申请日2018.03.07
公开(公告)日2018.08.03
IPC分类号C02F11/00; C02F11/12; C02F11/14
摘要
本发明公开了一种钢丝绳污泥和废酸无害化处理方法，利用废盐酸浸提钢丝绳污泥中金属离子铁、铅、锌，残渣送至危废处置中心处理;根据原料废酸及污泥中成分变化，进行一定的离子种类调整;通过浸提液pH值调节、以及硫化物沉淀，去除浸提液中铅、锌离子;再通过氢氧化物沉淀，使浸提液中铁离子以氢氧化铁形式沉淀;氢氧化铁通过清洗、脱水后，用电极箔废硫酸溶解，形成硫酸铁溶液;混凝沉淀后的上清液，为高浓度的氯化钙溶液，加入电极箔废硫酸反应生成氯化氢气体、石膏固体，溶液经过滤后纳管排放。本发明解决了钢丝绳生产过程中产生的污泥毒性高、危害大、产量大、难处理以及产生二次污染风险的问题。
权利要求书
1.一种钢丝绳污泥和废酸无害化处理方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：将钢丝绳污泥与废盐酸以1:3～1:10的比例在浸提反应釜内混合均匀，充分浸提，浸提时间1～4小时，未溶解污泥残渣送至危废处置中心处理;
步骤二：步骤一中浸提液进入离子重整系统，根据钢丝绳污泥及废盐酸原料成分，确定药剂投加量;
步骤三：步骤二中离子重整后的浸提液进入混凝沉淀系统，先将浸提液pH值调节至1.0～3.0，再投加硫化钠，使铅锌离子以硫化物形式沉淀，沉淀的铅锌污泥清洗、干燥后送至冶炼厂作为铅锌冶炼原材料，上层清液进入步骤四进行下一步处理;
步骤四：步骤三中混凝沉淀的出水，进入二级混凝沉淀，通过投加石灰乳溶液，使溶液中铁离子以氢氧化铁形式沉淀，沉淀后的出水进入步骤五进行下一步处理，氢氧化铁沉淀进入步骤六进行下一步处理;
步骤五：步骤四中沉淀后的出水，加入电极箔废硫酸，反应生成氯化氢气体、石膏固体，溶液经过滤后纳管排放;
步骤六：步骤四中生成的氢氧化铁沉淀，经清洗、干化处理后，用电极箔废硫酸溶解，形成硫酸铁溶液，用于制备净水剂聚合硫酸铁;
步骤七：步骤三中反应生成的硫化氢气体，通过二级填料吸收塔和活性炭除臭装置吸收。
2.按照权利要求1所述的一种钢丝绳污泥和废酸无害化处理方法，其特征在于：所述步骤二进行还原反应，投加的药剂为铁粉，将三价铁离子还原成二价铁离子。
3.按照权利要求1所述的一种钢丝绳污泥和废酸无害化处理方法，其特征在于：所述步骤三pH调节采用3%～30%氢氧化钠溶液进行调节，停留时间30～60分钟;所述硫化钠，采用10%～30%硫化钠溶液，反应时间30～60分钟;所述干燥后的铅锌沉淀中，铅总含量6%～15%，锌总含量7%～11%。
4.按照权利要求1所述的一种钢丝绳污泥和废酸无害化处理方法，其特征在于：所述步骤四中氢氧化铁沉淀采用10%～30%的石灰乳溶液，混凝沉淀时间1～2小时;所述出水氯化钙浓度为10%～40%。
5.按照权利要求1所述的一种钢丝绳污泥和废酸无害化处理方法，其特征在于：所述步骤五中反应在0℃～100℃条件下进行，反应时间30～60分钟，生成的氯化氢气体可用水或稀盐酸吸收后用于钢丝绳酸洗工段;生成的石膏固体作为石膏板等建筑材料;出水经管式微滤单元去除悬浮固体后，达到城市污水处理纳管要求后，排放;管式微滤单元采用内压式、单管微滤膜组件，出水与回水比为1:6～1:12。
6.按照权利要求1所述的一种钢丝绳污泥和废酸无害化处理方法，其特征在于：所述步骤六中形成的硫酸铁溶液浓度为10%～15%。
7.按照权利要求1所述的一种钢丝绳污泥和废酸无害化处理方法，其特征在于：所述步骤七中硫化氢吸收采用5%～20%的氢氧化钠溶液，生成的硫化钠回用至混凝沉淀系统。
说明书
一种钢丝绳污泥和废酸无害化处理方法
技术领域
本发明涉及一种污泥和废酸无害化处理方法，特别是一种钢丝绳污泥和废酸无害化处理方法。
背景技术
废盐酸，其中含HCl一般>5%，同时可能含大量Fe2+以及一定量的Pb2+或Zn2+离子。因其酸浓度高，具有强腐蚀性，被列入国家危险废物名录(HW34废酸)。目前广泛采用的处理方法有(1)酸碱中和法，但其药剂消耗量大，且会产生大量重金属污泥，形成二次污染;(2)高温焙烧法，回收HCl及铁红，但该工艺处理成高，生成的铁红中含一定量铅锌离子，影响其品质。
钢丝绳污泥是钢丝绳酸洗后冲洗水，处理过程中产生的氢氧化物沉淀，主要以Fe、Ca、Zn、Pb等重金属氢氧化物为主。因污泥中重金属含量高，毒性高，被列入国家危险废物名录(HW17表面处理废物)。重金属污泥目前主要的处理方法为水泥窑协同处置，但钢丝绳污泥中高铅、锌、氯含量，会对水泥品质产生影响，其协同处置能力受限，影响水泥品质，且水泥窑协同处置无法从根本上去除重金属，且造成了资源的浪费。
目前对钢丝绳污泥、废盐酸及电极箔废硫酸资源化、无害化处理的工艺研究较少。
专利 CN 105603447 A(一种钢丝绳酸洗废酸资源化处置工艺的系统和方法)采用“高压氯化氢分离+低压脱水+高温焙烧”的方法实现分离氯化氢、回收沉淀铅、回收氧化铁颜料的目的，该发明忽略了钢丝绳废酸中存在的其他杂质对沉淀铅及氧化铁颜料的品质影响，同时，能耗极高。
专利CN 107098556 A(钢丝绳生产中的污泥资源化回收金属的方法)采用电解法处理钢丝绳污泥废酸混合液，回收其中重金属离子，电解液则处理后制成氯化亚铁溶液。钢丝绳污泥废酸混合液中不活泼金属(铜、铅等)的总含量在0.5%以下，采用电解法处理，其电能消耗量过高。
专利CN 106186445 A(一种钢丝绳酸洗废酸和含高锌、铅污泥共处置系统及工艺)直接采用硫化物沉淀法处理钢丝绳废酸和含高锌、铅污泥的混合液，其忽略了钢丝绳废酸中存在的大量铁离子对铅锌硫化物沉淀的影响，且未提及含高锌、铅污泥中其它重金属离子。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钢丝绳污泥和废酸无害化处理方法，解决钢丝绳生产过程中产生的污泥毒性高、危害大、产量大、难处理以及产生二次污染风险的问题，以及表面处理废酸产量大、腐蚀性高、危害大等问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种钢丝绳污泥和废酸无害化处理方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一：将钢丝绳污泥与废盐酸以1:3～1:10的比例在浸提反应釜内混合均匀，充分浸提，浸提时间1～4小时，未溶解污泥残渣送至危废处置中心处理;
步骤二：步骤一中浸提液进入离子重整系统，根据钢丝绳污泥及废盐酸原料成分，确定药剂投加量;
步骤三：步骤二中离子重整后的浸提液进入混凝沉淀系统，先将浸提液pH值调节至1.0～3.0，再投加硫化钠，使铅锌离子以硫化物形式沉淀，沉淀的铅锌污泥清洗、干燥后送至冶炼厂作为铅锌冶炼原材料，上层清液进入步骤四进行下一步处理;
步骤四：步骤三中混凝沉淀的出水，进入二级混凝沉淀，通过投加石灰乳溶液，使溶液中铁离子以氢氧化铁形式沉淀，沉淀后的出水进入步骤五进行下一步处理，氢氧化铁沉淀进入步骤六进行下一步处理;
步骤五：步骤四中沉淀后的出水，加入电极箔废硫酸，反应生成氯化氢气体、石膏固体，溶液经过滤后纳管排放;
步骤六：步骤四中生成的氢氧化铁沉淀，经清洗、干化处理后，用电极箔废硫酸溶解，形成硫酸铁溶液，用于制备净水剂聚合硫酸铁;
步骤七：步骤三中反应生成的硫化氢气体，通过二级填料吸收塔和活性炭除臭装置吸收。
进一步地，所述步骤二进行还原反应，投加的药剂为铁粉，将三价铁离子还原成二价铁离子。
进一步地，所述步骤三pH调节采用3%～30%氢氧化钠溶液进行调节，停留时间30～60分钟;所述硫化钠，采用10%～30%硫化钠溶液，反应时间30～60分钟;所述干燥后的铅锌沉淀中，铅总含量6%～15%，锌总含量7%～11%。
进一步地，所述步骤四中氢氧化铁沉淀采用10%～30%的石灰乳溶液，混凝沉淀时间1～2小时;所述出水氯化钙浓度为10%～40%。
进一步地，所述步骤五中反应在0℃～100℃条件下进行，反应时间30～60分钟，生成的氯化氢气体可用水或稀盐酸吸收后用于钢丝绳酸洗工段;生成的石膏固体作为石膏板等建筑材料;出水经管式微滤单元去除悬浮固体后，达到城市污水处理纳管要求后，排放;管式微滤单元采用内压式、单管微滤膜组件，出水与回水比为1:6～1:12。
进一步地，所述步骤六中形成的硫酸铁溶液浓度为10%～15%。
进一步地，所述步骤七中硫化氢吸收采用5%～20%的氢氧化钠溶液，生成的硫化钠回用至混凝沉淀系统。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1. 本发明的离子重整步骤，可有效实现铅锌与铁的分离，经硫化物沉淀后的氯化亚铁溶液中Pb含量<5mg/L，Zn含量<100mg/L。
2. 本发明中氢氧化铁的溶解聚合步骤，有效实现了钢丝绳污泥中铁元素与电极箔废硫酸的无害化、资源化处理。
3.本发明中的混凝沉淀出水的深度处理步骤，有效实现了电极箔废酸的资源化利用，生成的氯化氢可回用于钢丝绳厂进行表面处理，生成的石膏可用作石膏板等建材。
4. 本发明最大沉淀实现了钢丝绳污泥、酸盐酸、电极箔废硫酸的无害化处置和资源化利用。