锌浸出劳氏洗布水有价金属回收与循环利用.doc

何煌辉：锌浸出劳氏压滤机洗布废水有价金属回收与循环利用 锌浸出劳氏压滤机洗布废水有价金属回收与循环利用何煌辉（株洲冶炼集团有限责任公司 ，湖南 株洲 412004）摘要：文章对锌浸出劳氏压滤机洗布废水的排放状况进行了分析，通过监测和采集废水进行静态沉降实验，提出了采用斜板沉淀池沉淀回收废水中固体物板框压滤机压滤净化沉降后的废水上清液的技术方案，实现废水中有价金属的回收和废水净化后作为劳氏压滤机洗布用水循环利用，并对项目投资和实施后经济效益进行了分析。关键词：劳氏压滤机洗布废水 斜板沉淀池 有价金属回收 废水循环利用 4株冶锌湿法冶炼过程中，浸出渣通过劳氏压滤机压滤产生洗布废水，含有较高浓度的锌、铅、镉等重金属元素和固体物，不能直接循环用于压滤机洗布，一般将废水直接排放，既污染环境又造成有价金属大量流失。为降低车间排放口污染物的排放浓度和排放总量，必须从生产设施的源头抓起，推行清洁生产工艺，综合回收废水中的有价金属和循环利用废水，实现经济效益与环保效益双赢的目标。1 项目实施前状况株冶锌一系统浸出渣压滤共有4台劳氏压滤机（型号：LAROX PF32-A1）在运行，渣压滤过程中冲洗滤布产生含渣废水，压滤机的运行周期过程为：进渣压滤出渣冲洗滤布，循环运行，每台机器一个周期约为15分钟，其中冲洗滤布时间约为2分钟，4台机器交叉同时运行，废水排放规律基本为每隔23分钟排放1次，日排放量约为300350 m3，采取经过一个约8m3斜板槽澄清的简单方法进行处理，并定期清理及回收底渣，但其处理能力及处理效果远不能满足环保要求，根据对经过简单斜板槽澄清后排放的废水进行监测分析，测得数据如表1所示。表1 简单澄清后废水成份（mg/L）样品批号PbZnCd2-2311.062677.024.0712-1515.892954.237.4110-207.871343.516.288-1215.832782.1031.392-1713.591191.418.481-1412.161876.814.02平均值12.732137.523.61从表1可以看出，废水经简单澄清后金属元素浓度范围为：Zn：1.23.0g/L，Pb：716mg/L，Cd：1438mg/L，据初步估算，每天流失进入总废水系统的金属锌量约为6001000Kg。2 废水沉降试验为充分了解劳氏压滤机洗布水的有关物理化学参数，为设计提供依据，在系统工艺运行有代表性的情况下，对劳氏压滤机洗布水按每隔1小时取废水样1个，然后进行颗粒物静态沉降实验和成份测定，绘制出颗粒物静态沉降曲线如图1，废水及沉降物中锌含量测定结果如表2。图1 颗粒物静态沉降曲线从图1（系列1为粗颗粒;系列2为细颗粒）可以看出：废水中粗颗粒的沉降速率较快，第1小时内的平均沉降速率为20.8mm/min，第2小时内的平均沉降速率为10.3mm/min；而细颗粒的沉降速率相对较慢，第1小时内的平均沉降速率为10.1mm/min，第2小时内的平均沉降速率为5.8mm/min ，粗颗粒比细颗粒的沉降速度快1倍。表2 废水及沉降物中锌含量项目上清液含Zn(mg/L)废水含固量(g/L)沉降物含Zn(%)废水总含Zn(g/L)1#1631.64.938016.202.43162#1649.71.195918.141.86673#1596.54.625216.652.36664#1720.511.417618.133.79055#1274.66.527819.642.55676#1568.85.333418.032.5304均值1573.65.673017.802.5904从表2、表3同样可以得出如下结论：废水中总含锌量为2.5904 kg/m3，其中可沉降进入渣中的含锌量为1.01kg/m3，不能沉降仍然留在废水上清液中的含锌量为1.5736 kg/m3，通过沉降回收渣的方式可使废水中40%的锌、90%的铅、50%的镉得到回收。如果废水上清液通过其它方法再循环利用，则废水中的金属锌可全部得到回收，每天的金属锌回收量为：300350 m32.59048001000 kg。表3 废水沉降前后金属元素浓度及去除率项 目PHZnPbCd废水原液(mg/L)562000300020502050沉降上清液(mg/L)5612001600231020金属回收率(%)4090503 废水回收利用技术方案3.1 工艺流程洗布废水排放流量为1015 m3/h，根据沉降实验结果和现场配置条件，可采用新建1个10m3混合池、30m3的斜板沉淀池、10m3上清池串连处理的方法，池体总有效容积不少于50m3，可确保废水沉降停溜时间不低于3小时，泥浆颗粒物得到充分沉降。沉降的底流泥浆由泵打回锌系统（泥桨槽），上清液经板框压滤机压滤，进一步净化去除固体物后，打回LAROX压滤机用的洗布水贮槽作为洗布补充水。经过一段时间的循环运行，上清液中的锌和酸度得到浓缩，可将上清液开路用泵打到锌系统浓缩槽使用，从而实现渣、液分别回收，废水循环利用的目的。工艺流程框图如图2所示。3.2 沉淀池结构沉淀池池体采用钢结构（不锈钢），规格：长宽高=800035002200 mm；斜板采用PVC板，规格：1000850 4 mm；板间距离：68cm；斜板斜度：60。沉淀池结构示意图如图3、图4所示。上清LAROX压滤机板框压滤机洗布废水混合池斜板沉淀池上清池上清上清泥浆槽底流底流底流滤液滤渣洗布用水贮槽皮带运输机溢流浓缩槽上清注：实线框表示新增设备，虚线框表示锌系统已有设备生产用水图2 废水回收处理基本流程图泥浆输送管道废水总进口混合池斜板斜板沉淀池泥浆泵液位计80003500上清池废水泵上清输送管道阀门图3 沉淀池平图3 沉淀池平面结构示意图2200图4 沉淀池横断面结构示意图3.3 主要设备及材料项目所需硬件设施主要包括沉淀池、泵、管道、压滤机、皮带运输机、控制测量设备等，主要设备及材料如表4所示。表4 主要设备及材料表序号名称规格型号数量1厢式压滤机XM12501250601台2皮带运输机B10001台3压滤泵HTB-2K-65/50/Y160-M2-2，15KW 1套4压滤机下料斗不锈钢1个5泥浆泵HTB-2k-100/35/Y160M2-2，N=15kw1套6废水泵2-1/2陶瓷泵1套7液位计1台8控制箱1个9PVC板厚度4mm 4t10模压管80200m11不锈钢闸阀Dg8010个12弯头8030个13三通8010个3.4 设施平面配置根据现场现有场地条件，沉淀池在现有小斜板槽(皮带廊下)一楼建造，板框压滤机安装于三楼楼道口LAROX压滤机旁，输送管道基本按原有管道走向安装，由于新安装板框压滤机位置的楼层面积有限，须用钢结构加大楼层的操作平面，保证安全操作通道。4 项目投资概算株冶劳氏压滤机洗布废水综合回收项目，其投资费用主要包括土建、设备、沉淀池制作及管道安装等费用，项目投资估算如表5所示。表5 项目投资概算表序号项 目费用(万元)1土建费5.02设备、材料费38.003安装费18.04其它费用7.0费用合计68.005 经济效益分析株冶劳氏压滤机洗布废水没有回收利用前为直接排放进入总废水系统，由总废水处理站进行集中处理，总废水处理站的废水处理成本约为1.2元/吨，劳氏压滤机洗布废水的年排放量约为100000 m3，则每年必须支出废水处理费用约为12万元。通过综合回收废水中的全部有价金属和循环利用废水，可产生如下效益：a. 每年从废水中回收金属锌量264330吨，产生直接经济效益130165万元；b. 每年可节约新水用量约为7万吨，节约费用5万元；c. 每年须增加运行费用10万元。综合以上三项费用，每年可产生经济效益125160万元，并且还将间接减少废水处理费用12万元。6 结论通过采用斜板沉淀池沉淀回收废水中固体物板框压滤机压滤净化废水上清液的技术方案处理劳氏压滤机洗布废水，使废水中有价金属得到全部回收，处理后废水得到循环利用，处理成本低，工艺简单，消除了环境污染，并可实现废水的零排放，具有相当可观的经济效益及环境效益。参考文献（略）6作者简介：何煌辉（1963-），男，高级工程师。主要从事环境管理及环境监测分析工作。 The zinc leachings - out the LAROX press filter to wash the cloth waste water contain the valence metalloporphyrin recovery and cycle exploitationHE Huang-hui(Zhuzhou Smelter Group co. Ltd Zhuzhou 412004 China)Abstract: The article leachings - out the condition of blowdown that the LAROX press filter washes the cloth waste water to carry on the analyse to the zinc, passing the monitor and collecting the waste water progress static state sedimentation experiment, putting forward to adopt the inclined board precipitation bath precipitation recovery waste water in after thing- plate-and-frame filter press of solid presses the filtes decontamination sedimentation of the technique project of the supernatant of waste water, carry out in the waste water have the valence metalloporphyrin of the recovery and waste waters are after purify be the LAROX press filter to wash the cloth to use the aqua make use of circularly, and invest and carry out to the i