一種含重金屬污酸的處理工藝制造技術

本發明專利技術涉及一種含重金屬污酸的處理工藝。其技術方案是：在酸性條件下，污酸經鐵置換回收重金屬、硫化法除重金屬，然后經過中和調PH值、氧化、深度處理后大部分水回用、少量濃水經熱風濃縮回收鈉鹽。該發明專利技術具有廢水零排放量少、適用范圍廣、重金屬回收利用率高、綜合渣無害化的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種冶煉煙氣副產物的處理工藝，特別涉及一種含重金屬污酸的處理工藝。
技術介紹
在金屬硫化礦冶煉過程中會產生大量的煙氣，包含大量的二氧化硫及一些有害金屬成分，從環保和綜合利用角度出發，在工業化生產中，一般會根據煙氣SO2濃度的不同分別采用不同的處理工藝，當SO2濃度〈2. 5%時，一般需采用煙氣脫硫(FGD)的方法進行處理。當SO2濃度為2. 5%-3. 5%時，SO2煙氣可直接用于生產硫酸，目前主要有2種工藝，一種是低濃度SO2非穩態轉化工藝，另一種是托普索公司的WSA濕法制酸工藝。當SO2濃度為3.5%-5. 0%時，可采用常規的一轉一吸制酸工藝，一般加尾氣吸收裝置后制酸尾氣才能達標排放。當SO2濃度>5. 0%時，可采用常規的兩轉兩吸制酸工藝。絕大多數金屬硫化礦裝置均配套設置有制酸系統，實現煙塵回收及二氧化硫制硫酸。其一般的生產工藝為 煙氣凈化、干燥、轉化，煙氣凈化的作用是除去雜質、降低溫度和移走熱量。從冶煉系統來的爐氣中含有塵、酸霧、砷、氟等有害物質，通過凈化工序后，使上述有害物質含量降低到符合制酸標準要求。煙氣凈化的方法一般使用稀硫酸對煙氣進行洗滌，使煙氣中所攜帶的金屬離子和各種雜質大部分進入稀硫酸循環液中，在稀硫酸溶液的循環使用過程中，所含金屬離子和各種雜質的濃度會不斷增加，為保證稀硫酸循環液的濃度穩定，需要開路(即分流一部分)，這部分稀硫酸廢水含大量重金屬等雜質，需要進一步進行處理，工業化生產中通常稱之為“污酸”。污酸處理是環境治理的重要課題，污酸中含有汞、砷、鎘、鉛等對人和動物危害最為嚴重的重金屬毒害物質，這些物質進人大氣、水體和土壤等各種環境后，均可通過呼吸道、消化道和皮膚等各種途徑被動物吸收。當這些重金屬在動物體內積累到一定程度時，即會直接影響動物的生長發育、生理生化機能，直至引起動物的死亡。由于重金屬不能被微生物降解，在環境中只能發生各種形態之間的相互轉化，所以，重金屬污染的消除往往更為困難，對生物引起的影響和危害也更為嚴重，因此煙氣制酸中產生的污酸廢水必須再進行處理才能排放。現有技術中，含重金屬廢水的治理方法很多，如中和法、硫化法、鐵氧化法、電凝聚法、離子交換法、吸附法等，由于污酸廢水具有排量大、含量高和組成復雜等特點，目前在工業化生產中采用得較多的是硫化法和硫酸亞鐵一石灰法兩大類。硫酸亞鐵一石灰法是用石灰中和污酸并調節pH值，利用硫酸亞鐵中的鐵能與砷生成難溶鹽、鐵的氫氧化物具有強大的吸附和絮凝能力的特性，達到去除污酸中砷、鎘等有害重金屬的目的。但硫酸亞鐵一石灰法處理污酸所產生的渣量很大，且砷等重金屬在渣中呈稀散分布，砷、鎘等資源再回收困難，廢渣的無泄漏永久存放也難以實現，二次污染隨時都可發生。硫化法是用可溶性硫化物與重金屬反應，生成難溶硫化物，將其從污酸中除去。硫化渣中砷、鎘等含量大大提高。在去除污酸中有毒重金屬的同時實現了重金屬的資源化，這類反應可在pH值較低的條件下發生，但其中含有氟氯等離子，留下的稀酸只能用于磷肥生產或者進行中和法處理，若使用后者，同樣產生石膏渣和工業廢水。目前工業上使用的方法要么產生大量的含重金屬的廢石膏渣，處理后的廢水得不到綜合利用，要么含有氟氯等離子，只能回用于特定的領域，不能做到真正的回用。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的不足，本專利技術提供了一種含重金屬污酸的處理工藝和設備。該專利技術具有廢水零排放量少、適用范圍廣、重金屬回收利用率高、綜合渣無害化的優點。本專利技術的技術方案為一種含重金屬污酸的處理工藝，其特征是在于以下工藝步驟 a在酸性條件下，污酸經鐵置換回收重金屬，過濾得濾液I。 b然后將濾液I采用硫化法回收重金屬，過濾得濾液2。c接著將濾液2中和，調節PH =8-9后氧化，過濾的濾液3。d對濾液3進行深度處理，回收可用水。·e最后將深度處理后剩余的濃水經熱風濃縮回收得到鈉鹽。所述的含重金屬污酸，含有硫酸1_20%，含砷O. 005_5g/l，含銅O. 01_5g/l。所述的硫化法，是指在污酸中加入硫化氫氣體或其它易溶于水的金屬硫化物，生成難溶的硫化物。所述中和方法中使用的中和劑為石灰乳、氫氧化鈉或石灰石。所述的氧化的方式為通入空氣。所述的深度處理為膜技術或離子交換技術。本專利技術的原理一種含重金屬污酸的處理工藝，在鐵置換過程中，按金屬元素活性表，金屬鐵與活性較低的貴金屬，如鉛、銅、汞、銀、鉬、金等在溶液中發生置換反應，生成二價鐵，而活性較低的貴金屬則被置換成金屬態沉淀下來，通過沉降或過濾等物理方法能夠沉淀下來，分離的渣能夠用于回收貴金屬，而水溶液需進一步處理。置換反應方程式為M2+ + Fe =M+ Fe2+一種含重金屬污酸的處理工藝，在硫化步驟中，利用硫化氫中的S2-與重金屬離子之間有較強的親和力，生成溶度積極小的硫化沉淀物而從溶液中除去。硫化沉淀之后，使用過濾等物理方法分離溶液和沉淀，溶液含有硫酸、氟、氯等需要進一步處理，硫化渣可用于回收其中的有價金屬。硫化反應方程式為M2+ + S2+ =MS I一種含重金屬污酸的處理工藝，在中和步驟中，利用堿與污酸中的酸反應，調高PH值， 生成氫氧化鐵或氫氧化亞鐵絮狀沉淀物，它們具有比較大的比表面積，有很強的吸附能力， 能將含砷化合物吸附，形成絨體凝膠下沉。中和沉淀之后，鼓入空氣進行氧化，將亞鐵離子氧化為鐵離子，使用過濾等物理方法分離溶液和沉淀，溶液達到排放要求，中和渣含重金屬低，可用于制作建筑材料。一種含重金屬污酸的處理工藝，在深度步驟中，使用的方法為膜技術或離子交換技術。處理后的大部分為凈化水可回用，剩余下來的水為濃水，將剩余濃水作進一步處理。一種含重金屬污酸的處理工藝，在熱風濃縮步驟中，污酸經上一步處理得到的濃水溶液，在反應塔或反應釜中加熱，再與熱風逆流接觸蒸發濃縮，在加熱和熱風的作用下進入氣相，經本工藝處理后得到的濃溶液可結晶回收鈉鹽，反應產生的氣體直接排放。本專利技術的 有益效果在于本專利技術首先利用金屬鐵與活性較低的重金屬，如鉛、銅、汞、銀、鉬、金等在溶液中發生置換反應，回收其中的有價重金屬；再利用硫化氫中的S2-與重金屬離子之間有較強的親和力，生成溶度積極小的重金屬硫化沉淀物，除去了溶液中鐵、砷、鎘等重金屬離子并回收利用；然后再進行中和與氧化，進一步去除溶液中的鐵離子和砷離子，由于經過上兩步處理，得到的中和渣重金屬含量低，可用于制作建筑材料；接著將上一步過濾后的濾液進行深度處理，分離得到一部分凈化水，剩余下來的水為濃水，要再進行熱風濃縮處理，回收鈉鹽。 通過上述五個步驟使污酸處理工藝實現了真正意義上的零排放。本專利技術是含重金屬污酸常規處理工藝的一大突破，大幅降低了硫酸系統的生產用水量和生產成本，通過鐵置換和硫化沉淀兩次回收有價金屬，降低中和渣的重金屬含量，解決了污酸處理中和渣的堆存和利用的難題；鐵置換和硫化法的結合處理使傳統工藝對砷的脫除效果由98%提高到99. 9%，實現真正零排放，深度處理的濃鹽水采用熱風濃縮能耗低， 相當于蒸發爸的40%。附圖說明附圖I :本專利技術工藝流程圖。附圖2 :本專利技術設備連接示意圖。I-置換反應器。2-過濾設備一。3-硫化反應器。4-過濾設備二。5-中和反應器。6-壓濾設備。7-凈化儲罐。8-過膜濾設備。9_濃水儲罐。10-熱風濃縮反應器。具體實施方本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含重金屬污酸的處理工藝，其特征是：在于以下工藝步驟：a在酸性條件下，污酸經鐵置換回收重金屬，過濾得濾液1；b然后將濾液1采用硫化法回收重金屬，過濾得濾液2；c接著將濾液2中和，調節PH？=8？9后氧化，過濾得濾液3；d？對濾液3進行深度處理，回收可用水；e最后將深度處理后剩余的濃水經熱風濃縮回收得到鈉鹽。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李劍勝，陽征會，肖康，
申請(專利權)人：宣達實業集團溫州環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：