CN202022773U

CN202022773U - 一种处理钨冶炼烟气及离子交换废水的装置

Info

Publication number: CN202022773U
Application number: CN2011201014554U
Authority: CN
Inventors: 李建圃
Original assignee: Jiangxi Rare Earth and Rare Metals Tungsten Group Holding Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Rare Earth and Rare Metals Tungsten Group Holding Co Ltd
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2021-04-08

Abstract

本实用新型涉及一种处理钨冶炼烟气及离子交换废水的装置，设有隔栅的隔油池的一侧底部设有第一废水出口，封闭的吹脱塔设有四个外接口；安装在吹脱塔上部的废水喷淋口的进水口从吹脱塔的顶面伸出，隔油池的第一废水出口经管道与废水喷淋口的进水口连接，吹脱塔顶面的出气口经管道与氨气回收塔连接。吹脱塔的中部设有堆放填料的水平的筛板，筛板下面的侧壁设有送气口，送气口通过管道与送风机的出风口连接；吹脱塔底部设有通向沉淀净化槽第二废水出口。采用上述装置处理钨冶炼烟气及离子交换废水能对钨冶炼烟气和离子交换废水处理以及回收氨氮、钨等四个环节一次性完成，比传统的工艺，提高功效、节省设备及工艺成本的投入。

Description

一种处理钨冶炼烟气及离子交换废水的装置

技术领域

本实用新型涉及一种废水、废气回收处理系统，特别是一种处理钨冶炼烟气及离子交换废水的装置。

背景技术

采用离子交换法冶炼钨的过程产生大量含重金属砷及氨氮（NH3-N）的废水，锅炉等供热设备也产生大量含有粉尘、SO₂的烟气。同时由于现有冶炼工艺的局限性及原料的复杂性，废水中一般含有一定浓度的WO₃（大部分都大于0.05g/L）。我国大部分钨冶炼企业都将这种废水直接排放，造成环境的污染和有用物质WO₃的浪费。部分钨冶炼企业对治理废水、废气以及金属综合回收采用分开处理的办法，需要较大的设备和能源投入。

目前公知的废水除氨氮的方法主要有蒸馏、土壤灌溉、吹脱法、化学沉淀法、电化学处理法等，但这些传统方法普遍存在很多缺点，如处理效率低、水质适应性差、投资大、易造成二次污染等。申请号分别为200610019379.6与200810236954.7的专利均采用真空负压抽吸法，可得到供资源再利用的纯净氨水，但这两种方法对废水性质的要求较高，且所采用的压缩机、引风机、加热器等设备耗能较高。申请号为200810127190.8的专利使用多层脱氮塔，使用热风吹脱的方法除氨氮，该法设备复杂，热风耗能高，对废水水质适应性也有限。

目前公知的废水除砷的方法主要有直接沉淀法、离子交换法、吸附法、混凝法。其中直接沉淀法一般在pH较低的废水中使用，在钨冶炼废水这种pH大于14的碱性废水中中很难推广。离子交换法投资高、操作复杂，目前国内尚未见工业应用。吸附法所用的吸附剂一般价格较高，吸附操作处理也比较复杂。混凝法一般使用铁盐、铝盐、硅酸盐等混凝剂，将废水中的砷带入沉淀中，是应用最广泛的一种除砷方法。申请号为200510032251.9的专利采用高铁粉煤灰合成了廉价除砷剂，具有十分有效的除砷能力。

目前公知的回收钨冶炼废水中WO₃的方法主要有纳滤或超滤膜分离法、化学沉淀回收法。申请号为200510032251.9的专利采用纳滤或超滤膜分离工艺得到含钨溶液，并返回离子交换工艺重新利用，该法所用纳滤或超滤膜设备投资金额较大，维护费用较高。申请号为201010191294.2的专利采用化学沉淀回收法，可使废水中的WO₃浓度小于0.005g/L，但该法需加入大量硫酸对废水进行中和，也无法完成除氨氮、除砷等污水综合处理。

目前钨冶炼企业主要采用水膜除尘塔处理各类烟气（主要是锅炉烟气），申请号为200910111195.6的专利采用离子交换法，可同时处理冶炼废水和锅炉烟气，但其所述及的“喷淋除尘脱硫脱氨”步骤所采用的风速和废水流速差别非常大，过高的风速易使废气中的SO₂来不及与废水发生反应即进入大气。另外，在该风速下极易带出大量氨气，而该专利并未设置氨气收集步骤，易造成大气污染。另外，该专利未考虑综合回收WO₃。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种处理钨冶炼烟气及离子交换废水的装置。

本实用新型的技术方案是：一种处理钨冶炼烟气及离子交换废水的装置，设有竖立隔栅的隔油池的一侧底部设有第一废水出口，封闭的吹脱塔设有四个外接口；安装在吹脱塔上部的废水喷淋口的进水口从吹脱塔的顶面伸出，隔油池的第一废水出口经管道与废水喷淋口的进水口连接，吹脱塔顶面的出气口经管道与氨气回收塔连接。吹脱塔的中部设有水平的筛板，筛板上堆放填料；筛板下面的吹脱塔一侧壁设有送气口，送气口通过管道与送风机的出风口连接；吹脱塔底部设有第二废水出口，第二废水出口经管道通向沉淀净化槽。

所述填料为精选的钨矿石与生石灰的混合物，其中生石灰体积与钨矿石体积之比为2-5% ; 吹脱塔中筛板上部空间的物料填充系数为30%～75%；使用12-48小时后的填料进行回收，返回钨矿石冶炼工序；精选的钨矿石粒度要求-325目筛余＜10%。所述隔栅的孔径为0.3～0.5mm。所述沉淀净化槽以钨冶炼中的钨酸钠压煮工序产生的冶炼废渣作为混凝剂。

本实用新型的有益效果是： 1、本实用新型的装置能对钨冶炼烟气和离子交换废水处理以及回收氨氮、钨等四个环节一次性完成，比传统的分开独立完成的工艺，提高功效、节省设备及工艺成本的投入。

2、采用精选的钨矿石与生石灰的混合物作为填料，废水与烟气逆流接触，在填料中完成传质过程，填料中的生石灰遇水生成Ca（OH）₂，与废水中的钨元素反应生成CaWO₄固体留在填料中；取出使用后的填料并返回钨矿石冶炼过程，实现废水中的钨元素的回收；这种钨矿石属结构粗糙的化学惰性物，接触表面积较大且过水压力损失较小，充分符合吹脱法的填料要求，改变了通常采用陶瓷作为填料的做法，可大大节省成本。

3、吹脱法产生的氨气从吹脱塔顶部的出气口进入氨气回收塔，完成对氨气的收集。

4、以钨冶炼中钨矿石压煮工序所产生的冶炼废渣作为混凝剂加入沉淀净化槽/中，自然沉淀完成除砷反应，再进一步处理铅等重金属后，完成钨冶炼离子交换废水的回收和净化排放。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1如附图1所示：一种处理钨冶炼烟气及离子交换废水的装置，设有竖立隔栅2的隔油池1的一侧底部设有第一废水出口，封闭的吹脱塔4设有四个外接口，安装在吹脱塔4上部的废水喷淋口3的进水口从吹脱塔4的顶面伸出，隔油池1的第一废水出口经管道与废水喷淋口3的进水口连接；吹脱塔4顶面的出气口8经管道与氨气回收塔11连接；吹脱塔4的中部设有水平的筛板6，筛板6上堆放填料5；筛板6下面的吹脱塔4一侧壁设有送气口9，送气口9通过管道与送风机10的出风口连接；吹脱塔4底部设有第二废水出口7，第二废水出口7经管道通向沉淀净化槽12。

所述填料5为精选的钨矿石与生石灰的混合物，其中生石灰体积与钨矿石体积之比为2-5% ; 吹脱塔中筛板6上部空间的物料填充系数为30%～75%；使用12-24小时后的填料进行回收，返回钨矿石冶炼工序；精选的钨矿石粒度要求-325目筛余＜10%；所述隔栅2的孔径为0.3～0.5mm。所述沉淀净化槽12以钨冶炼中的钨酸钠压煮工序产生的冶炼废渣作为混凝剂。

实施例2：一种采用上述装置的处理钨冶炼烟气及离子交换废水的流程，包括：

[1] 将钨冶炼离子交换废水注入设有隔栅2的隔油池1中没有废水出口的一侧，废水中的油类比重较小而汇集于隔油池顶部进行收集，废水通过孔径为0.4 mm的隔栅2滤除大颗粒杂质，经位于隔栅2另一侧的第一废水出口和管道注入废水喷淋口3；将钨冶炼各生产环节的烟气进行回收，统一汇入烟气回收管路并与送风机10的进风口连接。

[2] 将精选的钨矿石与生石灰的混合均匀，其中生石灰体积与钨矿石体积之比为2-5%，放入吹脱塔4中部的筛板6上作为填料5；吹脱塔中筛板6上部空间的物料填充系数为30%～75%，精选的钨矿石粒度要求-325目筛余＜10%；这种钨矿石属结构粗糙的化学惰性物，接触表面积较大且过水压力损失较小，充分符合吹脱法的填料要求，改变了通常采用陶瓷作为填料的做法，可节省成本。

[3] 经隔油处理后的废水从吹脱塔顶端的废水喷淋口3喷下，同时用送风机将回收烟气从筛板6下面的吹脱塔一侧壁的送气口9自下向上送入，废水与烟气逆流接触，在填料中完成传质过程，氨氮在气液两相中的分压差较大，因此氨气迅速从吹脱塔顶部出气口8排出并得以回收；填料5中的生石灰遇水生成Ca（OH）₂，与废水中的钨元素反应生成CaWO₄固体留在填料5中；单位时间内通过填料5的烟气体积与废水体积之比在75%～85%范围内，烟气流速控制在7～13m/s；主要可达到四个目的：a. 可控制适当的反应速度，使烟气中的SO₂与碱性废水充分反应，完全脱离气体；b. 生石灰遇水变成Ca（OH）₂是一个放热反应，放出的热量可有效释放到气液两相接触界面中，进一步降低氨氮在废水中的溶解度；c. 在该条件下筛板上面的一部分水变成泡沫状态，可大大增加传质面积，提高氨氮排出速率； d. 在该条件下，气液比接近液泛，即废水被气体流带走的极限，使气液相充分直流，提高传质效率。

[4] 吹脱法产生的氨气从吹脱塔4顶部的出气口8进入氨气回收塔，完成对氨气的收集，并送回钨冶炼过程中的离子交换工序，完成烟气的回收和净化。

[5] 吹脱塔4底部的废水由第二废水出口7经管道流入沉淀净化槽12；以钨冶炼中钨矿石压煮工序所产生的冶炼废渣作为混凝剂加入沉淀净化槽12中，冶炼废渣含有大量铁盐，与碱性较高的废水接触后生成氢氧化铁胶体，这种胶体具有较大的比表面和较高的吸附能力，能和砷酸根发生吸附共沉淀; 同时废渣中的硅酸盐本身也是一种有效的混凝剂，可有效去除废水中的砷元素; 自然沉淀完成除砷反应，再进一步处理铅等重金属后，完成钨冶炼离子交换废水的回收和净化排放。

[6] 使用24小时后的填料5从吹脱塔4中取出并返回钨矿石冶炼过程，吹脱塔4重新填料。

根据生产实际需要，吹脱塔4、氨气回收塔11及沉淀净化槽12采用一座或一座以上，送风机10采用一台或一台以上；氨气回收后，以气体形式返回离子交换工序，或者以氨水的形式返回离子交换工序。

实施例3：钨冶炼离子交换废水处理前，各项指标检测结果：NH3-N含量381mg/L，As含量4.5mg/L，WO₃含量58mg/L。采用本发明所述方法进行废水废气综合处理，处理条件为：填料5选用钨矿石粒度满足-325目筛余5 %，生石灰与钨矿石的体积比为4 %，吹脱塔中物料的填充系数为65 %，烟气温度为192℃，单位时间内通过填料层的废气体积与废水体积之比控制为80%，烟气流速为12m/s，填料5使用24小时后回收返回钨矿石压煮过程。处理后，排放水中NH3-N含量18mg/L，As含量0.25mg/L，WO₃含量4mg/L；排放气体中SO₂含量230mg/m³，烟尘含量62mg/m³，达到国家一级排放标准。

实施例4：钨冶炼离子交换废水处理前，各项指标检测结果：NH3-N含量360mg/L，As含量4.3mg/L，WO₃含量94mg/L。采用本发明所述方法进行废水废气综合处理，处理条件为：填料5选用钨矿石粒度满足-325目筛余6%，生石灰与钨矿石的体积比为5 %，吹脱塔中物料的填充系数为70 %，烟气温度为203℃，单位时间内通过填料层的废气体积与废水体积之比控制为85 %，烟气流速为10m/s，填料使用24小时后回收返回钨矿石压煮过程。处理后，排放水中NH3-N含量15mg/L，As含量0.21mg/L，WO₃含量3mg/L；排放气体中SO₂含量221mg/m³，烟尘含量67mg/m³，达到国家一级排放标准。

实施例5：钨冶炼离子交换废水处理前，各项指标检测结果：NH3-N含量392mg/L，As含量4.8mg/L，WO₃含量83mg/L。采用本发明所述方法进行废水废气综合处理，处理条件为：填料5选用钨矿石粒度满足-325目筛余5%，生石灰与钨矿石的体积比为5 %，吹脱塔中物料的填充系数为60 %，烟气温度为210℃，单位时间内通过填料层的废气体积与废水体积之比控制为75 %，烟气流速为11m/s，填料使用24小时后回收返回钨矿石压煮过程。处理后，排放水中NH3-N含量16mg/L，As含量0.24mg/L，WO₃含量3mg/L；排放气体中SO₂含量206mg/m³，烟尘含量59mg/m³，达到国家一级排放标准。

实施例6：钨冶炼离子交换废水处理前，各项指标检测结果：NH3-N含量401mg/L，As含量5.2mg/L，WO₃含量105mg/L。采用本发明所述方法进行废水废气综合处理，处理条件为：填料5选用钨矿石粒度满足-325目筛余4%，生石灰与钨矿石的体积比为5 %，吹脱塔中物料的填充系数为65 %，烟气温度为190℃，单位时间内通过填料层的废气体积与废水体积之比控制为75 %，烟气流速为13m/s，填料使用48小时后回收返回钨矿石压煮过程。处理后，排放水中NH3-N含量21mg/L，As含量0.29mg/L，WO₃含量4mg/L；排放气体中SO₂含量201mg/m³，烟尘含量60mg/m³，达到国家一级排放标准。

实施例7：钨冶炼离子交换废水处理前，各项指标检测结果：NH3-N含量364mg/L，As含量5.4mg/L，WO₃含量79mg/L。采用本发明所述方法进行废水废气综合处理，处理条件为：填料5选用钨矿石粒度满足-325目筛余8 %，生石灰与钨矿石的体积比为4 %，吹脱塔中物料的填充系数为45 %，烟气温度为184℃，单位时间内通过填料层的废气体积与废水体积之比控制为75 %，烟气流速为13m/s，填料使用24小时后回收返回钨矿石压煮过程。处理后，排放水中NH3-N含量15mg/L，As含量0.24mg/L，WO₃含量5mg/L；排放气体中SO₂含量214mg/m³，烟尘含量62mg/m³，达到国家一级排放标准。

实施例8：钨冶炼离子交换废水处理前，各项指标检测结果：NH3-N含量365mg/L，As含量5.2mg/L，WO₃含量75mg/L。采用本发明所述方法进行废水废气综合处理，处理条件为：填料5选用钨矿石粒度满足-325目筛余10 %，生石灰与钨矿石的体积比为5 %，吹脱塔中物料的填充系数为45 %，烟气温度为184℃，单位时间内通过填料层的废气体积与废水体积之比控制为85 %，烟气流速为7m/s，填料使用24小时后回收返回钨矿石压煮过程。处理后，排放水中NH3-N含量18mg/L，As含量0.22mg/L，WO₃含量4mg/L；排放气体中SO₂含量203mg/m³，烟尘含量70mg/m³，达到国家一级排放标准。

实施例9：钨冶炼离子交换废水处理前，各项指标检测结果：NH3-N含量365mg/L，As含量5.2mg/L，WO₃含量75mg/L。采用本发明所述方法进行废水废气综合处理，处理条件为：填料5选用钨矿石粒度满足-325目筛余10 %，生石灰与钨矿石的体积比为5 %，吹脱塔中物料的填充系数为35 %，烟气温度为184℃，单位时间内通过填料层的废气体积与废水体积之比控制为75 %，烟气流速为7m/s，填料使用24小时后回收返回钨矿石压煮过程。处理后，排放水中NH3-N含量18mg/L，As含量0.22mg/L，WO₃含量4mg/L；排放气体中SO₂含量203mg/m³，烟尘含量70mg/m³，达到国家一级排放标准。

实施例10：钨冶炼离子交换废水处理前，各项指标检测结果：NH3-N含量350mg/L，As含量4.1mg/L，WO₃含量130mg/L。采用本发明所述方法进行废水废气综合处理，处理条件为：填料5选用钨矿石粒度满足-325目筛余5%，生石灰与钨矿石的体积比为2 %，吹脱塔中物料的填充系数为75 %，烟气温度为184℃，单位时间内通过填料层的废气体积与废水体积之比控制为80 %，烟气流速为9m/s，填料使用24小时后回收返回钨矿石压煮过程。处理后，排放水中NH3-N含量21mg/L，As含量0.26mg/L，WO₃含量5mg/L；排放气体中SO₂含量219mg/m³，烟尘含量77mg/m³，达到国家一级排放标准。

Claims

1.一种处理钨冶炼烟气及离子交换废水的装置，其特征在于：设有竖立隔栅(2)的隔油池(1)的一侧底部设有第一废水出口，封闭的吹脱塔(4)设有四个外接口，安装在吹脱塔(4)上部的废水喷淋口(3)的进水口从吹脱塔(4)的顶面伸出，隔油池(1)的第一废水出口经管道与废水喷淋口(3)的进水口连接；吹脱塔(4)顶面的出气口(8)经管道与氨气回收塔(11)连接；吹脱塔(4)的中部设有水平的筛板(6)，筛板(6)上堆放填料(5)；筛板(6)下面的吹脱塔(4)一侧壁设有送气口(9)，送气口(9)通过管道与送风机(10)的出风口连接；吹脱塔(4)底部设有第二废水出口(7)，第二废水出口(7)经管道通向沉淀净化槽(12)。

2.根据权利要求1所述一种处理钨冶炼烟气及离子交换废水的装置，其特征在于：所述隔栅(2)的孔径为0.3～0.5mm。

3.根据权利要求1所述一种处理钨冶炼烟气及离子交换废水的装置，其特征在于：所述沉淀净化槽(12)以钨冶炼中的钨矿石压煮工序产生的冶炼废渣作为混凝剂。