一、含汞廢水污染狀況
在我國黃金生產(chǎn)中,還在采用混汞作業(yè)提金法。在生產(chǎn)過(guò)程中,有不少汞流失到廢水中。汞板出水、浮選尾水、濃密機溢流水、金精礦工段排水,這些混濁水中都含有汞。
根據1987年冶金工業(yè)部長(cháng)春黃金研究所對《黃金礦山汞污染狀況調查》中的水質(zhì)監測結果,尾礦壩外排混濁水超出污水綜合排放標準(GB8978-88),總超標率達27.5%,超出國家地面水標準,超標率為100%。各礦山的尾礦壩外排水大部分都是混濁水,給環(huán)境構成了污染,給人群健康帶來(lái)一定的危害。因此必須治理后方可外排。
二、含汞廢水處理方法
含汞廢水的處理方法很多。各種處理方法的效果和成本取決于汞的存在形態(tài)、初始濃度、廢水中的共存離子以及要求出水水質(zhì)達到的標準。
(一)還原法
1.NaBH4(硼酸鈉)還原法 化學(xué)原理:非金屬還原劑——硼酸鈉,與汞反應后主要生成汞和偏硼酸、放出氫氣?! ?/font> Hg2++BH4-+2OH-<=> Hg↓+3H2↑+BO2-
氧化還原半反應式為:
Hg2++2e=Hg
B5-=B3++8e
6H++6e=3H2
反應條件:pH=11
生成的汞粒(粒徑約10µm)用水力旋流器分離回收殘留于濫流水中的汞,經(jīng)水氣分離后,用孔徑為5µm的濾器截留。每kgNaBH4可回收2kg汞。
2.金屬還原法 凡是氧化還原電位低于Hg2+的,如Cu. Zn. Fe. Mn. Mg..Al 等,可將相應的金屬屑裝成填料塔,置換廢水中的Hg2+離子。以鐵為例: Fe+Hg2+= Fe2++Hg↓
置換速率與pH值、溫度、金屬純度、接觸面積等因素有關(guān)。
有機汞不能用金屬直接還原、置換,通常用氧化劑(如氯)先將其破壞;,轉化為無(wú)機汞,然后再用金屬置換。
(二)硫化法
化學(xué)原理:H2++S2-=HgS↓
2Hg2++S-=Hg2S<=>HgS ↓+Hg↓
反應生成的硫化物溶度積很小,如HgS的KsP=4 x 10-1,Hg2S的KsP=1.0 x 10-45。
由此可見(jiàn),硫化物沉淀法是一種高效能的除汞方法。
如果廢水中有過(guò)量的S2-離子時(shí),可補加硫酸亞鐵(FeSO4),與過(guò)量的S2-離子生成硫化鐵沉淀。FeSO4+S2-=FeS↓+SO42-投加一部分Fe2+,能與廢水中的OH-離子結合生成Fe(OH)2和Fe(OH)3,對數量少而微小的HgS懸浮微粒,起共同沉淀和凝聚沉降作用。投加FeSO4后,不會(huì )影響HgS的優(yōu)先沉淀。因為生成的FeS的溶度積(KsP=3.7x10-19)比HgS的溶度積大億萬(wàn)倍。
在實(shí)際生產(chǎn)中,先用石灰調節pH=8—9,廢水呈堿性,再加FeSO4。采用硫化鈉沉淀法除汞,使廢水中汞量降至1—0.1 m g/L,可采取鐵屑過(guò)濾、活性炭吸附、凝聚劑沉淀等,使廢水中含汞量降至0.05-0.01mg/L以下。
(三)吸附法
國內經(jīng)常采用活性炭為吸附劑。
具體做法是采用靜態(tài)吸附法,先沉淀,后吸附。
首先用硫化鈉使汞離子轉化為硫化汞沉淀析出,同時(shí)除去廢水中泥砂等懸浮物,用氫氧化鈣調節pH值,以硫酸亞鐵( FeSO4)為凝聚劑,用活性炭吸附泄漏的金屬汞和汞化物,這樣處理過(guò)的凈化液所含的殘余汞能達到國家規定的排放標準。
國外采用含丹寧的農副產(chǎn)品作吸附劑。如:核桃片、花生軟皮、稻草、花生外殼、甘蔗渣、橄欖果核等。也有的用粘土經(jīng)加工處理后作吸附劑。這類(lèi)含丹寧物質(zhì)的吸附劑,經(jīng)處理,當含汞廢水中同時(shí)又含有其他金屬時(shí),不影響對汞的吸附效果。并且其吸附容量超過(guò)活性炭的130%。
(四)離子交換法
將幾種樹(shù)脂裝柱組成廢水凈化系列,這樣含汞廢水通過(guò)幾個(gè)交換柱后,出水中檢不出汞。
(五)凝取沉淀法
凝聚劑采用石灰。
向含汞廢水中投加石灰,生成Ca(OH)2,Ca(OH)2對汞有凝聚吸附作用,在有三價(jià)鐵離子存在的情況下,效果更好。用硫酸鋁作凝聚劑處理含汞廢水,效果也較好。經(jīng)凝聚沉淀后,出水水質(zhì)含汞量可降到0.05 m g/L以下。
(六)溶劑萃取法及其它方法
目前,國外有采用三異辛胺一二甲苯對含汞廢水進(jìn)行萃取,經(jīng)萃取后,凈化液中殘留汞在0.017t, g/L以下。
萃取汞后的萃取劑,采用非酸性鹽類(lèi)反萃取,以回收汞。
此外,國外采用微生物回收汞、電解法回收汞、鐵氧體沉淀法除汞、硫化物沉淀—浮選分離法除汞,國內正在研究的有轉化法除汞、含腐植酸煤吸附法除汞等。
目前,采用混汞作業(yè)提金,流失到水中的汞,排至尾礦庫,在尾礦庫停留一段時(shí)間,在重力作用下,經(jīng)自然沉降,由尾礦庫排放到地面水體中,汞一般能達到地面水質(zhì)標準。
在PVC中生產(chǎn)系以活性炭為載體,浸漬吸附8%~12%的升汞制備催化劑。因為轉化器均在80~180oC高溫下運行,勢必造成活性炭上氯化高汞升華。雖經(jīng)活性炭多次氣相吸附除汞,最終排放廢水中的Hg的質(zhì)量濃度<0.05mg/L達標,但仍不可避免HgC1的流失。由于水體對汞的自然凈化能力有限,所以,通過(guò)長(cháng)期的排放,水體中的汞仍會(huì )富積,對水體造成污染。處理含汞廢水的方法是在氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中,將產(chǎn)生經(jīng)處理過(guò)的含汞廢水進(jìn)行收集,建1個(gè)水池,配2臺離心泵。首先用含汞廢水去鍋爐沖灰,不足的情況下再考慮用生產(chǎn)水或循環(huán)水回水,這樣把含汞廢水分散到灰渣中,不進(jìn)入水體的自然循環(huán)中。被含汞廢水澆過(guò)的灰渣,可以用來(lái)做水泥或筑路,從而使汞得到轉移分散并封存,中止了在水體中的自然循環(huán)。又因煤渣、水泥中含有S、P等元素,可與汞結合生成穩定態(tài)的HgS及(HgC1),P,從而使汞的危害得到抑制,達到安全處理的目的,幾乎完全避免了對自然界的污染。(河南平頂山匯源化學(xué)工業(yè)有限公司,馮運偉,劉建軍,苗國敏)利用工業(yè)分析結果計算煙煤發(fā)熱量1應用基氫含量H的計算按照GB/T211—1996(煤中全水分的分析方法》中方法(空氣干燥法測定煤的全水分)測定出煤的全水分(W外),將測定此項指標后的煤樣粉碎至粒徑<0.2mm,再按照GB212/91《煤的工業(yè)分析方法》測煤的內在水分(),灰分(A)和揮發(fā)分(I,f)并計算出煤的固定炭(C)。利用公式Vr:Vr×,計算出可燃基揮發(fā)分()。因所使用的煤的≥8%~24%,故可利用公式H一0.07V+3.29計算出可燃基氫含量并再換算出應用基氫含量。公式為:…H×(100一W)×(C+V)———(106=jIl0一式中,=外+。2應用基高位發(fā)熱量Q。的計算利用高脫爾公式Q。w=82×C++I,f計算分析基高位發(fā)熱量Q。。式中,c一分析基固定炭,%;v一分析基揮發(fā)分%;一變數,隨可燃基揮發(fā)分I,T的數值變化而變化。,,要式Qcw=Qcw×計算出高位發(fā)熱量QYGW。‘。。3應用基低位發(fā)熱量Q。的計算利用公式Qow=Qcw一6(+9H)計算出應用基低位發(fā)熱量。4計算數據與實(shí)測數據的對比結果通過(guò)以上三步計算法計算出的數據與實(shí)測的數據對比,差值一般不大于100cal/g。這表明三步計算法所得數據是可信的,計算的精確度高于現有的經(jīng)驗公式,分析結果和使用效果一致,因此,本方法可供中小型企業(yè)或不具備實(shí)測手段的廠(chǎng)家借鑒。當然,本方法的計算結果會(huì )因煤的產(chǎn)地,組分不同而有所差異,需要不斷地總結出更合適的計算方法。
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