CN108383272A - 一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法,利用钢丝绳酸洗废酸浸提钢丝绳污泥中金属离子铁、铅、锌,污泥残渣送至危废处置中心处理;利用铁粉将三价铁离子还原成二价铁离子;通过硫化物沉淀将铅锌离子沉淀;生成的铅锌沉淀经清洗、干化后,其铅锌丰度可作为铅锌冶炼原料;净化后的氯化亚铁溶液作为聚合氯化铁絮凝剂的生产原料出售;反应过程中产生的硫化氢气体及无组织排放的氯化氢气体经两级填料吸收塔和活性炭除臭装置处理后,满足污染物排放标准后排放,生成的硫化物回用至混凝沉淀系统。本发明解决了钢丝绳生产过程中产生的污泥及废酸毒性高、危害大、产量大、难处理以及产生二次污染风险的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种污泥废酸回收处理方法,特别是一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法。
背景技术
钢丝绳废酸是钢丝绳生产过程中产生的酸洗废液,其中含HCl一般为3~11%,同时含大量Fe2+、Pb2+、Zn2+离子。因其酸浓度高,具有强腐蚀性,被列入国家危险废物名录(HW34废酸)。目前广泛采用的处理方法有(1)酸碱中和法,但其药剂消耗量大,且会产生大量重金属污泥,形成二次污染;(2)高温焙烧法,回收HCl及铁红,但该工艺处理成高,生成的铁红中含一定量铅锌离子,影响其品质。
钢丝绳污泥是钢丝绳酸洗后冲洗水,处理过程中产生的氢氧化物沉淀,主要以Fe、Ca、Zn、Pb等重金属氢氧化物为主。因污泥中重金属含量高,毒性高,被列入国家危险废物名录(HW17表面处理废物)。重金属污泥目前主要的处理方法为水泥窑协同处置,但钢丝绳污泥中高铅、锌、氯含量,会对水泥品质产生影响,其协同处置能力受限,且水泥窑协同处置无法从根本上去除重金属,且造成了资源的浪费。
目前对钢丝绳污泥及酸洗废酸资源化处理的工艺研究较少。
专利CN 107098556 A(钢丝绳生产中的污泥资源化回收金属的方法)采用电解法处理钢丝绳污泥废酸混合液,回收其中重金属离子,电解液则处理后制成氯化亚铁溶液。钢丝绳污泥废酸混合液中不活泼金属(铜、铅等)的总含量在0.5%以下,采用电解法处理,其电能消耗量过高。
专利CN 106186445 A(一种钢丝绳酸洗废酸和含高锌、铅污泥共处置系统及工艺)直接采用硫化物沉淀法处理钢丝绳废酸和含高锌、铅污泥的混合液,其忽略了钢丝绳废酸中存在的大量铁离子对铅锌硫化物沉淀的影响,且未提及含高锌、铅污泥中其它重金属离子。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法,解决钢丝绳生产过程中产生的污泥及废酸毒性高、危害大、产量大、难处理以及产生二次污染风险的问题。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法,其特征在于包含以下步骤:
步骤一:将钢丝绳污泥与酸洗废酸以1:4~1:8的比例在浸提反应釜内混合均匀,充分浸提,浸提时间1~4小时,未溶解污泥残渣送至危废处置中心处理;
步骤二:步骤一中浸提液进入还原反应釜,加入铁粉将浸提液中三价铁离子还原成二价铁离子;
步骤三:步骤二中还原反应釜出水进入pH调节池,调节溶液pH值至1.0~3.0;
步骤四:步骤三中pH调节池出水进入混凝沉淀系统,投加硫化钠,使铅锌离子以硫化物形式沉淀,沉淀后的出水进入步骤五进行进一步处理,铅锌沉淀进入步骤六进行进一步处理;
步骤五:步骤四中沉淀后的出水,经过滤后得到氯化亚铁溶液,作为净水剂聚合氯化铁的生产原料;
步骤六:步骤四中生成的铅锌沉淀,经清洗、干化处理后,作为铅锌冶炼原料送至冶炼厂;
步骤七:步骤四中反应生成的硫化氢气体,通过二级填料吸收塔和活性炭除臭装置吸收。
进一步地,所述步骤二中铁粉还原反应时间1~3小时。
进一步地,所述步骤三中pH调节采用3%~30%氢氧化钠溶液进行调节,停留时间30~60分钟。
进一步地,所述步骤四中硫化钠采用10%~30%硫化钠溶液,反应时间30~60分钟。
进一步地,所述步骤三和步骤四的反应在惰性气体保护条件下进行。
进一步地,所述步骤五中生成的氯化亚铁溶液,其Fe含量为10%~12%,Pb含量<5mg/L,Zn含量<100mg/L。
进一步地,所述步骤六中干化后的铅锌沉淀中,铅总含量6%~15%,锌总含量7%~11%。
进一步地,所述步骤七中硫化氢吸收,采用5%~20%的氢氧化钠溶液,生成的硫化钠回用至混凝沉淀系统。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:
1. 本发明的铁粉还原步骤,可有效实现铅锌与铁的分离,经硫化物沉淀后的氯化亚铁溶液中Pb含量<5mg/L,Zn含量<100mg/L。
2. 本发明中pH值调节步骤,可有效降低硫化钠的使用量,并调节控制混凝沉淀效果。
3. 本发明的惰性气体保护措施,可减少混凝沉淀过程中铅锌沉淀时,铁的协同沉淀,有效降低铅锌沉淀量,增加铅锌丰度。增加惰性气体保护后,铅锌沉淀量降低30%~50%,沉淀中铅锌丰度增加40%~90%。
4. 本发明最大程度实现了钢丝绳污泥、酸洗废酸的无害化处置和资源化利用。
附图说明
图1是本发明的一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
钢丝绳酸洗废酸,HCl含量为3%~11%,铁含量为4%~12%,铅含量为0.3~3.0g/L,锌含量为0.2~2.0g/L;所述钢丝绳污泥,铁含量为11%~20%,铅含量为0.1%~0.4%,锌含量为3%~7%。钢丝绳废酸中金属离子以氯化物形式存在,所述钢丝绳污泥中金属以氢氧化物形式存在。
如图1所示,本发明的一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法,包含以下步骤:
步骤一:将钢丝绳污泥与酸洗废酸以1:4~1:8的比例在浸提反应釜内混合均匀,充分浸提,浸提时间1~4小时,未溶解污泥残渣送至危废处置中心处理;
步骤二:步骤一中浸提液进入还原反应釜,加入铁粉将浸提液中三价铁离子还原成二价铁离子, 铁粉还原反应时间1~3小时。
步骤三:步骤二中还原反应釜出水进入pH调节池,调节溶液pH值至1.0~3.0;pH调节采用3%~30%氢氧化钠溶液进行调节,停留时间30~60分钟。反应在惰性气体保护条件下进行。
步骤四:步骤三中pH调节池出水进入混凝沉淀系统,投加硫化钠,使铅锌离子以硫化物形式沉淀,沉淀后的出水进入步骤五进行进一步处理,铅锌沉淀进入步骤六进行进一步处理;反应在惰性气体保护条件下进行。
步骤五:步骤四中沉淀后的出水,经过滤后得到氯化亚铁溶液,作为净水剂聚合氯化铁的生产原料;生成的氯化亚铁溶液,其Fe含量为10%~12%,Pb含量<5mg/L,Zn含量<100mg/L。
步骤六:步骤四中生成的铅锌沉淀,经清洗、干化处理后,作为铅锌冶炼原料送至冶炼厂;干化后的铅锌沉淀中,铅总含量6%~15%,锌总含量7%~11%。
步骤七:步骤四中反应生成的硫化氢气体,通过二级填料吸收塔和活性炭除臭装置吸收。硫化氢吸收,采用5%~20%的氢氧化钠溶液,生成的硫化钠回用至混凝沉淀系统。
下面通过具体实施例进一步对本发明进行说明;
实施例1
以处理500kg钢丝绳污泥对整个工艺进行试验:
钢丝绳污泥成分如下,含水率61.9%,铁含量13.7%,铅含量0.4%,锌含量2.6%;钢丝绳酸洗废酸成分如下,HCl含量9.5%,铁含量8.2%,铅含量3.7g/L,锌含量2.0g/L。
将2m3钢丝绳酸洗废酸加入重金属污泥提取反应釜中,加入500kg钢丝绳污泥,充分搅拌2小时;上清液进入还原反应釜,加入40kg还原铁粉,充分搅拌2小时,沉淀1小时后;上清液进入pH调节罐,逐渐滴加约200L浓度为20%的氢氧化钠溶液,调节pH至2.4;调节pH后的溶液进入混凝系统,逐渐滴加120L浓度为20%的硫化钠溶液,充分搅拌30分钟;上清液经过滤后得到亚铁离子浓度为10.6%的氯化亚铁溶液,底部铅锌沉淀物经污泥清洗系统清洗后,经板框压滤机压滤,污泥干化系统干化后,得到63kg铅锌污泥(铅含量14.0%,锌含量9.1%)。
产品氯化亚铁溶液中Pb含量2.8mg/L,Zn含量17.5mg/L。
实施例2
以处理500kg钢丝绳污泥对整个工艺进行试验:
钢丝绳污泥成分如下,含水率65.4%,铁含量12.3%,铅含量0.25%,锌含量2.8%;钢丝绳酸洗废酸成分如下,HCl含量9.5%,铁含量8.2%,铅含量3.7g/L,锌含量2.0g/L。
将2m3钢丝绳酸洗废酸加入重金属污泥提取反应釜中,加入500kg钢丝绳污泥,充分搅拌2小时;上清液进入还原反应釜,加入35kg还原铁粉,充分搅拌2小时,沉淀1小时后;上清液进入pH调节罐,逐渐滴加160L浓度为20%的氢氧化钠溶液,调节pH至2.0;调节pH后的溶液进入混凝系统,逐渐滴加120L浓度为20%的硫化钠溶液,充分搅拌30分钟;上清液经过滤后得到亚铁离子浓度为10.5%的氯化亚铁溶液,底部铅锌沉淀物经污泥清洗系统清洗后,经板框压滤机压滤,污泥干化系统干化后,得到71kg铅锌污泥(铅含量12.5%,锌含量8.0%)。
产品氯化亚铁溶液中Pb含量2.5mg/L,Zn含量29.1mg/L。
实施例3
以处理60g钢丝绳污泥对整个工艺进行实验室小试实验:
钢丝绳污泥成分如下,含水率62.3%,铁含量13.5%,铅含量0.4%,锌含量1.4%;钢丝绳酸洗废酸成分如下,HCl含量9.5%,铁含量8.2%,铅含量3.7g/L,锌含量2.0g/L。
将300mL钢丝绳酸洗废酸加入重金属污泥提取反应器中,加入60g钢丝绳污泥,充分搅拌2小时;过滤后,上清液进入还原反应器,加入5g还原铁粉,充分搅拌2小时;过滤后,在混凝沉淀装置中,逐渐滴加约15mL浓度为20%的氢氧化钠溶液,调节pH至2.4,再逐渐滴加15mL浓度为20%的硫化钠溶液,充分搅拌30分钟;过滤后的滤渣清洗、干燥后测定铅锌含量,滤液测定亚铁离子浓度。
测试结果如图2所示。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法,其特征在于包含以下步骤:
步骤一:将钢丝绳污泥与酸洗废酸以1:4~1:8的比例在浸提反应釜内混合均匀,充分浸提,浸提时间1~4小时,未溶解污泥残渣送至危废处置中心处理;
步骤二:步骤一中浸提液进入还原反应釜,加入铁粉将浸提液中三价铁离子还原成二价铁离子;
步骤三:步骤二中还原反应釜出水进入pH调节池,调节溶液pH值至1.0~3.0;
步骤四:步骤三中pH调节池出水进入混凝沉淀系统,投加硫化钠,使铅锌离子以硫化物形式沉淀,沉淀后的出水进入步骤五进行进一步处理,铅锌沉淀进入步骤六进行进一步处理;
步骤五:步骤四中沉淀后的出水,经过滤后得到氯化亚铁溶液,作为净水剂聚合氯化铁的生产原料;
步骤六:步骤四中生成的铅锌沉淀,经清洗、干化处理后,作为铅锌冶炼原料送至冶炼厂;
步骤七:步骤四中反应生成的硫化氢气体,通过二级填料吸收塔和活性炭除臭装置吸收。
2.按照权利要求1所述的一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法,其特征在于:所述步骤二中铁粉还原反应时间1~3小时。
3.按照权利要求1所述的一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法,其特征在于:所述步骤三中pH调节采用3%~30%氢氧化钠溶液进行调节,停留时间30~60分钟。
4.按照权利要求1所述的一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法,其特征在于:所述步骤四中硫化钠采用10%~30%硫化钠溶液,反应时间30~60分钟。
5.按照权利要求1所述的一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法,其特征在于:所述步骤三和步骤四的反应在惰性气体保护条件下进行。
6.按照权利要求1所述的一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法,其特征在于:所述步骤五中生成的氯化亚铁溶液,其Fe含量为10%~12%,Pb含量<5mg/L,Zn含量<100mg/L。
7.按照权利要求1所述的一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法,其特征在于:所述步骤六中干化后的铅锌沉淀中,铅总含量6%~15%,锌总含量7%~11%。
8.按照权利要求1所述的一种钢丝绳厂产生的污泥废酸回收处理方法,其特征在于:所述步骤七中硫化氢吸收,采用5%~20%的氢氧化钠溶液,生成的硫化钠回用至混凝沉淀系统。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180810 |
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