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重金属废渣、尾砂库综合治理工程

发布时间:2018-04-28 17:27:01

重金属废渣、尾砂库综合治理工程

重金属废渣是指冶炼工业生产过程中排出的各种工业废渣。由于生产过程中所用的原料种类、反应条件和二次回用方式等不同,使得产生废渣的化学成分和矿物组成等均有较大差异。总体上种类繁多、组分复杂、数量巨大、部分有毒,极大增加了处理与利用的难度。目前我国对于这些废渣大多是进行堆放处置。

(1) 砷渣的处理方法及利用

含砷废渣主要来自处理含砷废水和废酸的沉渣和冶炼、电子工业等。冶炼厂烟气净化所产生的废水和废酸中含有砷及铋、铜、铅、锌等其它重金属离子,需要采取硫化法处理,生成硫化砷渣。国内外对含砷废物的处理处置途径包括回收砷、固化/稳定化填埋和生产建材等。

其中,对砷渣的固化稳定化处理技术中,水泥固化技术因其固化材料廉价易得、处理成本低且效果好而得到广泛的应用。经过固化/稳定化处置后,还可用作生产建材的原料,也是常见的资源化途径,我国已广泛应用废渣砖。

典型案例:

桂阳县辉山矿区重金属尾砂污染综合治理工程(含砷废渣)

现场图片:




安全填埋后封场绿化




(2) 镉渣的处理方法及利用

镉渣主要来源于湿法炼锌,其中通常含有较多的铜,因此通常称为铜镉渣。对于铜镉渣的处理,目前的方法是湿法回收其中的有用金属,铜、锌、镉等,处理后二次渣由于含铜、镉、银、铁等杂质比较多,且难以分离,通常进行堆放处置。湿法回收常用的方法有酸浸法和氨浸法,其中尤以酸浸法应用比较广泛。

酸浸法是用硫酸溶解渣中的镉、锌等有用金属,然后将不溶的固体杂质除去,此时溶液中含有Cd2+Fe2+Mn2+Zn2+等离子,以及反应后进入溶液的部分铜离子。在酸溶液中加入强氧化剂,将溶液中的铁、锰离子氧化成高价态,从而从溶液中沉淀出来,再用锌板置换溶液中的镉,经过洗涤、高温熔炼而得到金属镉。

目前的氨浸法一般为高压氨浸和常压氨浸。其主要流程为:通入氨气,浸出,滤液中含铜、镉、锌等,各金属较易分离。氨浸法有着所得浸出液杂质少、净化除杂容易、工艺流程短、流程闭路循环、成本低等优点。但是,高压氨浸对设备要求较高,不利于工业化的广泛应用;常压氨浸的浸出率不高,浸出速度慢,设备利用率不高,影响企业效益。

(3) 铅渣与铅锌渣的处理方法及利用

铅渣的主要来源是冶炼铜、锌以及精铋的过程。冶炼铜、锌的过程产生的铅渣多以硫酸铅的形式存在,冶炼铋的过程产生的铅渣多以氯化铅形式存在。这两种铅渣排放量较大,所含有用金属较多(其含铅基本在60%以上),处理时多用来回收贵金属;而生产铅、锌排放的工业废渣,通常称作铅锌渣,其所含的铅以及贵金属量很少,主要是作为水泥熟料或者是生产建材。

对于氯化铅、硫酸铅渣的回收处理多用火法,如电炉、鼓风炉、反射炉等。氯化铅火法冶炼过程是将渣粉碎至10mm左右,然后添加一定比例的石灰石和煤粉在反射炉中熔炼,就可得到粗铅。硫酸铅火法回收的主要过程:温度在550630℃时,硫酸铅在还原气氛中变成硫化铅,PbS在高温下与铁屑发生作用,生成金属Pb

(4) 汞渣的处理方法及利用

汞渣是在水银电解生产烧碱以及生产水银温度计的过程中产生。汞渣成分主要是金属态汞,还有约13%的金属杂质,其次为少量非金属杂质。对汞渣的处理,国内一般使用焙烧法、电化学氧化法、化学氧化法和热氧化法回收汞。

焙烧法首先需要进行水洗以除去机械杂质,然后经过酸化(去除汞渣中碱金属)、压滤回收一部分汞。所得的滤渣经过焙烧炉进行焙烧,尾气经过两个串联的冷凝器再次回收金属汞。焙烧法是国内外普遍使用的一种工业回收汞的方法,但是这种方法有设备庞大、不易密闭、二次污染严重、回收率低等缺点,需要进一步加以改进。

电化学氧化法可分为以汞渣为阳极的恒电流溶出法和恒电位溶出法,因为恒电流溶出法存在不能有效选择性溶解金属杂质,影响汞收率的缺点,因此恒电位溶出法受到广泛应用。恒电位溶出法是将纯汞、汞渣及氯化钠水溶液依次加入电解槽中电解。回收的汞、残渣及溶液中加入一定量盐酸。残液放入污水池处理除汞;残渣放入残渣池,与一级污水残渣一并处理除汞。汞渣电位控制在汞的溶出电位以前,金属杂质完全溶出而汞不溶出,从而达到汞与杂质完全分离的目的。

 

(5) 铬渣的处理方法及利用

我国铬盐生产多采用有钙焙烧工艺,这种方法产渣量大,并且渣中含有不溶于水的铬酸钙,难以解毒处理,环境污染极为严重。较为成熟的铬渣处理治理技术有:铬渣做水泥矿化剂、铬渣替代白云石做烧结炼铁、用旋风炉烧铬渣解毒、用于玻璃着色剂、酸溶解毒等。

其中,还原解毒分为干法解毒和湿法解毒,前者主要存在着投资大、能耗高和粉尘污染等问题;后者由于大量使用化学药剂如硫化钠、硫酸亚铁和硫酸,处理成本居高不下。

旋风炉附烧铬渣技术是比较完善的铬渣解毒技术。其处理步骤是:燃煤和铬渣研磨后送至旋风筒燃烧,将高价态的铬还原 。熔渣经水淬固化成玻璃体,用作建筑材料或水泥掺和料。这种技术具有吃渣量大,解毒彻底,水淬渣安全稳定等特点。

部分工程案例:

怀化辰溪县东兴化工公司历史遗留重金属废渣治理工程

冷水江市锑品冶炼企业砷碱渣库改造项目

冷水江市锡矿山地区七星-七里江片区废渣综合整治工程

冷水江市锡矿山地区炭家湾片区废渣综合整治工程

绥宁县小水村冶炼废渣安全处置工程

南丹县大厂镇拉索尾矿库综合治理工程

溆浦县龙王江金矿区历史遗留矿渣治理工程

岳阳县张谷英镇金矿区、公田镇铀矿区历史遗留重金属废渣安全处置工程

安化县羊角塘镇花岩冲金矿历史遗留问题综合整治工程

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