MVR技术在钴镍湿法冶炼废水处理中的应用龙长江

资源与环境ResourcesandEnvironmentChemicalEngineeringDesignCommunications·215·44122018年12月工业废水已经成为在工业文明发展背景下，对人们生存环境带来的主要负面影响之一，对于废水的处理直接影响到人们生存的基本安全保障以及社会未来的可持续发展。因此，本文以MVR技术作为研究切入点，着重分析其在镍湿法冶炼废水处理中的应用，对于该领域的发展具有重要的推动作用，同时也具备不可忽略的社会现实意义，真正为社会稳定发展运行做出贡献。1MVR工作原理MVR装置是废水处理系统中最为重要的核心部分，是废水处理的技术关键。从原理上来说，MVR技术是凭借机械方式，通过将蒸发器所产出的二次蒸汽进行压缩处理，进而提高相应的温度和压力情况，导致增加二次蒸汽本身的热焓，随后再次将其送回到蒸发器的加热室内，并且作为热源重复使用，促进料液保持在沸腾的状态，与此同时，加热蒸汽冷凝成冷凝水。对比过去使用的多效蒸发技术而言，更为先进的MVR技术在节能方面的表现更为突出，在技术环节通过将二次蒸汽进行压缩再利用，极大程度地回收了二次蒸汽的潜在热能，更加符合节能环保的理念和主张。在传统的多效蒸发技术中，利用新鲜蒸汽作为热能来源，并且蒸汽在通过上一效的蒸发器后，其所排出的二次蒸汽将直接作为下一效的热能来源，以此规律进行循环，直到最终能量耗尽，无法作为热源，则最终通过冷凝器的作用，以冷凝水的状态被排放。在此种技术环节中，第一次的热源需要利用新鲜蒸汽，也就是说需要额外提供，并且整个系统的原理简单，但设备较为复杂，相应的设备投资成本更高。2MVR技术在钴镍湿法冶炼废水处理中的应用2.1废水的预处理在钴镍湿法冶炼废水、去除杂质的过程中，往往利用氨水皂化的工艺技术，进而导致产生硫酸铵废水，也就是说，在废水内除了原本含有的钴、镍等金属离子，还会存在高浓度的COD。基于此种情况，如果将废水直接排入到蒸发系统，一方面会造成蒸发系统的运作成本出现大幅度上升，另一方面，由于废水中杂质较多，还会导致最终排出的冷凝水以及固体盐的品质无法达到标准，进而影响产品在后期的安全使用和顺利销售。2.2MVR的蒸发结晶工艺在钴镍湿法冶炼废水、去除杂质的过程中，往往利用氨水皂化的工艺技术，导致产生硫酸铵废水，也就是说，在废水内除了原本含有的钴、镍等金属离子，还会存在高浓度的COD。基于此种情况，如果将废水直接排入到蒸发系统，一方面会造成蒸发系统的运作成本出现大幅上升，另一方面，由于废水中杂质较多，还会导致最终排出的冷凝水以及固体盐的品质无法达到标准规范，进而影响产品在后期的安全使用和顺利销售。2.3蒸发结晶系统的选材去除重金属钴、镍以及COD的硫酸铵废水中含有一定量的氯离子，对于设备存在一定的腐蚀性危害，并且在前面讲到的蒸发浓缩过程中，也是一个杂质富含的过程，对于设备来说存在一定的考验，也正是基于此种情况，对于蒸发结晶系统的选材需要特别注重，以保证设备材质不会对技术造成负面影响，另外还需要特别考虑设备本身的成本和使用寿命，才有利于后期在市场范围内进行有效的推广。目前，大多数设备的选材为钛材，而对于收效，则可以选取316L或者2205复合材质。2.4MVR系统经济性的分析MVR系统相比于其他处理系统，其经济性特征明显，符合节能减排的发展标准以及高性价比的市场推广要求，具备较强的可行性。具体举例来说，以55t/h的废水处理量为例，也就是55t/h的蒸发量，假如全面需要运行330d，则一年需要处理的废水体量为39.6万m3，以江浙地区为例，其蒸汽的均价为180元/t左右，而电价按照0.6元/度进行计算，通过MVR技术进行废水处理，全年需要消耗的电量总价为950.4万元，如果采用传统的四效蒸发法，且不考虑循环水的消耗和电量的消耗，其耗费的蒸汽总费用为2851.2万元。因此，每年采用MVR技术的企业可以节省至少约1900万元，具体结合设备等投资成本，预计在1.5a后即可收回投资成本。3结束语现代工业的发展对环境造成各种各样的负面影响，而从可持续发展角度出发，利用新技术对废水进行处理，不仅可以实现资源节省、再利用，符合节能减排的需求，另外还可（下转第217页）摘　要：随着社会的发展和经济的进步，人们在关注物质生活的同时，对于环保的关注度越来越高。对各种废水的处理，直接关系到人们日常生活用水的安全以及生存环境的优劣。在科技高速发展的现代，目前对于废水处理已经取得了一定的成果。通过着重阐述MVR技术在钴镍湿法冶炼废水处理中的应用，希望能够切实促进该领域的深入研究和创新性发展，促进社会的健康运转和人们的生活安全稳定，同时也为相关从业人员和研究人员提供更多的参考和借鉴。关键词：MVR技术；冶炼废水；应用中图分类号：X758　　文献标志码：A　　文章编号：1003–6490（2018）12–0215–02ApplicationofMVRTechnologyinTreatmentofCobalt-nickelWetSmeltingWastewaterLongChang-jiang，HuChang-wenAbstract：Withthedevelopmentofsocietyandtheprogressoftheeconomy，peoplepaymoreattentiontoenvironmentalprotectionwhilepayingattentiontomateriallife.Especiallyforthetreatmentofvariouswastewaters，itisdirectlyrelatedtothesafetyandsurvivalofpeople'sdailylifewater.Theprosandconsoftheenvironment.Inthemoderndevelopmentofhigh-speedscienceandtechnology，someachievementshavebeenmadeinwastewatertreatment.ThearticlewillfocusontheapplicationofMVRtechnologyinthetreatmentofcobalt-nickelwetsmeltingwastewater，hopingtoeffectivelypromotein-depthresearchandinnovativedevelopmentinthisfield，promotethehealthyoperationofsocietyandpeople'slifesafetyandstability，butalsocareaboutthisAtopicofpractitionersandresearchersprovidemorereferenceandreference.Keywords：MVRtechnology；smeltingwastewater；application龙长江，胡昌文（江西核工业兴中新材料有限公司，江西南昌 330000）收稿日期：2018–11–10作者简介：龙长江（1983—），男，陕西宝鸡人，工程师，主要从事精细化工研发及管理工作。资源与环境ResourcesandEnvironmentChemicalEngineeringDesignCommunications·217·44122018年12月进行脱硫处理，采用铅屑熔炼技术，进行铅屑熔炼。③浸出。利用脱氮技术，对浸出渣进行处理。④电解沉积。⑤精炼熔铸。⑥烟气除尘。对于产生的废气，运用吸收塔+袋式除尘器/吸收塔+静电除尘器工艺，进行收集处理。此工艺利用危废处理技术，进行烟尘和飞灰的处理，能够获得不错的成效[1]。2.1.2工艺参数对废铅酸蓄电池，运用湿法进行冶炼，对于污染的控制，要做好以下工艺参数的把控：①自动分选工序。借助重力分选与筛选技术，进行物料分选，能够保证物料的洁净度。一般来说，铅屑含铅膏以及其他非金属物质要≤5%；铅膏的水含量要＜12%。经过脱硫工艺处理后，铅膏含硫率要＜0.5%。电流密度要控制在500~800A/m2。同极距为80~90mm。为保证废气净化的效果，设置的过滤器，其尺寸大小不应该超过0.2µm，耐温不小于140℃。对于过滤器，要布置进出气阀和压力表以及排水阀等，设计流量要和处理规模相互适应，过滤率要大于99.999%，保证废气以及二噁英等能够达到排放标准。②预处理工序。此工序下，矿浆固液质量比要在1∶2.0~4.5；硫温度要超过55℃；反应时间为30~70min。③电解沉积。使用的电解液，总酸含量范围为120~160g/L；铅含量范围为95~150g/L。电解液温度25~45℃；电流密度为120~200A/m2。④熔铸工序。阴极制度温度为380~450℃；捞渣温度参数＞450℃；搅拌时间参数范围为30~40min；铅水温度为450~540℃；铸型温度为450-500℃。2.1.3废铅酸蓄电池湿法冶炼处理系统的集成控制此处理系统的集成控制如下：①使用自控技术，通过选择可靠性高而且性能价格比相对合理的设备以及元件，确保中央控制室可利用分散控制系统，对回收系统用的设备，进行集中监控以及分散控制。②在作业现场，布置工业电视监控系统，实现对物料传输和破碎分选等的监控。③设置紧急停车系统，将其和分散控制系统相互独立，利用光字牌报警器以及数字显示仪等，支持参数报警以及显示。④设置显示器，构建熔炼熔铸工艺运行的在线监测系统，实现对烟尘和硫氧化物等的在线监测。⑤构建自我检测以及热工报警系统，利用监控系统，实现对电源和气源等的运行监测，当发生故障时，及时发出警报[2]。2.1.4污染防治措施运用湿法技术对废铅酸蓄电池进行铅回收再利用生产，对于污染的防治和控制，要结合工艺实际情况，采取具体的措施。此工艺中，使用的尾气系统主要组成包括冷却塔和活性炭喷射以及布袋除尘器等，冶炼产生的烟气通过尾气处理系统，经过净化处理后，达到排放标准，使用引风机抽出，通过烟囱直接排入到大气。生产的二噁英，按照0.5ng/m3限值，控制烟气排放。运用布袋卸灰装置，对排出的飞灰，使用水泥进行固化处理。经过固化处理后，送到危险废物填埋场，进行填埋处理。产生的残渣，按照生活垃圾处理标准，送到生活垃圾填埋场，进行填埋处理。除此之外，对于冶炼工艺设备运行所产生的噪声，采用消声措施和隔音措施等，做好相应的防治处理[3]。2.2自动破碎分选-固相电还原工艺2.2.1工艺流程和污染控制技术在进行废铅酸蓄电池处理时，运用湿法处理工艺，在生产过程中，对于冶炼污染的控制，采用自动破碎分选+固相电还原工艺，能够获得不错的效果。此工艺主要包括破碎分选单元和预脱硫处理单元以及固相电解单元等。具体流程如下：①破碎分选。此环节中，产生的废水，经过废水净化处理后排放或者循环再利用。对产生的PE塑料以及胶木，使用危废焚烧技术和安全填埋技术以及二噁英控制技术，进行相应的处理。②固相电解。③精炼熔铸[4]。④烟气除尘。工艺中运用吸收剂+袋式除尘器/吸收塔+静电除尘器方法，进行烟气灰尘收集，采用危废处理技术，进行污染处理。2.2.2工艺参数①自动分选工序。借助重力分选与筛选技术，进行物料分选，能够保证物料的洁净度。一般来说，铅屑含铅膏以及其他非金属物质要≤5%；铅膏的水含量要＜12%。②经过脱硫装置处理后，铅膏含硫率要＜0.5%。③电流密度为500~800A/m2。同极距参数范围为80~90mm。④过滤器参数要求同上。⑤电解周期为24~36h。⑥废渣含铅要＜0.6%。2.2.3自控系统和污染防治同上述工艺相同，在生产系统中，设置自动化控制系统，对生产工艺运行和污染物进行在线监测，比如二氧化碳等。采取的污染防治措施同上。3废铅酸蓄电池湿法冶炼污染控制技术措施从当前铅回收再利用生产实际来说，必须要做好环境保护的把控。在具体实践中，综合运用各类污染控制技术手段，提高废气、废水、废物的处理效果，减少污染问题的发生，最大程度上保障污染控制的效果。随着废铅酸蓄电池回收再利用生产要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