冶煉廠污酸廢水除汞工藝技術(shù)實驗研究

馬 鈴 王 偉

（1.長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410004；2.湖南有色金屬研究院，湖南 長沙 410004）

某鉛鋅冶煉廠主要是以生產(chǎn)鉛、鋅系列產(chǎn)品為主，工藝流程為：沸騰焙燒→浸出→凈液→電解→熔鑄，浸出渣采取傳統(tǒng)的揮發(fā)窯工藝回收Zn、Pb、Ag、In等有價金屬，焙燒煙氣送往制酸。在制酸過程煙氣凈化工序產(chǎn)生污酸廢水，污酸廢水酸度大、水質(zhì)成份復(fù)雜（含高濃度的Hg、Zn、Cd、As、Pb等一類污染物），處理難度大。本文通過大量的資料檢索和實驗探索、研究，在保持某鉛鋅冶煉廠現(xiàn)有污酸廢水處理流程基本不變的前提下對硫化參數(shù)、二段石灰中和參數(shù)進行優(yōu)化，實驗取得了比較滿意的結(jié)果。

1 實驗準備

本實驗通過采用序批式實驗?zāi)M株冶的廢水處理工藝，通過改變硫化鈉的投加量等條件來得到最佳工藝參數(shù)，采用硫化+中和處理工藝進行除汞實驗。

1.1 廢水水質(zhì)。在某鉛鋅冶煉廠取得污酸廢水水樣，通過原子熒光光度計分析，廢水水質(zhì)見表1。

1.2 實驗藥劑配制。10%的石灰乳：稱取一份生石灰加入10份水；2%的Na2S·9H2O溶液：稱取20g化學(xué)純Na2S·9H2O溶于1000 mL水；1mg/mL的PAM溶液：稱取0.25gPAM溶于250 mL水；10%的硫酸亞鐵：稱取25g化學(xué)純FeSO4·7H2O溶于250 mL水。

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2 實驗內(nèi)容及實驗結(jié)果

2.1 硫化反應(yīng)時間條件實驗。取某鉛鋅冶煉廠污酸廢水1000mL，用10%的石灰乳調(diào)pH值2～3，反應(yīng)10min，再加入2%的Na2S溶液6 mL，于不同的反應(yīng)時間取樣、用快速濾紙過濾并分析過濾液中Hg的濃度。實驗結(jié)果顯示隨著反應(yīng)時間的延長，廢水中殘留Hg濃度逐漸下降，當(dāng)反應(yīng)時間達到50min后，廢水中殘留Hg濃度下降趨勢不明顯，反而有小幅度升高。

2.2 硫化、中和順序條件實驗。對株冶污酸廢水進行先中和后硫化、先硫化后中和實驗考察廢水中Hg的去除效果，實驗結(jié)果顯示：在其它條件基本相同的條件下，對株冶污酸廢水進行先中和后硫化比先硫化后中和廢水中Hg的去除效果好。

2.3 Hg返溶實驗?？疾鞆U水中硫化鈉加入量逐漸增大的情況下Hg的去除效果以及硫化鈉過量的情況下Hg的返溶情況。實驗結(jié)果顯示：對廢水先用石灰中和后，硫化鈉加入量在20-28mL之間Hg出現(xiàn)返溶，在硫化鈉加入量過量較大的情況下，Hg的去除效果好，且Hg的返溶現(xiàn)象不明顯。

2.4 二段中和pH條件實驗。一段硫化鈉加入量過量的情況下，考察二段石灰中和pH值對Hg的去除效果影響。由于處理后一段上清總Hg很低，配HgCl2使總Hg達到一定的值。實驗結(jié)果顯示：在一定的pH值范圍內(nèi)，二段石灰中和pH值對Hg的去除效果影響不大,二段石灰中和對Hg的去除率很小。

2.5 二段絮凝劑篩選實驗。一段硫化鈉加入量過量的情況下，考察二段石灰中和時不同絮凝劑對Hg的去除效果影響。由于處理后一段上清總Hg很低，配HgCl2使總Hg達到一定的值，實驗效果顯示：二段石灰中和時加硫酸亞鐵對Hg的去除效果較好。

2.6 二段硫酸亞鐵投加量實驗。一段硫化鈉加入量過量的情況下，考察二段石灰中和時硫酸亞鐵投加量不同對Hg的去除效果影響。由于處理后一段上清總Hg很低，配HgCl2使總Hg達到一定的值。

實驗結(jié)果顯示：一段硫化鈉處理后，二段石灰中和時隨硫酸亞鐵投加量加大，Hg的去除效果越好；當(dāng)10%的七水硫酸亞鐵投加量為0.5 mL/500 mL·廢水，對Hg的去除效果最好。

2.7 靜態(tài)全流程實驗。依據(jù)前述條件實驗結(jié)果，采用一段先中和后硫化，二段先石灰中和后加入硫酸亞鐵的靜態(tài)全流程實驗，驗證該流程對Hg的去除效果。實驗結(jié)果見表2。從表2可以看出：采用本次實驗得出的條件實驗參數(shù)，采用一段先中和后硫化，二段先石灰中和后加入硫酸亞鐵的靜態(tài)全流程實驗，Hg的去除效果很好，上清液總Hg濃度可達到0.03 mg/L。

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3 結(jié)論

（1）采用污酸廢水現(xiàn)有的硫化＋石灰中和的基本流程，對工藝進行局部改進并優(yōu)化部分參數(shù)后，處理株冶污酸廢水可行，處理后上清液總Hg濃度小于0.05mg/L，通過兩段處理后，大部分污染因子能達標。（2）硫化除Hg時，pH值在3～5的范圍內(nèi)時，硫化效果較好。（3）硫化除Hg時，先中和后硫化比先硫化后中和對廢水中Hg的去除效果好。（4）用某鉛鋅冶煉廠污酸廢水作為實驗對象時，硫化鈉加入量過量（對Hg而言）的情況下，Hg的去除效果好，且Hg的返溶現(xiàn)象不明顯。（5）一段硫化鈉處理后，二段石灰中和時加入硫酸亞鐵對Hg的去除有一定作用，但一段硫化鈉處理后Hg濃度不能太高。（6）本實驗采用石灰（調(diào)pH值）＋硫化＋石灰中和的基本流程對廢水處理僅能作到達標排放，還存在很多不足。如：產(chǎn)生二種渣（一段硫化渣、二段石灰中和渣，一段硫化渣只能作為危險固廢處理），廢水難回用等。

[1]張希衡.水污染控制工程[M].北京：冶金工業(yè)出版社.

[2]吳秀英，胡國飛.硫化鈉處理含汞廢水[J].中國環(huán)境科學(xué)，1995，15（02）：128-130.