CN208964683U - 一种铀矿废水等离子体协同处置系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铀矿废水等离子体协同处置系统，包括废水储槽、石灰乳制备混合槽、第一板框压滤机、沉淀池、除镭酸化池、第二板框压滤机、尾渣等离子体熔融炉和废气净化装置，废水储槽的液出口与石灰乳制备混合槽的液进口连接，石灰乳制备混合槽的料出口与第一板框压滤机的料进口连接。本实用新型经过该处理系统处置后的废水完全满足国家排放标准，废水处理过程中的尾渣减容效果显著，熔融处理后尾渣体积减小70％以上，且尾渣熔融形成的玻璃态炉渣致密性良好且无空隙，重金属及各有害元素被包覆在Si‑O晶体结构中，对玻璃态路渣的迁移特性、浸出特性试验表明所有元素的浸出浓度均远低于国家的相关规定。

Description

一种铀矿废水等离子体协同处置系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，具体为一种铀矿废水等离子体协同处置系统。

背景技术

在铀矿工业中废水来源主要为两部分：开采过程中产生的采矿废水和铀浸出过程中产生的废水，其中采矿废水包括矿井或露天采场的外排水、地表堆积的废矿石的浸渍水，铀矿加工废水包括离子交换后的吸附尾液、饱和树脂再生尾液和沉淀后的浸出液等，铀矿采选过程中产生的废水不仅含有U、Th、Ra、Po、Pb等放射性元素，还产生各种重金属废水，如果处理不当，将造成地表水和地下水的Pb、U、Cu、Zn、Ni、Cd、As、Co等重金属超标，对环境造成严重破坏，另外，铀矿加工过程中采用的强酸或强碱未处理合格外排将破坏水体的水质，严重时会导致水体和土壤酸化，直接影响动植物的生存，铀矿废水的处理方法主要有物理吸附法、膜处理方法、生物处理法、化学沉淀法、离子交换法等，物理吸附法利用多孔性的吸附剂如活性炭处理放射性废水，能够吸附分子、离子，并对不同类型的核素有选择性吸附的作用，但吸附剂昂贵，再生费用高，膜处理技术具有出水水质好，能耗低，运行稳定可靠等特点，但存在膜被栓塞、被污染、断丝等现象，必须经常清洁，生物法中特定微生物的培养对环境条件的要求很苛刻，并存在占地面积大、管理复杂、废水达标难度大等缺点，离子交换法只适用于量少的放射性废水处理，并且会产生大量具有放射性的废树脂，化学沉淀法是通过沉淀剂将其与核素共沉淀并转移至小体积的沉淀底泥中，该法工艺简单、运行费用低，但泥渣产生量较多。

上述各处理方法产生的尾渣量较大，且尾渣中含有大量的Pb、U、Cu、Zn、Ni、Cd、As、Co等重金属，目前，这些尾渣一般通过堆放在尾渣库或回填采空区等方式进行处理，容易受到雨水和地下水的冲刷，导致溶解流失，造成严重的环境污染，在国内外，因矿坝损坏而引发的矿渣流失事件偶有发生，尾渣进入水体后，由于重金属的再溶解导致水中的放射性水平升高，污染附近土壤和地表水体，我国南方某地铀水冶厂的尾矿库渗漏水曾对附近鱼塘、井水造成污染，因此，需要提供一种能将铀矿废水处理中产生的尾渣进行彻底惰化的处理方案，在减小尾渣量的同时将放射性元素和其他重金属彻底固化，满足防冲刷、耐侵蚀和浸出的要求。因此我们对此做出改进，提出一种铀矿废水等离子体协同处置系统。

实用新型内容

为解决现有技术存在铀矿工业中废水处理尾渣量较大且重金属元素较多的缺陷，本实用新型提供一种铀矿废水等离子体协同处置系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种铀矿废水等离子体协同处置系统，包括废水储槽、石灰乳制备混合槽、第一板框压滤机、沉淀池、除镭酸化池、第二板框压滤机、尾渣等离子体熔融炉和废气净化装置，所述废水储槽的液出口与石灰乳制备混合槽的液进口连接，所述石灰乳制备混合槽的料出口与第一板框压滤机的料进口连接，所述第一板框压滤机的液出口与沉淀池的液进口连接，所述沉淀池的液出口与除镭酸化池的液进口连接，所述除镭酸化池的料出口与第二板框压滤机的料进口连接，所述第二板框压滤机的出渣口、第一板框压滤机的出渣口和沉淀池的出渣口均与尾渣等离子体熔融炉的进渣口连接，所述尾渣等离子体熔融炉的气出口与废气净化装置的气进口连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述废气净化装置由急冷塔、半干法除酸塔和布袋除尘器组成，所述急冷塔的气进口与尾渣等离子体熔融炉的气出口连接，所述急冷塔的气出口与半干法除酸塔的气进口连接，所述半干法除酸塔的气出口与布袋除尘器的气进口连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第二板框压滤机的液出口与槽式排放槽的液进口连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述尾渣等离子体熔融炉的气出口与气体排放箱的气进口连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述废气净化装置的出渣口与玻璃渣回收箱的进渣口连接。

本实用新型的有益效果是：为了铀矿处理过程中尾渣量大、放射性元素和重金属固化不彻底的问题，该种铀矿废水等离子体协同处置系统，经过该处理系统处置后的废水完全满足国家排放标准，废水处理过程中的尾渣减容效果显著，熔融处理后尾渣体积减小70％以上，且尾渣熔融形成的玻璃态炉渣致密性良好且无空隙，重金属及各有害元素被包覆在Si-O晶体结构中，对玻璃态路渣的迁移特性、浸出特性试验表明所有元素的浸出浓度均远低于国家的相关规定，彻底消除了铀矿废水尾渣可能造成的二次污染。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型一种铀矿废水等离子体协同处置系统的模块化示意图。

图中：1、废水储槽；2、石灰乳制备混合槽；3、第一板框压滤机；4、沉淀池；5、除镭酸化池；6、第二板框压滤机；7、尾渣等离子体熔融炉；8、废气净化装置；9、槽式排放槽；10、气体排放箱；11、玻璃渣回收箱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：如图1所示，本实用新型一种铀矿废水等离子体协同处置系统，包括废水储槽1、石灰乳制备混合槽2、第一板框压滤机3、沉淀池4、除镭酸化池5、第二板框压滤机6、尾渣等离子体熔融炉7和废气净化装置8，废水储槽1的液出口与石灰乳制备混合槽2的液进口连接，石灰乳制备混合槽2的料出口与第一板框压滤机3的料进口连接，第一板框压滤机3的液出口与沉淀池4的液进口连接，沉淀池4的液出口与除镭酸化池5的液进口连接，除镭酸化池5的料出口与第二板框压滤机6的料进口连接，第二板框压滤机6的出渣口、第一板框压滤机3的出渣口和沉淀池4的出渣口均与尾渣等离子体熔融炉7的进渣口连接，尾渣等离子体熔融炉7的气出口与废气净化装置8的气进口连接，第一板框压滤机3的型号和第二板框压滤机6的型号均为XABMY8-32，尾渣等离子体熔融炉7的型号为JZ-DLZ250，急冷塔的型号为DSG，半干法除酸塔的型号为KX-100，布袋式除尘器的型号为DMC，气体排放箱10的型号为ZH-HB-8，经过该处理系统处置后的废水完全满足国家排放标准，废水处理过程中的尾渣减容效果显著，熔融处理后尾渣体积减小70％以上，且尾渣熔融形成的玻璃态炉渣致密性良好且无空隙，重金属及各有害元素被包覆在Si-O晶体结构中，对玻璃态路渣的迁移特性、浸出特性试验表明所有元素的浸出浓度均远低于国家的相关规定，彻底消除了铀矿废水尾渣可能造成的二次污染。

其中，废气净化装置8由急冷塔、半干法除酸塔和布袋除尘器组成，急冷塔的气进口与尾渣等离子体熔融炉7的气出口连接，急冷塔的气出口与半干法除酸塔的气进口连接，半干法除酸塔的气出口与布袋除尘器的气进口连接，用以消除气体中可能含有的酸性气体和挥发性重金属，处理合格后的废气排放进入大气。

其中，第二板框压滤机6的液出口与槽式排放槽9的液进口连接，第二板框压滤机6用于对沉淀池4的尾渣进行脱水处理，脱水后的液体进入槽式排放槽9排放入附近下水道。

其中，尾渣等离子体熔融炉7的气出口与气体排放箱10的气进口连接，便于通过气体排放箱10对气体进行排放。

其中，废气净化装置8的出渣口与玻璃渣回收箱11的进渣口连接，无机成分熔融成玻璃态炉渣，通过玻璃渣回收箱11进行回收。

工作时，铀矿废水经收集后进入废水储槽1，该暂存容器用于储存、均化废水并为后续处理装置提供最大24小时的缓冲时间，废水储槽1中的废水进入石灰乳制备混合槽2中，加入CaO混合并进行人工搅拌30min，保证废水pH值为10～11，搅拌后的废水进入第一板框压滤机3进行固液分离，将固体尾渣送入尾渣等离子体熔融炉7进行高温熔融无害化处理，第一板框压滤机3的出水进入沉淀池4进行静置沉淀，将废水中的悬浮物进一步沉淀下来，沉淀池4中的尾渣同样送入尾渣等离子体熔融炉7进行处置，沉淀池4中的废水然后进入除镭酸化池5，加入BaCl2并人工搅拌除去水中的镭等重金属，CaCl2添加量为20g/m3，处理时间为10min，然后加入硫酸进行搅拌，搅拌时间为1h，将废水酸碱度pH调节为7～9范围内，将沉淀池4的沉渣送入第二板框压滤机6进行固液分离，分离出的固体废渣送至尾渣等离子体熔融炉7进行无害化处置，分离出的滤液则送入槽式排放槽9进行检测，检测合格后排入水体或回用，含有各种重金属的尾渣在尾渣等离子体熔融炉7内高温高焓等离子体束的作用下完全熔融，等离子体熔融炉内的工作温度为1000℃～1200℃，尾渣中的有机成分变成废气，停留时间大于2s，然后送入废气净化装置8进行冷却、除酸和除尘处理达标后通过气体排放箱10进入大气，无机成分熔融成玻璃态炉渣，冷却后通过进入玻璃渣回收箱11进行回收。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种铀矿废水等离子体协同处置系统，包括废水储槽(1)、石灰乳制备混合槽(2)、第一板框压滤机(3)、沉淀池(4)、除镭酸化池(5)、第二板框压滤机(6)、尾渣等离子体熔融炉(7)和废气净化装置(8)，其特征在于，所述废水储槽(1)的液出口与石灰乳制备混合槽(2)的液进口连接，所述石灰乳制备混合槽(2)的料出口与第一板框压滤机(3)的料进口连接，所述第一板框压滤机(3)的液出口与沉淀池(4)的液进口连接，所述沉淀池(4)的液出口与除镭酸化池(5)的液进口连接，所述除镭酸化池(5)的料出口与第二板框压滤机(6)的料进口连接，所述第二板框压滤机(6)的出渣口、第一板框压滤机(3)的出渣口和沉淀池(4)的出渣口均与尾渣等离子体熔融炉(7)的进渣口连接，所述尾渣等离子体熔融炉(7)的气出口与废气净化装置(8)的气进口连接。

2.根据权利要求1所述的一种铀矿废水等离子体协同处置系统，其特征在于，所述废气净化装置(8)由急冷塔、半干法除酸塔和布袋除尘器组成，所述急冷塔的气进口与尾渣等离子体熔融炉(7)的气出口连接，所述急冷塔的气出口与半干法除酸塔的气进口连接，所述半干法除酸塔的气出口与布袋除尘器的气进口连接。

3.根据权利要求1所述的一种铀矿废水等离子体协同处置系统，其特征在于，所述第二板框压滤机(6)的液出口与槽式排放槽(9)的液进口连接。

4.根据权利要求1所述的一种铀矿废水等离子体协同处置系统，其特征在于，所述尾渣等离子体熔融炉(7)的气出口与气体排放箱(10)的气进口连接。

5.根据权利要求1所述的一种铀矿废水等离子体协同处置系统，其特征在于，所述废气净化装置(8)的出渣口与玻璃渣回收箱(11)的进渣口连接。