環(huán)保示范丨山西省陽(yáng)泉市柳溝老窯酸性污染水治理示范工程
山西省陽(yáng)泉市柳溝老窯酸性污染水治理示范工程基于煤礦酸性污染水金屬離子分步沉淀的工藝進(jìn)行設(shè)置，分步沉淀回收水中的鋁離子及鐵離子，實(shí)現(xiàn)污泥資源化處理。- 2024-05-15 08:47:12 134
- 水污染治理廢水處理廢水資源化
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2022年實(shí)用技術(shù) |? 賽恩斯環(huán)?！猩睙挓煔庀礈煳鬯釓U水治理與資源化利用新技術(shù)
導(dǎo)讀：賽恩斯環(huán)?！猩睙挓煔庀礈煳鬯釓U水治理與資源化利用新技術(shù)，應(yīng)用于有色冶煉煙氣洗滌凈化過(guò)程中產(chǎn)生的含重金屬、酸、氟氯等污染因子的污酸廢水。
技術(shù)名稱
賽恩斯環(huán)保——有色冶煉煙氣洗滌污酸廢水治理與資源化利用新技術(shù)
推薦單位
湖南省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)
申報(bào)單位
賽恩斯環(huán)保股份有限公司
適用范圍
應(yīng)用于有色冶煉煙氣洗滌凈化過(guò)程中產(chǎn)生的含重金屬、酸、氟氯等污染因子的污酸廢水。
一、技術(shù)簡(jiǎn)介
技術(shù)原理
氣液強(qiáng)化硫化：通過(guò)調(diào)控硫化氫分壓，將硫化氫與污酸中的砷、銅和汞等重金屬在高效強(qiáng)化硫化氣液反應(yīng)器中進(jìn)行梯級(jí)硫化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)多組分的梯級(jí)硫化分離及有價(jià)資源回收，重金屬(Mn+)以硫化物渣料形式實(shí)現(xiàn)外銷或安全處置；
NaHS + H2SO4 = H2S↑+ Na2SO4
2AsO33- +3H2S = As2S3↓ +6OH-
Mn++H2S =MSn/2↓+2H+
電滲析：將硫化后溶液經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，進(jìn)入選擇性電滲析系統(tǒng)，在直流電場(chǎng)作用下，溶液中的帶電離子會(huì)選擇性地通過(guò)離子交換膜，形成濃水和淡水，污酸中的酸和氟氯集中于濃水側(cè)。本系統(tǒng)可將污酸濃度提高到10%(濃水)，減少進(jìn)入后續(xù)工序酸體積，降低蒸汽消耗；
酸濃縮蒸發(fā)：電滲析濃水進(jìn)入酸濃縮熱蒸發(fā)設(shè)備，利用蒸汽將溶液加熱，將污酸濃度從10%左右濃縮至30%以上，蒸發(fā)餾出液含酸和氟氯極低，可直接回用或深度處理后回用；
氟氯吹脫：將30%污酸溶液送入高效吹脫系統(tǒng)，將空氣通入廢水中，改變氣液平衡關(guān)系，利用氣液中的濃度差，將溶解于液體中的氟氯酸吹脫到氣態(tài)進(jìn)行收集后進(jìn)入氟氯分鹽系統(tǒng)，無(wú)法吹脫出的液體硫酸濃度可從30%提高到70%，實(shí)現(xiàn)硫酸和氟氯分離。
氟氯分鹽：將吹脫出來(lái)的氟氯混酸加入石灰，生成氟化鈣沉淀和氯化鈣溶液，經(jīng)過(guò)固液分離實(shí)現(xiàn)氟氯分離，得到CaF2產(chǎn)品，氯化鈣溶液經(jīng)進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮，得到液鈣產(chǎn)品。
工藝路線
氣液強(qiáng)化硫化系統(tǒng)：稀硫酸與30%硫氫化鈉溶液進(jìn)行反應(yīng)，生成硫化氫氣體和硫酸鈉溶液。硫化氫氣體進(jìn)入后續(xù)硫化系統(tǒng)，硫酸鈉溶液進(jìn)行蒸發(fā)處理得到硫酸鈉產(chǎn)品外售，硫化后的液體排入濃密池，經(jīng)沉淀后的底流通過(guò)壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到的硫化渣安全處置，上清液則進(jìn)入電滲析系統(tǒng)。
電滲析系統(tǒng)：將硫化系統(tǒng)上清液進(jìn)行濃縮處理，得到酸濃度約10%的濃水排入后續(xù)蒸發(fā)吹脫系統(tǒng)處理，淡水則可進(jìn)行回用。
蒸發(fā)吹脫、氟氯分鹽系統(tǒng)：蒸發(fā)系統(tǒng)將電滲析濃水進(jìn)一步濃縮至酸濃度約30%，吹脫后液為濃度約70%的濃硫酸，可冶煉廠自行回用，或出售相關(guān)廠家，吹脫出的氟氯混酸則排入中和釜與石灰乳發(fā)生中和反應(yīng)，生成氟化鈣沉淀和氯化鈣溶液，經(jīng)壓濾機(jī)固液分離后得到氟化鈣(含水率約50%)，氯化鈣溶液進(jìn)一步蒸發(fā)得到液鈣產(chǎn)品，可外售處理，餾出液系統(tǒng)回用。
應(yīng)用效果
該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)污酸廢水中金、錸等貴金屬的分離富集、各類有價(jià)金屬元素的分步脫除及回收、硫酸的濃縮、氟氯等元素的重新利用，以達(dá)到貴金屬、有價(jià)金屬元素、硫酸、氟、氯的資源化和廢水的循環(huán)利用。經(jīng)過(guò)該技術(shù)處理的污酸廢水中銅砷的分離率高達(dá)99%、鋅的分離率可達(dá)95%、錸的回收率95%以上、金的回收率97%以上、氟氯離子的脫除率和硫酸的回收率均在90%以上，渣量不到傳統(tǒng)方法的8%。
研發(fā)背景
有色金屬銅、鉛、鋅、鎳及黃金等冶煉過(guò)程和化工行業(yè)硫鐵礦焙燒過(guò)程產(chǎn)生的二氧化硫煙氣主要用于制硫酸，其濕法凈化工藝產(chǎn)生的污酸廢水是冶煉化工企業(yè)酸性重金屬?gòu)U水的主要來(lái)源。傳統(tǒng)工藝常采用“硫化鈉-石灰鐵鹽法”處理污酸廢水，會(huì)產(chǎn)生大量含砷危廢渣，易造成二次污染，且污酸中的有價(jià)金屬、硫酸等資源無(wú)法回收，同時(shí)鈉離子的大量引入會(huì)造成后續(xù)中水回用困難，制約有色行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。從污酸的資源屬性看，污酸也是一種寶貴的礦產(chǎn)資源，需要變廢為寶，化害為利。因此，有色和化工行業(yè)迫切需要開發(fā)出一種經(jīng)濟(jì)合理可行、技術(shù)先進(jìn)可靠、生產(chǎn)穩(wěn)定高效的高酸度重金屬?gòu)U水綜合治理與資源化利用新技術(shù)。
技術(shù)特點(diǎn)
1)采用氣液強(qiáng)化硫化工藝，可通過(guò)調(diào)控反應(yīng)過(guò)程中硫化氫分壓實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬的高效梯級(jí)硫化回收和有害雜質(zhì)砷的單獨(dú)開路，有價(jià)金屬硫化渣中金屬品味可達(dá)55%以上，硫化砷渣中砷含量可達(dá)45%以上，減少危險(xiǎn)固廢硫化砷渣量至少30%以上。
2)采用酸濃縮和凈化工藝，實(shí)現(xiàn)了污酸中硫酸的高效回收，酸回收率大于90%，回收酸中雜質(zhì)離子濃度可達(dá)到合格品硫酸質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，硫酸中氟氯濃度低于100mg/L。
3)本工藝全過(guò)程采用密閉容器反應(yīng)和自控連鎖，自控程度較高，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。
4) 創(chuàng)新設(shè)計(jì)了耐高溫、耐負(fù)壓、耐腐蝕高效氣液分離設(shè)備，優(yōu)化了耐酸耐氟氯電滲析組件結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了電滲析裝置工藝配置等，為污酸資源化新技術(shù)的工程應(yīng)用解決了一系列的重大技術(shù)難題。
獲得獎(jiǎng)勵(lì)榮譽(yù)情況
獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)、榮譽(yù)6項(xiàng)。
二、典型應(yīng)用案例
案例名稱
株洲冶煉集團(tuán)576m3/d廢酸資源化處理項(xiàng)目
案例簡(jiǎn)介
株洲冶煉集團(tuán)有限責(zé)任公司成立于2002年，公司主要生產(chǎn)鋅、鉛及其合金，綜合回收銅、金、銀、鉍、碲、鎘、銦等多種稀貴金屬和硫酸，同時(shí)生產(chǎn)、銷售5N以上的高純鎵、砷、銦、磷、錫、碲、銻、鉍、硒、鋅、鎘等系列高純金屬產(chǎn)品。年產(chǎn)能達(dá)38萬(wàn)噸，其中鋅28萬(wàn)噸，鉛10萬(wàn)噸，銷售收入32億元，出口創(chuàng)匯1.6億元。
項(xiàng)目處理廢酸酸濃度約為5%-8%，砷濃度50-100mg/L，氟離子濃度1000-2000mg/L，氯離子濃度3000-4000 mg/L。工程規(guī)模為576m3/d。
株冶有色金屬（湖南水口山）污酸資源化處理項(xiàng)目
達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)或性能要求
處理后回用水中氟氯濃度小于200mg/L，水回收率95%以上，硫酸達(dá)到工業(yè)硫酸合格品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)且氟氯濃度低于200mg/L，硫酸回收率90%以上，年回收硫酸6200t(折合為98%產(chǎn)品酸)，氟和氯以產(chǎn)品氟化鈣和氯化鈣的形式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，氟和氯回收率95%以上，實(shí)現(xiàn)了污酸的全資源化治理。
業(yè)主單位
株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司
投運(yùn)時(shí)間
2019年1月
運(yùn)行情況
處理后回用水中氟氯濃度小于200mg/L，水回收率95%以上，硫酸達(dá)到工業(yè)硫酸合格品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)且氟氯濃度低于200mg/L，硫酸回收率90%以上，年回收硫酸6200t(折合為98%產(chǎn)品酸)，氟和氯以產(chǎn)品氟化鈣和氯化鈣的形式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，氟和氯回收率95%以上，實(shí)現(xiàn)了污酸的全資源化治理。
項(xiàng)目實(shí)施后，年減少危險(xiǎn)固廢11437噸，按危險(xiǎn)固廢2000元/噸計(jì)算，年節(jié)省危險(xiǎn)固廢處置費(fèi)為2287.4萬(wàn)元，同時(shí)，回收資源如硫酸、回用水、氯化鈣和氟化鈣等資源價(jià)值約250萬(wàn)元。由于新工藝實(shí)現(xiàn)了硫酸回收，年減少石灰用量約0.6萬(wàn)噸，按石灰400元/t計(jì)算，年減少石灰費(fèi)用約240萬(wàn)元，扣除年運(yùn)行成本1715萬(wàn)元，新工藝年創(chuàng)造效益1062.4萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的碳減排效果
本工藝可實(shí)現(xiàn)有色行業(yè)污酸的零排放處理，不對(duì)外排放重金屬及其他污染因子。
本工藝僅產(chǎn)出硫化砷渣，硫化砷渣砷含量比傳統(tǒng)硫化砷渣高20%以上，硫化砷渣量較傳統(tǒng)硫化減少30%以上，且不產(chǎn)中和渣，總體而言，固廢量較傳統(tǒng)工藝減少90%以上。工藝中產(chǎn)出的高品味硫化砷渣可綜合利用也可由第三方按相關(guān)規(guī)范進(jìn)行處置。
原標(biāo)題：2022年實(shí)用技術(shù) |? 賽恩斯環(huán)保——有色冶煉煙氣洗滌污酸廢水治理與資源化利用新技術(shù)
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