有色冶炼污酸资源化处理技术的试验及应用研究

发布时间：2017-06-17 01:06

  本文关键词：有色冶炼污酸资源化处理技术的试验及应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：有色冶炼行业烟气制酸工段产生的污酸产量大、难处理,其处理问题日益受到重视。本研究针对云南某有色冶炼企业排放的污酸含砷高、pH值低的特点,基于污酸资源化处理的思路,对污酸进行真空蒸发浓缩试验研究,探讨蒸发温度、真空度、浓缩比、搅拌速度等操作条件对蒸发浓缩过程及污染物去除率的影响,并得出较优的试验操作条件,探讨结晶中重金属的变化特征。根据试验研究结果,结合云南有色冶炼行业现状,提出新的污酸蒸发浓缩处理工艺,并进行了工艺设计。试验结果表明：①污酸蒸发过程中,浓缩液的质量主要受浓缩比的影响。浓缩比越高,浓缩液酸度越高,浓缩液中的污染物去除率越高。其中,砷的去除率在浓缩比为6-7时效果较为理想,氟、氯的去除率在浓缩比为6时较好；②提高试验过程中的蒸发温度及操作真空度,有利于提高处理能力,同时能降低浓缩液中的砷、氟和氯离子的含量。结合能耗与浓缩液的质量要求,选择真空度为0.06MPa,蒸发温度为125℃时进行浓缩处理；③搅拌速度对氟、氯的去除率也有一定的促进作用,搅拌速度越快对氟氯的去除效果越好。同时浓缩过程进行一定程度的搅拌可增加结晶的产生量,搅拌速度在60～90r/min之间时结晶效果最好;④通过正交试验分析,结合相应的成本控制分析,确定真空蒸发浓缩工艺处理有色冶炼污酸的最佳试验操作条件为蒸发温度125℃,浓缩比6,真空度0.06MPa,搅拌速度60r/min。⑤通过XRD和XPS表征分析,污酸中主要的重金属以AS2O3、 PbSO4、Cr2(SO4)3等形式沉积于结晶中,可通过蒸发结晶回收重金属。为了资源化回收利用污酸中的硫酸及砷等重金属资源,本研究从蒸发的角度,针对云南某有色冶炼企业的污酸处理规模,对其蒸发处理工艺进行了设计,确定了蒸发浓缩处理方案,对蒸发操作的条件、蒸发器的型式进行了工艺计算；确定了蒸发器的传热面积、结构尺寸。本设计方案能够有效回收硫酸及重金属,方案经济可行,能够较好的节约和利用能源,为冶炼企业的污酸处理提供了一种新的方案。
【关键词】：有色冶炼 污酸 真空蒸发浓缩 资源化 三效蒸发 设计
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X758
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 第一章 绪论14-25
• 1.1 课题背景14-15
• 1.2 有色冶炼污酸概况15-18
• 1.2.1 有色冶炼污酸的来源15-16
• 1.2.2 有色冶炼污酸的主要成分16
• 1.2.3 有色冶炼污酸的危害16-18
• 1.3 有色冶炼污酸的处理研究现状18-22
• 1.3.1 中和法18-20
• 1.3.2 高浓度泥浆(HDS)法20-21
• 1.3.3 硫化法21
• 1.3.4 膜处理法21
• 1.3.5 离子交换树脂法21-22
• 1.3.6 蒸发浓缩法22
• 1.4 蒸发浓缩法研究现状22-23
• 1.5 本课题的研究目的、意义及内容23-25
• 1.5.1 研究目的与意义23-24
• 1.5.2 研究内容24-25
• 第二章 试验方法及浓缩过程理论分析25-33
• 2.1 试验试剂及仪器25-26
• 2.2 试验方案26
• 2.3 分析测定方法26-27
• 2.4 污酸蒸发浓缩理论分析27-28
• 2.5 污酸蒸发浓缩除杂理论分析28-32
• 2.5.1 污酸蒸发回收砷28-29
• 2.5.2 污酸浓缩除盐29-31
• 2.5.3 污酸浓缩除氟、氯31-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第三章 有色冶炼污酸真空蒸发浓缩试验研究33-52
• 3.1 引言33
• 3.2 真空蒸发试验参数的确定33-34
• 3.3 蒸发温度对浓缩过程的影响34-36
• 3.4 真空度对浓缩过程的影响36-38
• 3.5 浓缩比对浓缩过程的影响38-40
• 3.6 搅拌速度对浓缩过程的影响40-43
• 3.7 最佳试验操作条件研究43-47
• 3.7.1 因素及水平选取43-44
• 3.7.2 正交试验结果分析44-47
• 3.7.3 最佳试验条件47
• 3.8 结晶组分分析47-50
• 3.8.1 XRD表征分析48
• 3.8.2 XPS表征分析48-50
• 3.9 本章小结50-52
• 第四章 有色冶炼污酸蒸发浓缩处理工艺设计52-69
• 4.1 引言52
• 4.2 有色冶炼污酸浓缩蒸发浓缩工艺设计52-55
• 4.2.1 蒸发装置概述52-54
• 4.2.2 蒸发浓缩工艺方案确定54-55
• 4.3 三效蒸发装置设计计算55-65
• 4.3.1 设计要求55-56
• 4.3.2 估算各效蒸发量和溶液浓度56-57
• 4.3.3 估算各效溶液的沸点和有效总温差57-59
• 4.3.4 加热蒸汽消耗量和各效蒸发水量的初步计算59-60
• 4.3.5 蒸发器传热面积估算60-61
• 4.3.6 有效温差分配61-62
• 4.3.7 校衡各效蒸发量62-65
• 4.3.8 计算结果汇总65
• 4.4 设备设计计算65-67
• 4.4.1 加热室的设计计算65-66
• 4.4.2 分离室的设计计算66-67
• 4.5 经济效益分析67-68
• 4.6 本章小结68-69
• 第五章 结论与展望69-72
• 5.1 结论69
• 5.2 论文主要创新点69-70
• 5.3 展望70-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-78
• 附录A 攻读硕士期间发表论文目录78-80
• 附录B 攻读硕士期间参加的科研项目80

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