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科海思創(chuàng)新解決方案:鉛冶煉廠含鉈廢水處理技術升級,實現成本節(jié)約與工藝改進

2024-08-21235

  鉈,作為一種劇毒重金屬,對生態(tài)環(huán)境和人體健康構成了嚴重威脅。特別是在鉛冶煉工業(yè)中,鉈作為雜質存在于礦石之中,并在煙氣凈化過程中富集于廢水中,形成了所謂的“污酸”。

  這類廢水占冶煉廠廢水總量的20%至30%,由于原料含量高及稀酸多次循環(huán)使用,導致污酸中的鉈濃度相對較高。

  含鉈廢水來源與特性

  含鉈廢水的主要來源是鉛冶煉過程的煙氣凈化階段。在高溫下,鉈化合物如Tl2S3、Tl2S、TlCl揮發(fā)并聚集在煙塵中,最終進入煙氣凈化廢水。

  這些廢水中含有的鉈主要呈現為Tl+和Tl3+兩種價態(tài),其中Tl+的濃度超過Tl3+,總鉈濃度介于0.0005到10mg/L之間。

  由于鉈具有極高的毒性,即使是極低濃度的暴露也可能導致嚴重的健康問題,包括神經系統損傷、消化系統疾病、肌肉萎縮,甚至死亡。

  因此,嚴格控制和有效處理含鉈廢水對于保護環(huán)境和公共健康至關重要。

  鉛冶煉廠含鉈廢水傳統處理工藝

  目前,投入工業(yè)生產應用較為廣泛的含鉈廢水處理方法主要有氧化法和沉淀法等。

  以某鉛冶煉廠為例,具體水質成分如下,實際會削減水量,但鉈濃度與酸度會增加,總金屬污染物變化不大。其污酸處理含鉈廢水采用的是傳統氧化沉淀和壓濾。

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  首先加入高錳酸鉀氧化,將 Tl+ 氧化成 Tl3+,并將廢水中的部分亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子 :經氧化處理后,將廢水 pH 值調節(jié)至 7 左右,使部分 Tl3+發(fā)生水解沉淀。再向廢水中加入硫化鈉,使部分 Tl+ 以 Tl2S 沉淀形式脫除,最后廢水調節(jié) pH值至 9 左右,同時使部分 Tl3+進一步水解沉淀,達到脫除鉈的目的。經絮凝沉降過濾后,部分 Tl+、Tl3+最終以沉淀的形式進入壓濾渣而脫除。

  由于三價 Tl 氫氧化物的溶度積比一價 Tl 低得多,當廢水中的低價鉈被氧化成高價鉈時,很容易生成化學沉淀。

  經氧化后的高價鉈通過投加氫氧根、硫化物等能與鉈反應轉化為沉淀物進入固相,從而降低廢水中鉈濃度。

  此方法雖然能有效去除水中,但是由于受鉈沉淀物溶度積的限制,廢水中的鉈達到一定濃度后,再投人藥劑量,則去除效果不明顯,且使投入成本大大增加,因此化學沉淀法需與其它適合深度處理的方法配合使用,藥劑使用量大,產生的含鉈污泥較多,處理成本偏高。

  科海思創(chuàng)新解決方案

  針對該鉛冶煉廠現有工藝存在的問題,科海思積極尋求解決方案,通過深入研究和技術創(chuàng)新,對其進行改進和優(yōu)化,結合離子交換樹脂技術,實現了高濃度鉈的回收和樹脂的再生與重復利用,從而達到污泥減量的目的。

  首先,該工藝保留了傳統的氧化法處理工藝。通過加入高錳酸鉀,將廢水中的Tl+氧化成Tl3+,并將部分亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子。這一步驟改變了鉈在水中的存在價態(tài),為后續(xù)處理奠定了基礎。

  接著,工藝中引入了RCX-5143離子交換樹脂。經過簡單氧化后,未被完全水解沉淀的TI3+與廢水中的Cl形成配合陰離子,在離子交換柱中發(fā)生離子交換而脫除。最后,通過還原劑Na2SO3將樹脂洗脫,使樹脂恢復交換容量。這一過程主要是通過將鉈(Ⅲ)還原成鉈(Ⅰ),由于樹脂對鉈(Ⅰ)不吸附,從而洗脫下來,實現高濃度鉈的回收。

  相較于傳統工藝,科海思鉛冶煉廠的污酸處理含鉈污泥減量化改進工藝具有諸多優(yōu)勢。首先,該工藝提高了鉈的脫除效率,降低了試劑消耗。其次,操作簡便、投資少、成本可控。此外,處理水一次性合格率高,避免了處理水不達標返回處理造成的污泥壓濾成本增加。最重要的是,樹脂可以通過Na2SO3的還原再生重復利用,延長了設備使用壽命。

  關于Tulsime? RCX-5143樹脂

  Tulsime? RCX-5143 是一種耐用的宏觀多孔弱堿陰離子交換樹脂,其結構設計獨特,通過復雜胺基與苯乙烯二乙烯基苯共聚物基質相連。該樹脂以游離堿形態(tài)供應,特別適用于從工藝物流中去除在酸性pH值條件下的鉈等重金屬。

  Tulsime? RCX-5143 在苛性蘇打再生方面展現出卓越的穩(wěn)定性。產品的優(yōu)勢如下:

  RCX-5143 能在苛性蘇打再生過程中保持很好穩(wěn)定的性能。

  作為一種極其耐用的宏觀多孔弱堿陰離子交換樹脂,RCX-5143 在去除工藝物流中的重金屬方面表現優(yōu)異。

  該樹脂非常適用于從工藝物流中清除處于酸性pH環(huán)境下的重金屬,從而保障工藝質量。

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  科海思鉛冶煉廠污酸含鉈廢水處理改進工藝的成功應用,不僅為解決含鉈酸性廢水的處理難題提供了一種有效的解決方案,而且顯著降低了環(huán)境污染風險,保障了人民健康安全,并為企業(yè)帶來了可觀的經濟效益。這一成果體現了科海思在環(huán)保技術領域的專業(yè)實力和創(chuàng)新能力。

  未來,科海思將繼續(xù)致力于環(huán)保技術革新,進一步加大研發(fā)投入,不斷探索和開拓新的技術路徑,優(yōu)化現有工藝,積極推廣使用更高效、更環(huán)保的水處理技術,通過持續(xù)的技術創(chuàng)新和管理優(yōu)化,推動工業(yè)生產向更加綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展。

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