氧化-控pH中和法处理南丹县吉朗铟业有限公司锌冶炼高酸含砷废水.pdf

第6 2 卷第l 期 2 0l0 年2 月 有色金属 N o n f e r r o u M e t a l s V 0 1 ．6 2 ，N o ．I F e b r u a r y ．2010 氧化．控p H 中和法处理南丹县吉朗铟业 有限公司锌冶炼高酸含砷废水 谭永仁1 ，李旭光2 ，朱志勇1 ，申济鼎1 ，陆宏标2 ，李 超2 1 ．南丹县吉朗铟业有限公司，广西南丹5 4 7 2 0 5 ；2 ．桂林理工大学南宁分校，南宁5 3 0 0 0 1 摘要针对石灰中和法处理南丹县吉朗铟业有限公司锌冶炼过程中高酸含砷废水，存在污泥量大、污泥处理困难、有价金 属流失严重、成本高等缺点，研究采用氧化- 控p H 中和法处理锌冶炼过程中高酸含砷废水技术。多次试验表明，该工艺简单，技术 成熟可靠．具有较好的推广应用的条件。 关键词环境工程；高酸含砷废水；氧化一控p H 中和法；锌冶炼 中图分类号X 7 0 3 ；X 7 5 8 ；T F 8 1 3文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 1 0 o l 一0 0 9 6 0 3 南丹县吉朗铟业有限公司是河池地区规模较大 的以铟、锌冶炼为主的综合回收企业，现有两套锌冶 炼焙烧制酸生产装置，产能1 5 0 k t ／a ，公司现有锌冶 炼焙烧制酸生产线每天产生高酸含砷废水4 0 m ’，这 种废水不但酸度高，而且含有A s ，s b ，P b ，Z n ，C u 等 多种金属离子，处理达标排放难度很大。长期以来， 此类废水都是通过石灰中和与亚铁盐法处理。这种 处理方法以中和废水中的酸为主，大部分的金属离 子和砷则以硫酸盐、亚硫酸盐、砷酸盐和亚砷酸盐的 形态与钙离子共同沉淀，少部分的金属离子和砷则 残留在废水中，很难达到国家规定的排放标准，而且 处理过程中产生的污泥量大，污泥存放和处理都是 棘手的问题，废水处理成本也很高。另外造成有价 金属z n 进入污泥中，每年损失锌金属量约5 0 0 t 。废 水处理成本高昂和有价金属的难以回收长期制约着 公司锌冶炼规模的发展。 2 0 0 9 年初，南丹县吉朗铟业有限公司与桂林理 工大学南宁分校共同开展科研攻关，经过半年多的 研究和反复试验，研发出一套氧化．控p H 中和法处 理锌冶炼过程中的高酸含砷废水，并于2 0 0 9 年7 月 成功应用于生产，该法具有污泥量少，污泥品位高易 于回收处理，砷回收率。达9 9 ％，锌直接回收率达 8 0 ％以上，废水1 0 0 ％回用的特点。 收稿日期2 0 0 9 ～0 9 0 9 基金项且广西壮族自治区科技厅科技成果推广与产业化示范课 题 桂科攻0 9 9 2 0 0 8 1 2 作者简介谭永仁 1 9 7 1 一 ．男．壮族，广西河池市人。工程师，主要 从事减排与循环经济共性关键技术应用与示范等方面 的研究。 l实验方法 试验主要考察以下内容污染物 主要污染物 为A s 处理后是否达到排放标准；有价金属 主要有 价金属为z n 可回收利用多少；污泥量及污泥中各 种金属元素品位，污泥处理方向研究；处理后水体中 各种元素含量，水的循环使用及z n 的走向。 1 ．1 试验装置与原料 使用污水处理站原有2 5 m 3 反应槽，压滤机，污 水贮存池等设备设施。硫酸废水主要成分见表1 。 表1高酸含砷废水主要成分 T a b l e1M a i nc o m p o n e n t so fw a s t e w a t e r w i t hh i g ha c i d i t ya n dA sc o n t e n t 成分H A sz nF eF e 2 含量／ g L 。1 4 0 ．5 6 5 ．1 63 2 ．7 75 ．6 75 ．2 4 1 ．2 试验步骤 1 在反应槽内，根据废水中的F e 2 和A s 3 的含量加入适量氧化剂A ，反应4 0 一6 0 m i n 后，分析 检验液体中F e 和A s 等离子形态变化情况，直至 A s 3 ≤0 ．0 0 0 5 9 ／L ，F e 含量≥总A s 含量，则进入步 骤 2 。 2 根据废水的酸度，投入中和剂B 调节液体 的p H 值，寻求最佳中和点 p H 4 5 ，整个反应 时间控制在3 4 h ，p H 值上升过程中每隔1 h 分析 一次液体中A s 的含量变化情况。 3 中和至液体中总A s 含量≤0 ．0 0 0 5 9 ／L ，由 于控制了废水的p H 值，抑制了锌的沉淀，大部分的 锌仍留在液体中。 万方数据 第l 期 谭永仁等氧化控p H 中和法处理南丹县吉朗铟业有限公司锌冶炼高酸含砷废水 9 7 4 压滤后分析污泥中F e ，A s ，z n 含量，除砷后 的含锌废水返回电解锌车间补充电解液用水，既循 环使用废水，又能回收废水中的有价金属锌。 1 ．3 工艺流程 如图1 所示，高酸含砷废水经氧化．控p H 中和 反应后利用板框式压滤机进行液固分离，净化处理 后的水作为补充水供电解锌车间使用，由于污泥量 很少，污泥中的主要有害元素砷以砷酸铁的形态存 在，且砷酸铁不溶于水，送选厂浮选分离回收锌，余 下含砷较高的砷酸铁精矿作为回收砷的原料出售， 整个工艺使废弃物得到合理利用。 高酸含砷废水 电解锌车间补充水 图1 试验工艺流程 F i g ．1 F l o w s h e e to ft e s tp r o c e s s 2 试验结果及分析 氧化．控p H 中和法自2 0 0 9 年7 月初用于锌冶 炼过程中高酸含砷废水的规模化处理，2 个多月以 来一直运行正常，各项指标稳定。处理后水体特性 如表2 所示，污泥特性如表3 所示。 表2 处理后废水主要成分 T a b l e2M a i nc o m p o n e n t so ft r e a t e dw a s t e w a t e r 成分 A 8z nF eF e 2 反应机理分析。 1 在酸性条件下使用氧化剂 A 将三价砷氧化成五价砷，二价铁氧化成三价铁，如 反应式 1 一式 2 所示。 2 利用废水中的铁盐， 与砷絮凝并进一步反应，生成难溶的砷酸铁等盐类， 从而达到从废水中去除砷的目的，如反应式 3 一 式 4 所示。 A A s ”_ A s ” 1 A 2 F e “一2 F e 3 2 B F e 3 - F e O H 3 ’【 3 H 3 A s 0 4 F e O H 3 _ F e A s 0 4I 3 H 2 0 4 氧化一控p H 中和法主要利用铁盐与砷反应并絮 凝沉淀，少量锌和其他微量重金属离子随着砷铁的 沉降产生共同沉淀而从溶液中除去，以达到废水净 化除砷目的。三价砷充分氧化为五价砷后，更利于 絮凝沉淀，因废水含铁盐较高，无需额外加入铁盐。 试验表明，使用氧化．控p H 中和法处理锌冶炼过程 中高酸含砷废水，A s 去除率达9 9 ％，Z n 损失率只有 2 0 ％。 表3 处理后污泥主要成分 T a b l e3M a i nc o m p o n e n t so ft r e a t e ds l u d g e 3效益分析 锌冶炼过程中废水不但酸度高，而且含有多种 微量重金属离子。使用石灰中和法处理，投入的石 灰料量大，成本高、处理能力低，产生的污泥量大且 难以处置，处理后的水虽然可以循环使用，但有价金 属z n 流失严重。废水处理成本高和有价金属流失 给企业造成严重的经济损失，污泥的存放和处置也 是比较突出的问题。采用氧化一控p H 中和法处理高 酸含砷废水后，A 8 去除率达9 9 ％，污泥量仅为原来 的1 0 ％，锌损失率只有2 0 ％，处理后的含锌废水全 部回用于电锌车间浸出生产，彻底解决废水外排问 题，实现了锌冶炼生产过程中废水零排放的目的。 在解决高酸含砷废水污染问题的同时，每年可回收 锌金属4 0 0 余t ，具有良好的环保效益和经济效益。 综上所述，采用氧化．控p H 中和法处理高酸含 砷废水的方法是切实可行的，应用于生产后，所产生 的经济、环境、社会效益是巨大的。该技术可利用现 有的处理设备，无需增添新设备，生产需要的材料容 易购买，可为有色金属冶炼企业的生产废水处理提 供借鉴经验，具有推广应用价值。 万方数据 9 8 有色金属 第6 2 卷 R e c y c l eo fW a s t e - w a t e rw i t hH i g hA c i d i t ya n dA sC o n t e n tf r o mN a n d a n x i a nJ i l a n gZ i n c C o ．L t d ．b yO x i d a t i o n - p HC o n t r o lN e u t r a l i z a t i o nP r o c e s s T A N Y o n g r e n l ，L IX u g u a n 9 2 ，Z H UZ h i y o n 9 1 ，S H E NJ i ．d i n 9 1 ，L Ut t o n g ．b i a 0 2 ，L IC h a 0 2 1 ．N a n d a n x i a nJ i l a n gZ i n cC o ．L t d ．N a n d a n5 4 7 2 0 5 ，G u a n g x i ，C h i n a ； 2 ．N a n n i n gC o l l e g eo fG u i l i nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，N a n n i n g5 3 0 0 0 1 ，C h i n a A b s t r a c t T h en o v e lt r e a t m e n ta n dr e c y c l et e c h n o l o g yf o rw a s t e w a t e rw i t hh i g h a c i d i t ya n dA sc o n t e n tf r o mN a n d a n x i a n J i l a n gZ i n cC o ．L t d ．，o x i d a t i o n - p Hc o n t r o ln e u t r a l i z a t i o np r o c e s s ，i si n v e s t i g a t e di no r d e rf o rs o l v i n gt h ep r o b l e m s s u c ha sh i g ho u t p u tq u a n t i t yo fs l u d g ea n dd i f f i c u l tt od i s p o s a l ，al a r g el o s so fv a l u a b l em e t a l ，h i g ho p e r a t i o nc o s t s ， e t c ．I ti ss h o w nb y m a n yt i m e se x p e r i m e n t st h a tt h en e wt e c h n o l o g yi sc o n v e n i e n tf o ro p e r a t i o na n dr e l i a b l ef o r i n d e x e s ．I tc a nb ed i s s e m i n a t e da n da p p l i e dt os i m i l a re x t r a c t i v em e t a l l u r g yp l a n t s ． K e y w o r d s e n v i r o n m e n te n g i n e e r i n g ；w a s t e w a t e rw i t hh i g ha c i d i t ya n dA sc o n t e n t ；o x i d a t i o n ．p Hc o n t r o ln e u ． t r a l i z a t i o np r o c e s s ；z i n cm e t a l l u r g y ，√-～-，u～～，_vv～～，_o～～dp_v～，_√vv～～，，_-、_～，，v、，～、n，vu～、-__oo-、_Juu-～一⋯⋯． 有色金属入编中国学术期刊 光盘版 和“数字化期刊群“ 的声明 有色金属已入编中国学术期刊 光盘版 ，并加入“中国期刊网”和“万方数据数字化期刊群”， 作者著作权使用费和稿酬包括在印刷版稿酬中，作者若不愿意论文编入中国学术期刊 光盘版 和“万方 数据数字化期刊群”请事先声明。 有色金属欢迎E ．m a i l 投稿 随着信息化的进程，有色金属 季刊 编辑部逐步实现数字化办公，欢迎广大作者以E - 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