一種濕法煉鋅過程中排放含氯廢水凈化的方法與流程

文檔序號：11222644閱讀：642來源：國知局

導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>環(huán)保節(jié)能,再生,污水處理設(shè)備的制造及其應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明屬于化工冶金技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種濕法煉鋅過程中排放含氯廢水凈化的方法。

背景技術(shù)：

目前，世界鋅產(chǎn)量的80%~85%均由濕法工藝生產(chǎn)，即焙燒－浸出－凈化－電積，在此工藝中由于廢電解液的循環(huán)以及大量外購高氯含量的粗氧化鋅作為原料，氯離子在體系中迅速累積，有的氯離子濃度甚至高達(dá)幾千mg·l^-1。高濃度的氯離子不僅會加劇設(shè)備及管道的腐蝕作用，而且在電積過程中對陽極和陰極有破壞作用。氯離子腐蝕陽極，增加電解液中的鉛含量，使析出鋅含鉛升高而降低品級，同時縮短陽極壽命，氯離子還可能在陽極氧化成氯酸鹽，加劇陽極的腐蝕。由于腐蝕，陽極變得凹凸不平，陽極電流密度分布不均，增加電耗。此外，電解液中的cl^-還會加速陰極鋅的溶解，降低電流效率。一般認(rèn)為，當(dāng)電解液中氯離子濃度低于100mg·l^-1時，上述不利影響將顯著降低。

目前從鋅電解液中除氯的方法主要有硫酸銀沉淀法、氯化亞銅沉淀法、針鐵礦法、萃取法和離子交換法。其中硫酸銀沉淀法除氯效果最好，但銀鹽價格昂貴，銀的再生效率低，不適于工業(yè)生產(chǎn)。氯化亞銅沉淀法廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中，但為了將氯離子降至100mg·l^-1以下需要加入大大過量的cuso4和鋅粉，且反應(yīng)時間較長，比如中國專利cn104046793b。針鐵礦法用于含鐵的硫酸鋅溶液中除氯離子，使溶液中的鐵以針鐵礦礦的形式沉淀吸附氯離子，比如中國專利cn106381388a，但是該法除氯效果較差，不到40%左右。萃取法對氯離子選擇性較強(qiáng)，除氯效果佳，比如中國專利cn103451449b、cn102732722a，但是萃取法在工業(yè)上存在萃取劑溶解和揮發(fā)損失，導(dǎo)致該法成本過高，不適合工業(yè)化。離子交換法（cn204529926u、cn101492772a）流程短、操作簡單、運營成本較低，國內(nèi)許多濕法煉鋅廠采用此方法脫氯，但樹脂再生過程耗水量大、脫氯再生廢水需進(jìn)一步處理方可排放或循環(huán)使用。對于離子交換法產(chǎn)生的樹脂再生廢水，一些廠家才用石灰進(jìn)行中和，產(chǎn)出硫酸鈣渣，由于脫氯時部分硫酸鋅溶液被樹脂機(jī)械夾帶，再生時這些被夾帶的硫酸鋅大部分進(jìn)入脫氯液中，因此，脫氯廢水同時含有少量鋅金屬，鋅金屬也被石灰沉淀，生成硫酸鈣和氫氧化鋅渣，造成大量的鋅損失。一般而言，樹脂再生廢水中氯離子濃度高達(dá)1000ppm以上，含有約50g/l的硫酸及少量的zn²⁺、mn²⁺。若廢水中的氯離子濃度低于0.50g·l^-1，脫氯后的洗滌液可作為淋洗液回用與樹脂再生過程，實現(xiàn)洗滌脫氯廢水的減排與資源循環(huán)利用，既可降低脫氯成本，同時也可解決石膏堆放帶來的環(huán)境問題。

綜上所述，目前以離子交換法除鋅電解液中的氯離子，存在含氯廢水難以處理的問題，因此，一種樹脂脫氯廢水的凈化方法亟待開發(fā)，才能使脫氯廢液可作為再生液循環(huán)使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對目前采用離子交換法脫除鋅電解液中的氯離子存在的問題，即樹脂再生廢水的凈化，提出了一種濕法煉鋅過程中排放含氯廢水凈化的方法，其工藝過程包括將氧氣或空氣經(jīng)質(zhì)量流量器控制流量，計量后進(jìn)入臭氧發(fā)生器，臭氧發(fā)生器內(nèi)部放電管使部分氧氣在高壓、高頻的電場作用下轉(zhuǎn)化為臭氧，生成的臭氧與未電離的氣體組成混合氣體；混和氣體經(jīng)氣體分布器分散均勻后與具有一定溫度含氯廢水進(jìn)行接觸反應(yīng)，完成脫氯；尾氣經(jīng)堿液吸收氯氣后，再次進(jìn)入臭氧發(fā)生機(jī)，實現(xiàn)循環(huán)。

上述方法中，主要發(fā)生的反應(yīng)如下：

1.臭氧生成：

3o2→2o3

2.脫氯反應(yīng)：

o3+2cl^-+2h⁺→h2o+o2↑+cl2↑

3.副反應(yīng)：

o3+mn²⁺+h2o→mno2+o2+2h⁺

5o3+2mn²⁺+3h2o→2mno4^-+5o2+6h⁺

3o3+2mno2+h2o→2mno4^-+3o2+2h⁺

2mno4^-+10cl^-+16h⁺→5cl2+2mn²⁺+8h2o

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：（1）本工藝反應(yīng)條件溫和，在脫氯的過程中不帶走廢液中的有價金屬元素如鋅、錳，廢水凈化后循環(huán)使用可以使鋅元素富集，并得以回收；（2）本工藝中廢水經(jīng)凈化后，不產(chǎn)生二次廢水或廢氣，并得到附加值高的錳氧化物，可以用于濕法煉鋅過程中鐵離子的凈化；（3）本工藝臭氧可以循環(huán)使用，利用率高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于下面的實施例。

實施例一

（1）、氧氣經(jīng)解壓后經(jīng)流量計控制流量后導(dǎo)入臭氧發(fā)生機(jī)中，臭氧發(fā)生器內(nèi)部放電管使部分氧氣在高壓、高頻的電場作用下轉(zhuǎn)化為臭氧，生成的臭氧與未電離的氣體組成混合氣體，其中混和氣體中臭氧濃度為55mg/l。

（2）、將步驟（1）所得的混和氣體經(jīng)氣體分布器分散均勻后與含有氯離子濃度為1000mg/l、硫酸濃度為50g/l、鋅離子濃度為4g/l、錳離子的濃度為0.1g/l的廢水在70^°c進(jìn)行接觸反應(yīng)60min，完成脫氯并排出含少量氯氣的廢氣。

（3）、經(jīng)步驟（2）處理后的廢水，氯離子濃度為80mg/l，脫氯率為92%。