三级石灰乳中和法处理制酸污水的实践.pdf

2 0 0 6年 6月第 4期 三级石灰乳中和法处理制酸污水的实践李芳张起梅 ．4 5 ． 夺 。 夺 ’ 夺 ’ 夺 ’ 夺 ’ 夺 。 夺 ’ 牛 。 夺 。 夺 。 夺 ’ 夺 。 夺 。 夺 ’ ． ；环保与综合利用 ； ’ ． ． ． ． ． ． ． ．々 ． ． ． ． ． ． ． 三 级 石 灰 乳 中 和 法 处 理 制 酸 污 水 的 实 践 ． 李芳，张起梅 葫芦岛锌业股份有限公司，辽 宁 葫芦岛 1 2 5 0 0 3 [ 摘要】 本文对锌冶炼制酸生产中净化工序的废水处理方法进行了研究， 根据其水质特点， 详细介绍了三级石 灰乳 中和法在制酸 污水处理中的机理 、 工 艺流 程及实践应用， 经此方法处理后 的污水 排放 可达 到国家排放标准 。 [ 关键词 】 污水处 理 ； 三级 中和 ；石灰乳 [ 中图分类号 】 T D 9 2 6 ． 4 [ 文献标识码 】 B [ 文章编号】1 0 0 8 5 1 2 2 2 0 0 6 0 4 0 0 4 50 3 Pr a c t i c e of t h r e e - s t a g e n e u t r a l i z a t i o n pr o c e s s b y l i me m i l k f o r t r e a t i n g a c i d wa s t e wa t e r L I Fa n g ，Z HANG Qi me i Ab s t r a c t Th i s p a p e r s t u d i e d t he pr o c e s s i n g me t h od o f a i c d wa s t e wa t e r f r o m t h e d e pu r a t i ve p r o c e d u r e o f z i nc s m e l t i n g s mo k e p r o d u c t i n g a c i d．Ac c o r d i n g t o t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t he a i c d wa s t e wa t e r i t ，i n t r o d u c e d t he p r i nc i p l e s p r o c e s s c h e r t s a nd a p p l i c a t i o n o f t he t hr e e s t a g e n e u t r a l i z t i o n pr o c e s s i ng me t ho d us i ng l i me mi l k．Af t e r u s i n g t h i s pr o c e s s e s ，Th e wa s t e wa t e r c o u l d a t t a i n n a t i o n a l d r a i na g e s t a nd a r d． Ke y wo r d st r e a t i n g wa s t e wa t e r ；t h r e e s t a ge ne ut r a l i z t i o n；l i me mi l k U 日 U吾 从硫化锌精矿中提取锌， 无论采用火法还是湿 法， 一般都需预经过先焙烧 除有精矿高温加压浸出 流程外 ， 使焙烧产物适 合冶炼工艺要求。因此， 焙 烧是生产锌的第一道工序。焙烧 的最主要 目的之一 是除去全部或大部分硫， 这就 使得焙烧过程中必然 会产生大量 的含有二氧 化硫 的烟气， 这些二氧化硫 烟气既是 一种有 害气 体， 又是 生产 硫酸 的重要 原 料 。 某公司锌精矿沸腾焙烧烟气制酸工艺 采用 “ 两 转两吸” ， 即锌冶炼焙烧烟气经过 除尘、 洗涤 、 除雾、 干燥等一系列净化过程后， 烟气 中的 s 0 2 被两次送 [ 收稿 日期 】 2 0 0 60 4 2 6 [ 作者简介 】李 芳， 葫 芦岛锌业股份有 限公 司工程师 ， 1 9 9 3 年 毕业于东北 大学。 入转化器 内转化为 S O ， 再两次进入 吸收塔被浓度 9 8 ％的硫酸所 吸收， 从而制得成 品硫酸。经过多年 的运转， 冶炼烟气排放 已经达到了国家标准， 硫酸质 量也很高且很稳定。随之而来的是制酸净化工序污 水的处理变得更加重要， 为彻底解决环保要求， 针对 该公司硫酸分厂制酸工业污水 的水质特点， 从 1 9 9 3 年开始， 就对三级石灰乳中和工业污水处理方法进 行了理论研究与实践应用， 目前 ， 此法已全部应用于 生产且运行交果 良好。 1 污水 的组成 污水处理量为 2 5 m ／ h 。 其组成见表 1 。从表 1可 以看 出， 需处理污水 的酸性较强， 且含 有大量多种重 金属离子， 尤其是 镉、 砷含量较高， 针对这种情况， 对三级石灰乳 中和 处理方法进行了研究与实践应用。 维普资讯 ．4 6 ． 有色冶金节能 口环保与综合利用 2 三级石灰乳中和处理污水 三 级 石 灰 乳 中 和 处 理 方 法 是 以 石 灰 乳 [ C a O H 2 ] 为中和介质， 以聚丙烯酰胺 P AM 为 絮 凝剂， 高铁液[ F e ] 反调的三级 中和处理工艺 。 2 ． 1 反应机理 在一级 中和反应中， 主要是污水中的硫酸、 亚硫 酸与氢氧化钙反应生成钙盐沉淀物； 在二级中和反 应中， 污水 中呈硫酸盐存在的金属 锌、 镉 在一定的 p H值范围内水解， 与氢氧化钙反应， 生成氢氧化物 沉淀； 在三级 中和反应 中， 三价铁离子与氢氧化钙反 应， 生成大量的氢氧化铁和氢氧化亚铁絮状沉淀物， 它们具有较大的比表面积， 有很强的吸附力， 将含砷 化合物及其它杂质吸附， 形成绒体凝胶下沉， 以达除 砷 目的， 同时还 能将 p H 值反 调 至 中性 p H7 ～ 8 [ 。主要反应方程式如下 一 级中和 H 2 S O 4 C a OH 2 一C a S O 4 2 H2 O 1 H2 S O 3 C a OH 2 C a S O 3 2 H2 O 2 2 HFC a O H 2 一C a F 2 2 H2 O 3 二级 中和 Z n S O 4 C a OH 2 一Z n O H 2 C a S O4 4 C d SO 4 C a OH 2 一C d OH 2 C a S O4 5 三级中和 F e 2 S O 4 3 3 C a O H 2 一2 F e O H 3 3 C a S O 4 6 2 ． 2 控制条件及工艺流程 1 控制条件 ①电石渣 原采用 白灰 含 C a O 4 0 ％， 配制浓 度 1 5 ％。 在初实验 阶段， 采用白灰制取石灰乳 ， 由于白灰 成本较高， 来源困难， 不利于大规模生产应用 。为了 降低成本， 同时也遵循 以废治废 的综合治理原则， 在 实际应用中， 采用了当地某化工厂废弃的电石渣来 代替白灰作 中和剂。经过实际应用分析， 效果很好。 ②高铁液 F e ”1 0 0 g ／ L 。 ③聚丙烯酰胺 1 0 1 0 一。 ④一级 中和 反 应 p H 值 4～ 5 ， 反 应 时 间 为 9 0 mi n 。 ⑤二 级 中和 反应 p H 值 1 0～1 1 ， 反应 时 间为 6 0 mi n。 ⑥三 级 中和 反 应 p H 值 7～8 ， 反应 时 间 为 3 0 mi n。 2 工艺流程 1 艺流程见图 1 。 上 清 液排 放 图 1 工艺流程 图 2 ． 3工艺特点 在二级中和反应中， 主要去除锌、 镉、 铅等杂质， 不同的 p H值对去除锌 、 镉、 铅等有不同的影响。当 p H值 为 8 ～9时， 除去污水 中的锌、 铅、 氟等杂质 已 达到要求。但 含镉高的水质， p H值在 1 0以下镉难 以去除。但随着 p H值的增高， 许多两性化合物锌、 铅及氟、 亚砷酸盐又会部分返溶， 影响去除效果。为 此， 在污水处理工艺上采用了先污泥循环， 再高 p H 值的方法。将一级浓密机的底流液 污泥 部分 回流 到一级 中和反应 中去， 利用污泥在再次反应 中晶核 的改变 ， 起到了一个对其它金属元素离子进行吸附， 混凝共沉淀的作用。由于污泥的作用， 铅、 锌及亚砷 酸盐不会返溶， 而且会比较 稳定。这样， 利用污泥回 流， 不仅起到节约中和剂的用量， 而且在去除镉的同 时， 也达到了去除其它有害金属的 目的。 在污水处理过程 中， 为 了更好地提高污水净化 程度， 在一级浓密机和二级浓密机 中分别加入了一 定量的絮凝剂聚丙烯酰胺。其主要作用是中和 胶体上的 电荷， 增大微粒间的吸附力， 不仅加速了污 水中杂质的沉降， 而且使 自然沉淀无法沉降的细微 粒子也沉降， 污水净化效果更理想。 在污水处理过程中， p H值指标的控制是处理后 维普资讯 2 0 0 6年 6月第 4期 三级石灰乳 中和法处理制酸污水的实践李芳张起梅 4 7 的水质能否达标的关键 ] 。在生产过 程中， 采用 了 p H值 自动控制系统装置 ， 能够做到 p H值的 自动显 示、 记录和报警， 能及时调整 中和剂 的加入量， 满足 各级 中和反应 p H值控制要求。 3 污水处理效果 污水处理前后的情况对 比见表 2 。从表 2结果 可以看出处理后的污水中的主要有色金属含量都低 于国家的排放标准， 尤其是砷 的去除率达到了 9 9 ％ 以上 表 2 污水处理前后对 比 4 结语 1 对适合锌冶炼焙烧烟气制酸的污水进行三 级石灰乳中和处理后， 其排放符合国家标准。 2 公 司经 三级 中和 处理 后 的水量 可达 7 5 0 m0 ／ d ， 其中一部分排放水可用于 配制石灰 乳液 其 所需 水量约为 2 5 0 m ／ d ， 剩余部分排放 水还可 返 回制酸系统再利用 ； 用废弃的 电石渣代替 白灰制取 石灰乳做中和剂可 以达到工 艺要求， 可实现 以废治 废的环保综合治理要求， 还可节约生产运营成本。 3 污水处理过程 中的一级中和渣 的主要成分 是硫酸钙， 可做水泥生产的配料 ； 二级中和渣中主要 含有锌、 镉等， 三级 中和渣的主要成分是氢氧化铁， 目前 ， 渣暂时堆放于厂内的专用渣场， 这不仅对各种 金属 的回收是一种损失， 而且也是个潜在的污染源 ， 开发污渣的回收综合利用很有必要。 [ 参考文献] [ 1 ] 唐受印， 汪大．废水处理工程[ M] ．北京 化学工业出 版社， 1 9 9 8 ． [ 2 ] 汪大， 徐新 华 ．化工环境 保护概论 [ M] ．北京 化 学工 业 出版社， 1 9 9 9 ． [ 3 ] 周光主编 ．锌冶金工艺学 [ ] ．中国有色金 属工 业总公 司 ， 1 9 8 6 ． 中国有色工程设计研究总院 设立博士后工作站 经国家人事部审查， 近 日， 中国有色工程设计研 究总院被正式批准设立博士后科研工作站。 中国有色工程设计研究总院 恩菲 博士后科研 工作站以矿产资源开发利用工艺技术、 装备 、 经济评 价及环境保护为研究方向。该工作站的设立将对中 国矿冶产业可持续发展起到重要推动作用， 也将加 速行业高层次人才的培养， 促进科技创新， 提高中国 矿产资源开发利用的综合竞争力。 该科研工作站将依托恩菲的矿冶工程， 引进高 素质专业技术人才与恩菲 内部人才相结合， 充分发 挥行业老专家的导师作用， 瞄准世界先进水平， 在资 源利用领域， 开展一系列创新课题 的开发研究工作。 博士后科研工作站的建立 旨在通过开展领域内 一 系列工程科学技术、 经济管理的创新活动， 加快专 家队伍建设， 提升恩菲的技术实力， 为使恩菲尽快成 为国际化工程公司打下坚实的基础。 国内产量最大的铝扁绽生产线 在中铝青海分公司全面投产 中国铝业青海分公司投 资 1 ． 5亿元， 具有国际 先进的铝及铝合金扁绽生产线， 2 0 0 5年 1 1月 2 5日 开始试 生产。试 生产过程 中， 公司一边抓设备调试， 一 边抓紧产品试制， 2 0 0 6年 6月 5日顺利通过工程 验收并正式投产， 期间累计 生产合金扁绽 2 3 0 0多 吨。产品经过西南铝板带箔有限公司检验及其用户 反馈， 一致认为均达到国内先进水平， 特别是 3 1 0 4 、 5 1 2 8两种制罐料合扁绽达到国际先进水平 ， 可以完 全替代这两种规格的进 口产品。 维普资讯