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有色冶金酸性废水资源化利用技术

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【概要描述】有色金属废水可分为酸性废水、碱性废水、重金属废水、含氰废水和含油废水等。酸性废水中含有大量的硫酸、铅、锌、铜、砷和铁等重金属离子,如果这些废水未经处理进入环境中,会造成水体pH值降低,影响水生动植物生存环境,破坏生态平衡。重金属离子会在动植物体内富集,通过食物链危害人类健康。废水中有些物质是可以被利用的,只要探索到合适的工艺,它们就是资源。本文以某冶炼厂的酸性废水为例,结合有色冶金废水处理办法,将

有色冶金酸性废水资源化利用技术

【概要描述】有色金属废水可分为酸性废水、碱性废水、重金属废水、含氰废水和含油废水等。酸性废水中含有大量的硫酸、铅、锌、铜、砷和铁等重金属离子,如果这些废水未经处理进入环境中,会造成水体pH值降低,影响水生动植物生存环境,破坏生态平衡。重金属离子会在动植物体内富集,通过食物链危害人类健康。废水中有些物质是可以被利用的,只要探索到合适的工艺,它们就是资源。本文以某冶炼厂的酸性废水为例,结合有色冶金废水处理办法,将

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有色金属废水可分为酸性废水、碱性废水、重金属废水、含氰废水和含油废水等。酸性废水中含有大量的硫酸、铅、锌、铜、砷和铁等重金属离子,如果这些废水未经处理进入环境中,会造成水体pH值降低,影响水生动植物生存环境,破坏生态平衡。重金属离子会在动植物体内富集,通过食物链危害人类健康。废水中有些物质是可以被利用的,只要探索到合适的工艺,它们就是资源。本文以某冶炼厂的酸性废水为例,结合有色冶金废水处理办法,将废酸资源化利用,生产出硫酸锌产品,对该工艺的应用进行分析和探讨。

1.废水基本情况

某冶炼厂酸性废水中硫酸含量约为12~18%(取样废酸的实际浓度可能会有波动,以实际测定为准),氯离子含量约为3000mg/L,氟离子含量约为1000mg/L,此外还有铁、铅、锌、铜、镉、砷等重金属离子。取某一时段排出的废水作为工艺试验水样,分析结果见表1。

表 1 某冶炼厂酸性废水组分

 

2.工艺流程

2.1 工艺流程

厂区各个车间的废水在酸性废水混合槽混合均匀,和氧化锌废渣反应生成硫酸锌,经过除重金属和除氟工艺,再根据溶液中各种盐的溶解度不同,将硫酸锌从溶液中析出,纯化,干燥,得到纯度较高的硫酸锌产品。工艺流程见图1。

 

图 1 冶金废水资源化工艺流程

 

2.2 生成硫酸锌

用氧化锌废渣和冶金酸性废水中的硫酸反应,生产硫酸锌,这是冶金酸性废水资源化利用技术的主反应,将废水和废渣中的主要成分充分利用,生成硫酸锌。这一步中要严格控制好pH值,反应完成后,溶液的pH值在1左右,为下一步除溶液中的重金属做准备。

2.3 除重金属

冶金酸性废水中铁、砷、镉、铜和铅,氧化锌废渣中也含有少量氧化铜,氧化铜和稀硫酸反应,生成硫酸铜,会使溶液中铜离子增多。

在酸性条件下,硫化钠溶液中的硫离子可以和大多数重金属离子反应生成沉淀。在溶液中加入适量的硫化钠可除去铁、砷、镉、铅和铜,除重金属后,要将金属硫化沉淀排出,防止流入后续工段。否则,随着pH升高,部分硫化物会反溶,重金属离子会重新回到溶液里面。

2.4 除氟

除重金属后,加入氧化锌粉,使溶液的pH值到6左右。根据溶液中重金属离子的量,加入适量石灰乳把溶液充分搅拌,注意溶液的pH值不要超过7,再加入硫酸铝溶液,充分反应后将沉淀物排出。

2.5 制取硫酸锌产品

除重金属和氟离子后,溶液中会有少量氯离子和钠离子,通过蒸发结晶装置,在厂用蒸汽较低情况下可选用MDE蒸发浓缩和结晶,在厂用蒸汽较高、电价较低情况下可选用MVR蒸发结晶,将溶液蒸发到一定浓度使硫酸锌析出,将析出的硫酸锌晶体进一步纯化,经过干燥工艺,可制得纯度较高的硫酸锌产品。蒸出的冷凝水可以回用。

3.处理效果

3.1 除重金属效果

取硫化反应槽出水,分析金属离子含量,结果如表2所示。

表 2 硫化反应后水质金属离子分析

除氟后,随着溶液pH升高,铁离子也越来越少,测定溶液中的铁含量为<0.001mg/L。将表2和表1对比可知,该工艺对重金属的除去效果良好。

3.2 除氟效果

除氟后取水质分析,测得氟离子含量为1.2mg/L,除氟效果良好。

3.3 硫酸锌纯度分析

对硫酸锌产品盐分析,分析结果如表3所示。

表 3 硫酸锌产品盐分析

由表3的分析可知,该工艺制取的硫酸锌产品达到了《HGT 2326-2005 工业硫酸锌》一类产品的要求。

 

4.工艺特点

1.采用有色冶金酸性废水和氧化锌废渣作为工艺原料,成本低廉,该工艺有较高的经济价值。

2.该工艺结合传统除重金属和除氟工艺,对重金属和氟的去除率高,操作工艺简单,技术成熟,原材料易得。

3.制取硫酸锌蒸发结晶过程中,二次蒸汽的冷凝水水质好,可回用到厂区生产车间继续使用,或者作为中水回用。

4.生产出的硫酸锌产品纯度可达到99.90%,符合国家标准(《HGT 2326-2005 工业硫酸锌》)一类产品的要求,硫酸锌产品品质优良,产品附加值高。

5.结语

近年来,随着我国工业化的迅速发展,有色冶金行业也得到了飞速发展,不仅产品种类较多,产量也位居世界前列,同时在工业生产过程中排放出大量的废水导致环境污染。废水的治理问题关系到企业的长期发展,废水产生的环境问题关系到人类社会的繁荣稳定甚至生存。国家的环保政策越来越严格,有色冶金行业如何长期发展,如何绿色发展,这些问题迫在眉睫。

本文介绍了一种有色冶金酸性废水资源化利用技术,通过利用厂内自有的氧化锌废渣反应生成硫酸锌,再除重金属和除氟工艺,然后利用蒸发结晶技术从而制备高纯度硫酸锌。从某厂酸性废水治理的实际效果来看,该技术能够满足有色冶金酸性废水治理的要求,同时将废酸进行利用,生产出纯度较高的硫酸锌产品,取得了良好的经济效益。该技术对有色冶金酸性废水的治理开辟了一条新的路径,对同行业酸性废水治理有重要的借鉴意义。

来源:合众技术部

 

 

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