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污酸中有价成份的综合利用及有害元素As的去除工艺试验研究

张二军 周康根 张雪凯 陈伟 彭长宏

张二军, 周康根, 张雪凯, 陈伟, 彭长宏. 污酸中有价成份的综合利用及有害元素As的去除工艺试验研究[J]. 工程科学学报, 2021, 43(4): 521-528. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.09.005
引用本文: 张二军, 周康根, 张雪凯, 陈伟, 彭长宏. 污酸中有价成份的综合利用及有害元素As的去除工艺试验研究[J]. 工程科学学报, 2021, 43(4): 521-528. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.09.005
ZHANG Er-jun, ZHOU Kang-gen, ZHANG Xue-kai, CHEN Wei, PENG Chang-hong. Experimental research on the comprehensive utilization of valuable components and centralized removal of harmful elements in waste acid[J]. Chinese Journal of Engineering, 2021, 43(4): 521-528. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.09.005
Citation: ZHANG Er-jun, ZHOU Kang-gen, ZHANG Xue-kai, CHEN Wei, PENG Chang-hong. Experimental research on the comprehensive utilization of valuable components and centralized removal of harmful elements in waste acid[J]. Chinese Journal of Engineering, 2021, 43(4): 521-528. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.09.005

污酸中有价成份的综合利用及有害元素As的去除工艺试验研究

doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.09.005
基金项目: 中南大学博士后科研启动基金资助项目(140050037)
详细信息
    通讯作者:

    E-mail: Zhoukg63@163.com

  • 中图分类号: X756

Experimental research on the comprehensive utilization of valuable components and centralized removal of harmful elements in waste acid

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  • 摘要: 目前我国大型冶炼企业产生的污酸均被当做一种高浓度重金属废水来处理,不仅需要高额的废水处理费用,而且还会产生大量的废水处理渣。结合污酸及氧化锌烟灰的主要成份,采用循环浸出工艺,利用污酸对氧化锌烟灰进行浸出,浸出完全后,综合回收浸出液中的Cu、Zn、As。实验研究了终点pH、浸出温度、浸出时间对污酸一次浸出和二次循环浸出的影响,以及双氧水加入量、温度、时间对一次除As的影响和硫化钠加入量、温度、时间对二次除As的影响。实验表明:最佳一次浸出条件为终点pH值为1.5、反应温度为85 ℃、反应时间为5 h;最佳二次循环浸出条件为终点pH值为4、反应温度为85 ℃;最佳一次除As条件为每毫升二次循环浸出液添加0.067 mL双氧水、反应温度为40 ℃、反应时间为1.5 h;最佳二次除As条件为每毫升一次除As后液添加0.02 g硫化钠、反应温度为35 ℃、反应时间为2 h。污酸综合利用后, 原来的高浓度重金属废水变成了中性废水,其中的重金属(As、Cu、Zn)质量浓度分别降至3.26、2.63和50.63 mg·L−1,稍加处理即可达到污水综合排放标准。此工艺既综合回收了污酸和氧化锌烟灰中的有价成份,又集中处理了有害元素As,消减了危险废物的产生量,达到了节能减排的目的。
  • 图  1  污酸中有价成份的综合利用及有害元素的集中处理工艺实验示意图

    Figure  1.  Diagram of the comprehensive utilization of valuable components and centralized treatment of harmful elements in sewage acid

    图  2  不同条件对污酸一次利用循环浸出的影响。(a)pH;(b)反应温度;(c)反应时间

    Figure  2.  Effects of different conditions on the first utilization leaching cycle for sewage acid:(a) pH;(b) temperature;(c) time

    图  3  不同pH下二次循环浸出液中各金属浓度。(a)Zn2+;(b)Cu2+

    Figure  3.  Concentrations of metals in the second circulation leach solution at different pH values:(a) Zn2+;(b) Cu2+

    图  4  不同条件对As一次去除的影响。(a)双氧水用量;(b)去除温度;(c)去除时间

    Figure  4.  Effects of different conditions on the first removal efficiency of As:(a) dosage of H2O2; (b) temperature; (c) time

    图  5  各条件对二次除As的影响。(a)硫化钠用量;(b)去除温度;(c)去除时间As

    Figure  5.  Effects of different conditions on the second removal efficiency of As: (a) dosage of Na2S;(b) temperature;(c) time

    图  6  污酸综合利用实验中试主要物料和金属走向

    Figure  6.  Flow chart of the main substances and metal trends in the pilot test of the comprehensive utilization of sewage acid

    表  1  污酸主要成分

    Table  1.   Chemical composition of waste acid g·L−1

    H2SO4AsCuFeZn
    223.364.570.490.360.22
    下载: 导出CSV

    表  2  氧化锌烟灰主要成分

    Table  2.   Chemical composition of zinc oxide dust %

    AsCuFeZnPb
    2.330.894.6250.5211.18
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-09
  • 网络出版日期:  2021-03-17
  • 刊出日期:  2021-03-31

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