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碱溶性金属危险废物资源化技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-12-25  来源:无忧固废网  浏览次数:618
核心提示:危险废物实行资源化利用,既能减少原材料的消耗,又能降低危险废物的排出量,减少对环境的危害,有明显的环境效益、经济效益和社会效益。
     

       2017年12月17日,同济大学教授赵由才在“中国化工行业危险废物减量化、资源化与无害化技术论坛”就碱溶性金属危险废物资源化冶炼回收技术作了详细讲解。
       以下内容根据现场发言整理,未经发言人审核
 
       我国碱溶性金属危险废物资源化的概况
       碱溶性金属危险废物的主要来源
       碱溶性金属危险废物主要来源于贫杂矿渣、钢厂烟尘、冶炼厂废渣、尾矿等,目前存量超过1亿吨,还在以200万吨/年的速度增长。
 
       碱溶性金属危险废物的危害
       这些危险废物堆存在堆场或尾矿库侵占大量土地,污染土壤、水源,严重影响当地生态环境。近几年此类污染引起的群体性事件频发,溃坝、塌方时有发生,周边居民的生命财产安全受到严重威胁。
 
       碱溶性危险废物资源化的必要性
       我国矿物质资源匮乏,从世界45钟主要矿物来看,我国居第三位,但人均占有量仅为世界平均水平的1/2。由于粗放式经营,资源利用率低,浪费严重,很多资源没有发挥效益,成为废弃物。这些废物中含有大量的金属资源,如果不进行回收利用,可造成巨额经济损失。
 
       传统资源化方法的局限性
       由于碱溶性金属危险废物所含金属品位低且成分复杂,采用传统的方法进行无选择性溶解,酸耗高,固液分离与杂困难,主价元素损失极大,难以有效处理,急需开拓新技术。
 
       碱溶性金属危险废物碱介质提取技术
       赵由才教授说,针对传统方法存在的严重缺陷,根据锌、铅、钨、钼在强碱溶液中高效选择溶解的特性,建立了完整的大宗碱溶性金属废物碱介质提取与产业化应用体系,实现了废物从无序堆放向有序可控资源化无害化的重大变革。
 
       碱溶性金属危险废物碱介质提取技术具体包括以下四项技术。
 
       1碱溶性金属废物碱介质高效浸出技术

       锌铅钨钼碱介质浸出过程
       (1)建立了锌铅电极电位E-pH定量关系与溶解平衡模型,研究了钼钨废物中钨钼的结合形态。
 
       (2)发现了碱介质溶解度顺序:ZnO>ZnCO3>Zn2SiO4 ,PbO>PbCO3> PbSiO3 ,ZnS、ZnFe2O4、PbS不溶,需转化与预处理。
 
       (3)阐明了废物中钨钼主要与Si结合形成稳定矿物晶格,无法直接浸出,需预处理。
 
       转化与预处理技术研发
 
       (1)开发了硫化锌机械活化转化浸出技术,通过PbCO3使ZnS直接转化为碱溶性Na2Zn(OH)4,浸出率从0%提高到98%以上。
 
       (2)提出了铁酸锌水解-熔融预处理技术,浸取率从0%提高到95%。
 
       (3)研发了钼尾矿挥发富集预处理技术,经混合酸预处理破坏钼-硅晶格、加热挥发富集,浸出率从0%提高到95%。
 
       2碱溶性金属废物碱浸体系的深度净化技术

       锌酸钠溶液中铅、铁等杂质定量分离技术
       (1)研究了酸性、中性、弱碱性、强碱性溶液中Zn、Pb、Fe、Cu、Cr、Ni、Co等元素的化学沉淀分离方法。
       (2)发现了在强碱性溶液中只有硫化钠基分离剂可从锌酸钠溶液定量分离Pb、Fe、Cu、Cr、Ni、Co等阳离子,而锌无任何损失。
 
       钨或钼与磷、砷、硅杂质萃取定量分离
       (1)研究了钨或钼在碱性介质中与P、As、Si杂质结合的形态。
       (2)发现了钨或钼与杂质以W/(P、As、Si)=11或Mo/ (P、As、Si)=2.5、3、11的杂多阴离子形式存在,且可与伯胺形成疏水性有机缔合物。
 
       钨或钼与磷、砷、硅杂质萃取定量分离
       (1)研制了伯胺-磷酸三丁酯协同萃取剂,以杂多酸缔合物形式定量分离和回收磷、砷、硅,而钨或钼无损失。
       (2)了以十二烷胺为捕收剂、氯化铁为共沉剂的胶体吸附浮选分离技术,实现了钨或钼与砷、磷、硅等杂质的定量分离,而钨或钼无损失。
 
       3碱介质体系中金属的高值化提取技术

       碱介质中铅或锌电沉积过程
       (1)研究了各种杂质对锌铅碱介质电沉积过程的影响及电极反应机理及动力学。
       (2)发现了碱介质中分解电压比酸法低0.48V,电解电耗少30%。
       (3)发明了电沉积新技术,Cl和F杂质许可含量可达饱和浓度 ,适用于高氯高氟原料,大幅度拓宽了原料适应范围。
 
       金属产品提取关键技术
       (1)发明了一种镁合金阴极板,实现了锌与铅的分步电解与电沉积物的同步自动剥离,极大减轻了电解车间的劳动强度。
       (2)实现了一步法直接生产高品质锌粉,彻底改变了传统的锌锭生产锌粉的技术路线。
       (3)完善了钨酸盐及钼酸盐的定向可控结晶、微量有机物及杂质的晶化深度分离技术。
 
       4碱溶性金属废物碱介质提取技术集成

       电沉积物阻燃清洗与抗氧化干燥技术
       (1)研发了复合清洗抗氧化配方(0.01%葡萄糖和甲基膦酸二甲酯)
       (2)比选和改进了上悬式人工卸料离心机和双锥回转抗氧化真空干燥机.
       (3)发明了高活性片状锌粉加工设备。产品的比表面积、活性等比传统金属粉提高20-40%。
 
       过程环境保护
       (1)研发了电解废液苛化再生碱技术,使钠盐高效转化再生碱,生产溶液全部内部闭路循环,无任何废水外排。
       (2)比选了生产蒸汽的燃料,表明采用农林废物即可满足生产要求。
       (3)研究了浸出渣的浸出毒性,表明经碱介质处理与资源化的废物无毒无害,可作为一般废物利用(如制砖、厂区铺路等)。
       (4)研发了废物堆场和尾矿库清理技术,实现了堆场的生态修复。
       (5)采用了LCA方法评价酸、碱介质提取技术,表明碱介质工艺在节能减排、温室效应等方面明显优于酸法。
       技术优势及意义
       碱溶性危险废物碱介质提取技术实现了工艺闭路循环,无废水、二氧化硫、氮氧化物和COD排放, 浸出渣为一般固体废物, 使锌铅危险废物得到资源化、无害化处理。
这项技术实现了从原料一步法直接生产金属粉,改变长期依赖进口的局面,实现了碱溶性金属生产工艺的重大变革,为产业结构调整和产业升级提供了重大技术支持。
       报告最后,赵教授强调危险废物的资源化利用一定要确保环境安全和人体安全,把安全放在第一位。
 
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