取法，焙烧法，氧化法，结晶法，离子交换树脂法等，但从技术、成本的等方面综合考虑，绝大部分钛白生产企业仍采用的是中和法。因此，如何有效的解决废硫酸处理，是硫酸法钛白生存发展的关键。

中和法使用的中和剂一般是生石灰和石灰石。其工艺流程如图3所示：废硫酸废水用管道流入收集池，通过收集池流入中和池，往中和池加入石灰乳和石灰石浆，反应后的混合液用渣浆泵抽到曝气池继续反应，加入石灰乳（或酸水）调节pH值，pH值达到6～9以后，用渣浆泵抽到压滤机进行固液分离，弃渣运到排渣场，达标的滤液一部分排放，一部分回用。收集池和中和池均占据较大的面积，在中和反应中，中和池的温度较低，这使得反应速度较慢，想要处理大量的废硫酸则必须使用更大的中和池。同时，处理后的滤液必须要排放到水体中，这就存在潜在的污染危险，即当滤液不达标时就会出现环境污染事件。

磷渣是生产黄磷的一种工业废弃物，生产1吨黄磷会产生9吨左右磷渣。黄磷渣含CaO达45%左右，以CaO.SiO₂形式存在。工业园中通常会有钛白粉生产企业和黄磷的生产企业，以某一工业园为例，每年产生磷渣约180万吨，只有大约30万吨磷渣用于砼添加剂，大部分磷渣作为废弃物排到渣场。这些工业园通常面临废硫酸和磷渣处理的巨大压力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于废硫酸和磷渣反应并生成固状废弃物的螺旋反应机。

本发明解决其技术问题所采用的螺旋反应机，包括驱动装置、机壳以及螺旋，所述螺旋可转动设置在所述机壳内，所述驱动装置驱动所述螺旋转动，所述螺旋包括螺旋轴和螺旋片，所述螺旋片呈螺旋状分布安装在所述螺旋轴上，所述机壳上设置有废硫酸入口和进料口，所述机壳的上部设置有集气口，所述机壳的下部设置有排料口。

进一步的是，所述螺旋片在螺旋轴上的分布依次分为起始段、中间段和结束段，所述起始段和结束段均为定螺距，并且结束段的螺距大于起始段的螺距，所述中间段的螺距从起始段螺距开始逐渐增大至结束段螺距。

进一步的是，起始段螺距为150mm，中间段螺距由150mm递增至250mm，结束段螺距为250mm。

进一步的是，起始段包括5片螺旋，中间段包括15片螺旋。

进一步的是，还包括搅拌棍，所述搅拌棍的一端设置在起始段的螺旋片上，另一端朝向物料的输送方向，所述搅拌棍的长度为起始段螺距的一半。搅拌棍一般设置4～5根，均匀分布在螺旋片上，搅拌棍最好垂直设置在螺旋片上，搅拌棍的可以采用直径为30mm的圆柱形。

进一步的是，所述机壳包括容器壳身和密封盖，所述容器壳身的横截面呈U形，所述密封盖密封可拆卸安装在容器壳身的开口。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种使废硫酸和磷渣反应生成固体废弃物的处理磷渣和废硫酸的方法。

本发明还提供一种处理磷渣和废硫酸的方法，将废硫酸和磷渣粉按照比例加入到上述的螺旋反应机中；利用驱动装置驱动螺旋结构转动，螺旋片将废硫酸和磷渣粉一边搅拌一边输送，使得废硫酸和磷渣粉发生反应，反应产生的气体从集气口排出；待废硫酸和磷渣粉反应2～3分钟后，废硫酸和磷渣粉反应生成粘稠状反应物，将粘稠状反应物从排料口排出；反应物在10分钟内变成固体物，然后将反应物堆积继续反应12～24小时，pH值达到6以上后完成反应。

进一步的是，反应产生的气体从集气口排出后利用碱液池对其进行除臭处理，并将碱液池中的处理后的碱液按需加入到的螺旋反应机中调节pH值。