有色冶煉污酸資源化處理技術(shù)的試驗(yàn)及應(yīng)用研究
本文關(guān)鍵詞:有色冶煉污酸資源化處理技術(shù)的試驗(yàn)及應(yīng)用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:有色冶煉行業(yè)煙氣制酸工段產(chǎn)生的污酸產(chǎn)量大、難處理,其處理問題日益受到重視。本研究針對云南某有色冶煉企業(yè)排放的污酸含砷高、pH值低的特點(diǎn),基于污酸資源化處理的思路,對污酸進(jìn)行真空蒸發(fā)濃縮試驗(yàn)研究,探討蒸發(fā)溫度、真空度、濃縮比、攪拌速度等操作條件對蒸發(fā)濃縮過程及污染物去除率的影響,并得出較優(yōu)的試驗(yàn)操作條件,探討結(jié)晶中重金屬的變化特征。根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果,結(jié)合云南有色冶煉行業(yè)現(xiàn)狀,提出新的污酸蒸發(fā)濃縮處理工藝,并進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)。試驗(yàn)結(jié)果表明:①污酸蒸發(fā)過程中,濃縮液的質(zhì)量主要受濃縮比的影響。濃縮比越高,濃縮液酸度越高,濃縮液中的污染物去除率越高。其中,砷的去除率在濃縮比為6-7時效果較為理想,氟、氯的去除率在濃縮比為6時較好;②提高試驗(yàn)過程中的蒸發(fā)溫度及操作真空度,有利于提高處理能力,同時能降低濃縮液中的砷、氟和氯離子的含量。結(jié)合能耗與濃縮液的質(zhì)量要求,選擇真空度為0.06MPa,蒸發(fā)溫度為125℃時進(jìn)行濃縮處理;③攪拌速度對氟、氯的去除率也有一定的促進(jìn)作用,攪拌速度越快對氟氯的去除效果越好。同時濃縮過程進(jìn)行一定程度的攪拌可增加結(jié)晶的產(chǎn)生量,攪拌速度在60~90r/min之間時結(jié)晶效果最好;④通過正交試驗(yàn)分析,結(jié)合相應(yīng)的成本控制分析,確定真空蒸發(fā)濃縮工藝處理有色冶煉污酸的最佳試驗(yàn)操作條件為蒸發(fā)溫度125℃,濃縮比6,真空度0.06MPa,攪拌速度60r/min。⑤通過XRD和XPS表征分析,污酸中主要的重金屬以AS2O3、 PbSO4、Cr2(SO4)3等形式沉積于結(jié)晶中,可通過蒸發(fā)結(jié)晶回收重金屬。為了資源化回收利用污酸中的硫酸及砷等重金屬資源,本研究從蒸發(fā)的角度,針對云南某有色冶煉企業(yè)的污酸處理規(guī)模,對其蒸發(fā)處理工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì),確定了蒸發(fā)濃縮處理方案,對蒸發(fā)操作的條件、蒸發(fā)器的型式進(jìn)行了工藝計(jì)算;確定了蒸發(fā)器的傳熱面積、結(jié)構(gòu)尺寸。本設(shè)計(jì)方案能夠有效回收硫酸及重金屬,方案經(jīng)濟(jì)可行,能夠較好的節(jié)約和利用能源,為冶煉企業(yè)的污酸處理提供了一種新的方案。
【關(guān)鍵詞】:有色冶煉 污酸 真空蒸發(fā)濃縮 資源化 三效蒸發(fā) 設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】:昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:X758
【目錄】:
- 摘要6-7
- Abstract7-14
- 第一章 緒論14-25
- 1.1 課題背景14-15
- 1.2 有色冶煉污酸概況15-18
- 1.2.1 有色冶煉污酸的來源15-16
- 1.2.2 有色冶煉污酸的主要成分16
- 1.2.3 有色冶煉污酸的危害16-18
- 1.3 有色冶煉污酸的處理研究現(xiàn)狀18-22
- 1.3.1 中和法18-20
- 1.3.2 高濃度泥漿(HDS)法20-21
- 1.3.3 硫化法21
- 1.3.4 膜處理法21
- 1.3.5 離子交換樹脂法21-22
- 1.3.6 蒸發(fā)濃縮法22
- 1.4 蒸發(fā)濃縮法研究現(xiàn)狀22-23
- 1.5 本課題的研究目的、意義及內(nèi)容23-25
- 1.5.1 研究目的與意義23-24
- 1.5.2 研究內(nèi)容24-25
- 第二章 試驗(yàn)方法及濃縮過程理論分析25-33
- 2.1 試驗(yàn)試劑及儀器25-26
- 2.2 試驗(yàn)方案26
- 2.3 分析測定方法26-27
- 2.4 污酸蒸發(fā)濃縮理論分析27-28
- 2.5 污酸蒸發(fā)濃縮除雜理論分析28-32
- 2.5.1 污酸蒸發(fā)回收砷28-29
- 2.5.2 污酸濃縮除鹽29-31
- 2.5.3 污酸濃縮除氟、氯31-32
- 2.6 本章小結(jié)32-33
- 第三章 有色冶煉污酸真空蒸發(fā)濃縮試驗(yàn)研究33-52
- 3.1 引言33
- 3.2 真空蒸發(fā)試驗(yàn)參數(shù)的確定33-34
- 3.3 蒸發(fā)溫度對濃縮過程的影響34-36
- 3.4 真空度對濃縮過程的影響36-38
- 3.5 濃縮比對濃縮過程的影響38-40
- 3.6 攪拌速度對濃縮過程的影響40-43
- 3.7 最佳試驗(yàn)操作條件研究43-47
- 3.7.1 因素及水平選取43-44
- 3.7.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析44-47
- 3.7.3 最佳試驗(yàn)條件47
- 3.8 結(jié)晶組分分析47-50
- 3.8.1 XRD表征分析48
- 3.8.2 XPS表征分析48-50
- 3.9 本章小結(jié)50-52
- 第四章 有色冶煉污酸蒸發(fā)濃縮處理工藝設(shè)計(jì)52-69
- 4.1 引言52
- 4.2 有色冶煉污酸濃縮蒸發(fā)濃縮工藝設(shè)計(jì)52-55
- 4.2.1 蒸發(fā)裝置概述52-54
- 4.2.2 蒸發(fā)濃縮工藝方案確定54-55
- 4.3 三效蒸發(fā)裝置設(shè)計(jì)計(jì)算55-65
- 4.3.1 設(shè)計(jì)要求55-56
- 4.3.2 估算各效蒸發(fā)量和溶液濃度56-57
- 4.3.3 估算各效溶液的沸點(diǎn)和有效總溫差57-59
- 4.3.4 加熱蒸汽消耗量和各效蒸發(fā)水量的初步計(jì)算59-60
- 4.3.5 蒸發(fā)器傳熱面積估算60-61
- 4.3.6 有效溫差分配61-62
- 4.3.7 校衡各效蒸發(fā)量62-65
- 4.3.8 計(jì)算結(jié)果匯總65
- 4.4 設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算65-67
- 4.4.1 加熱室的設(shè)計(jì)計(jì)算65-66
- 4.4.2 分離室的設(shè)計(jì)計(jì)算66-67
- 4.5 經(jīng)濟(jì)效益分析67-68
- 4.6 本章小結(jié)68-69
- 第五章 結(jié)論與展望69-72
- 5.1 結(jié)論69
- 5.2 論文主要創(chuàng)新點(diǎn)69-70
- 5.3 展望70-72
- 致謝72-73
- 參考文獻(xiàn)73-78
- 附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表論文目錄78-80
- 附錄B 攻讀碩士期間參加的科研項(xiàng)目80
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