CN110304763A - 处理含锌废液的***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理含锌废液的***和方法,该***包括:中和装置,具有含锌废液入口、中和剂入口和混合浆料出口;分级装置,由上至下包括:上流柱体,上流柱体的顶部敞开,包括:混合浆料进管,其由上流柱体的顶部伸入至上流柱体内部;溢流槽,其设在上流柱体顶部的外侧壁上;氢氧化锌浆料出口,设置在溢流槽底部;底流柱体,包括:旋转进水管,其与底流柱体下部的侧壁相切设置;硫酸钙浆料出口,其出料方向与底流柱体上部的侧壁相切设置,在高度方向上,硫酸钙浆料出口位于旋转进水管的上部;过渡柱体,其连接上流柱体和底流柱体;沉降‑过滤单元,沉降‑过滤单元具有氢氧化锌浆料入口、絮凝剂入口、富锌渣出口和过滤后液出口。
Description
技术领域
本发明属于碳化硅处理领域,具体而言,本发明涉及处理含锌废液的***和方法。
背景技术
现有湿法炼锌工艺中产生的污酸,主要采用石灰中和的方法处理,产生大量的中和渣。这种中和渣属于危险废物,处理成本较高,渣中除了有一些重金属,还有大量的锌被中和沉淀,无法回用,造成了资源的浪费。有文献提出采用两段法分级处理污酸,第一段的pH值低于金属离子水解沉淀的pH,产物为纯净石膏;二段提高pH沉淀金属离子。但是很多金属离子的沉淀pH比较低,在酸性条件下即可沉淀,比如铝,三价铁,锌等,所以得到的石膏纯度有限,且其中重金属离子也较多。此外,还有一切其他方法处理污酸,如电絮凝法、生物吸附、铁氧体法等,但都未进行工程化应用。
含锌废液是锌冶炼中湿法净化洗涤及除雾过程中产生的一定量的酸性废水,可采用硫化物沉淀其中的重金属或采用氢氧化物中和沉淀重金属,但现有多数方法仅为了达到废水排放标准的目的,没有兼顾其中有价金属的回收或回收成本过高。
因此,目前处理含锌废液的技术有待进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种处理含锌废液的***和方法。该***实现了对不同粒径的氢氧化锌和硫酸钙的高效分级,经沉降和过滤后实现了对锌的回收,且整个工艺可连续进行,流程简单,易于实现工业化。
在本发明的一个方面,本发明提出了一种处理含锌废液的***,根据本发明的实施例,该***包括:
中和装置,所述中和装置具有含锌废液入口、中和剂入口和混合浆料出口;
分级装置,所述分级装置由上至下包括:
上流柱体,所述上流柱体的顶部敞开,包括:
混合浆料进管,所述混合浆料进管由所述上流柱体的顶部伸入至所述上流柱体内部,所述混合浆料进管与所述混合浆料出口相连;
溢流槽,所述溢流槽设在所述上流柱体顶部的外侧壁上;
氢氧化锌浆料出口,所述氢氧化锌浆料出口设置在所述溢流槽底部;
底流柱体,所述底流柱体包括:
旋转进水管,所述旋转进水管与所述底流柱体下部的侧壁相切设置;
硫酸钙浆料出口,所述硫酸钙浆料出口的出料方向与所述底流柱体上部的侧壁相切设置,在高度方向上,所述硫酸钙浆料出口位于所述旋转进水管的上部;
过渡柱体,所述过渡柱体连接所述上流柱体和所述底流柱体;
沉降-过滤单元,所述沉降-过滤单元具有氢氧化锌浆料入口、絮凝剂入口、富锌渣出口和过滤后液出口,所述氢氧化锌浆料入口与所述氢氧化锌浆料出口相连。
根据本发明实施例的处理含锌废液的***,酸性的含锌废液与中和剂作用后,能得到含有氢氧化锌和硫酸钙的混合浆料,混合浆料通过混合浆料进管进入到上流柱体,同时水从旋转进水管进入底流柱体,因旋转进水管与底流柱体下部的侧壁相切设置,水沿底流柱体内壁切线进入并向上形成涡旋水流,并与通入的混合浆料混合。混合浆料中比重较大或者粒径较大的固体硫酸钙颗粒向下沉积,最后通过硫酸钙浆料出口排出;而比重较小或者粒径较小的氢氧化锌颗粒则跟随向上旋转的水流向上运动,最终由上流柱体顶端溢出并进入溢流槽,通过氢氧化锌浆料出口排出。所得的氢氧化锌浆料经进一步絮凝沉淀和过滤后,可得到富锌渣,实现对锌的回收。由此,该***实现了对不同粒径的氢氧化锌和硫酸钙的高效分级,经沉降和过滤后实现了对锌的回收,且整个工艺可连续进行,流程简单,易于实现工业化。
另外,根据本发明上述实施例的处理含锌废液的***还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,在高度方向上,所述溢流槽的外侧壁高于所述上流柱体的外侧壁。由此,可进一步实现对较小比重或粒径较小混合浆料的分级回收。
在本发明的一些实施例中,所述上流柱体的高径比为(5-25):1。由此,可进一步提高处理含锌废液的***和方法的分级效果。
在本发明的一些实施例中,在高度方向上,所述碳化硅浆料进管底端与所述上流柱体顶端的距离占所述上流柱体高度的75-80%。由此,可进一步提高碳化硅分级装置的分级效果。
在本发明的一些实施例中,所述上流柱体的高径比为10:1。由此,可进一步提高处理含锌废液的***和方法的分级效果。
在本发明的一些实施例中,所述上流柱体与所述底流柱体的直径比为(1.2-2):1。由此,可进一步提升处理含锌废液的***和方法的分级效率。
在本发明的一些实施例中,所述过渡柱体的横截面面积自上而下逐渐减小。由此,可进一步提升处理含锌废液的***和方法的分级效率。
在本发明的一些实施例中,所述过渡柱体的侧壁与竖直方向的夹角为25-35度。由此,可进一步提升处理含锌废液的***和方法的分级效率。
在本发明的一些实施例中,所述上流柱体进一步包括中流出口,所述中流出口位于所述上流柱体的侧壁上,且在高度方向上低于所述氢氧化锌浆料出口。由此,可根据需要得到另一比重或粒径范围内的混合浆料,进一步实现混合浆料的多级分级。
在本发明的一些实施例中,包括多个所述中流出口,且所述多个中流出口在所述上流柱体上间隔分布。由此,可进一步实现混合浆料的多级分级,提高分级效率。
在本发明的一些实施例中,所述多个中流出口沿所述上流柱体高度方向上间隔分布。由此,可进一步实现混合浆料的多级分级,提高分级效率。
在本发明的一些实施例中,所述旋转进水管与所述硫酸钙浆料出口在水平面的投影夹角为0-360度。由此,可进一步提高处理含锌废液的***和方法的分级效率。
在本发明的一些实施例中,所述旋转进水管与所述硫酸钙浆料出口在水平面的投影夹角为180度。由此,可进一步提高处理含锌废液的***和方法的分级效率。
在本发明的一些实施例中,所述上流柱体由多节子柱体通过法兰连接组成。由此,可通过增加或者减少子柱体的个数来调节上流柱体的高度,进而可灵活满足不同比重或粒径碳化硅颗粒的分级需要。
在本发明的一些实施例中,所述上流柱体进一步包括补水管,所述补水管伸入至所述上流柱体的内部且开口向下,所述补水管位于所述混合浆料进管底端的下方。由此,可进一步提高处理含锌废液的***和方法的分级效果。
在本发明的一些实施例中,所述补水管位于所述混合浆料进管底端的正下方。由此,可进一步提高处理含锌废液的***和方法的分级效果。
在本发明的再一个方面,本发明提出了一种采用上述处理含锌废液的***处理含锌废液的方法,根据本发明的实施例,该方法包括:
(1)将含锌废液与中和剂送至所述中和装置中进行中和处理,以便得到混合浆料;
(2)将所述混合浆料送至所述分级装置中进行分级处理,以便得到氢氧化锌浆料和硫酸钙浆料;
(3)将所述氢氧化锌浆料和絮凝剂送至所述沉降-过滤单元依次进行沉降和过滤处理,以便得到富锌渣和过滤后液。
根据本发明实施例的处理含锌废液的方法,酸性的含锌废液与中和剂作用后,能得到含有氢氧化锌和硫酸钙的混合浆料,混合浆料通过混合浆料进管进入到上流柱体,同时水从旋转进水管进入底流柱体,因旋转进水管与底流柱体下部的侧壁相切设置,水沿底流柱体内壁切线进入并向上形成涡旋水流,并与通入的混合浆料混合。混合浆料中比重较大或者粒径较大的固体硫酸钙颗粒向下沉积,最后通过硫酸钙浆料出口排出;而比重较小或者粒径较小的氢氧化锌颗粒则跟随向上旋转的水流向上运动,最终由上流柱体顶端溢出并进入溢流槽,通过氢氧化锌浆料出口排出。所得的氢氧化锌浆料经进一步沉淀和过滤后,可得到富锌渣,实现对锌的回收。由此,该方法实现了对不同粒径的氢氧化锌和硫酸钙的高效分级,经沉降和过滤后实现了对锌的回收,且整个工艺可连续进行,流程简单,易于实现工业化。
另外,根据本发明上述实施例的处理含锌废液的方法还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,在步骤(1)中,所述含锌废液中锌含量为120-180g/L。
在本发明的一些实施例中,在步骤(1)中,所述含锌废液的pH值为0.5-5.0。
在本发明的一些实施例中,在步骤(2)中,所述氢氧化锌浆料中氢氧化锌的粒径小于20.0微米。
在本发明的一些实施例中,在步骤(2)中,所述硫酸钙浆料中硫酸钙的粒径大于30.0微米。
在本发明的一些实施例中,在步骤(3)中,基于1t所述含锌废液,所述絮凝剂的加入量为10-50g。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明一个实施例的处理含锌废液的***结构示意图;
图2是根据本发明一个实施例的分级装置的结构示意图;
图3是根据本发明再一个实施例的分级装置的结构示意图;
图4是根据本发明再一个实施例的处理含锌废液的***结构示意图;
图5是根据本发明又一个实施例的分级装置的结构示意图;
图6是根据本发明一个实施例的旋转进水管与硫酸钙浆料出口结构俯视图;
图7是根据本发明一个实施例的处理含锌废液的方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面,本发明提出了一种处理含锌废液的***,根据本发明的实施例,参考图1-7,该处理含锌废液的***包括:中和装置400、分级装置和沉降-过滤单元500。
根据本发明的实施例,中和装置400具有含锌废液入口401、中和剂入口402和混合浆料出口403,且适于将含锌废液与中和剂进行中和反应,以便得到含有氢氧化锌和硫酸钙的混合浆料。具体的,含锌废液是锌冶炼中湿法净化洗涤及除雾过程中产生的一定量的酸性废水,含锌废液中锌含量为120-180g/L,例如可以为120g/L、130g/L、140g/L、150g/L、160g/L、170g/L、180g/L,含锌废液的pH值可以为0.5-5.0,例如可以为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0。中和剂可以为石灰或电石渣等与含锌废液反应产生氢氧化锌和硫酸钙的物质。中和剂的加入量可以依据含锌废液中的锌含量而定。
根据本发明的实施例,参考图1-5,分级装置由上至下包括:上流柱体100、底流柱体200和过渡柱体300。
根据本发明的一个实施例,上流柱体100的顶部敞开,包括:混合浆料进管11、溢流槽12和氢氧化锌浆料出口13。具体的,混合浆料进管11由上流柱体100的顶部伸入至上流柱体100内部且延伸靠近上流主体100的底部,混合浆料进管11与混合浆料出口403相连,溢流槽12设在上流柱体100顶部的外侧壁上,氢氧化锌浆料出口13设置在溢流槽12底部,且适于通过混合浆料进管输送混合浆料、通过溢流槽收集溢流出的比重或粒径较小的氢氧化锌浆料并通过氢氧化锌浆料出口将溢流槽中收集的比重或粒径较小的氢氧化锌浆料排出。具体的,氢氧化锌颗粒的粒径小于20.0微米。需要说明的是,混合浆料进管从上流柱体敞开的顶部进入上流柱体的具体形式并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,例如可以从上流柱体的中轴线位置进入,也可以从上流柱体中与上流柱体的中轴线平行的位置进入,还可以从上流柱体中与上流柱体中轴线具有一定夹角的位置进入。进一步的,混合浆料进管可以通过在外部设置固定支架以将其伸入上流柱体内。溢流槽的具体设置也不受特别限制,可以环绕上流柱体顶部的一部分外侧壁设置,也可以环绕上流柱体顶部的整个外侧壁设置。氢氧化锌浆料出口在溢流槽底部的具***置、数量和大小也不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产需要,如溢流槽中较小比重或颗粒氢氧化锌浆料的流量大小进行设置。
根据本发明的一个具体实施例,在高度方向上,溢流槽12的外侧壁可以高于上流柱体100的外侧壁,由此,可避免溢流槽中氢氧化锌浆料溢出溢流槽,造成氢氧化锌浆料的浪费。需要说明的是,溢流槽的外侧壁高上流柱体外侧壁的具体数值并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,例如可以根据溢流槽的容积、氢氧化锌浆料的溢流量及从氢氧化锌浆料出口排出的氢氧化锌浆料的流量而定。
根据本发明的再一个具体实施例,在高度方向上,混合浆料进管11底端与上流柱体100顶端的距离可以占上流柱体100高度的75-80%,例如可以为75%、76%、77%、78%、79%、80%。发明人发现,若该比值过高,则混合浆料进管底端距离硫酸钙浆料出口较近,混合浆料的沉降距离较短,氢氧化锌颗粒有可能会混入底流中被带走;而若该比值过低,则混合浆料进管底端距离溢流槽较近,导致重颗粒距离溢流槽太近,会造成少量硫酸钙重颗粒跟随氢氧化锌轻颗粒从氢氧化锌浆料出口排去,降低氢氧化锌轻颗粒产品的品质。发明人经过大量实验意外发现,在高度方向上,混合浆料进管底端与上流柱体顶端的距离占上流柱体100高度的75-80%最为适宜,由此可以进一步提高混合浆料的分离效果。
根据本发明的又一个具体实施例,上流柱体的高径比可以为(5-25):1,例如可以为5/10/15/20/25:1,优选为10:1。发明人发现,若高径比过大,则上流柱体过细,混合浆料在其内的流速加大,易将重颗粒带至溢流槽溢出;而若高径比过小,则上流柱体短粗,混合浆料在其内的流速降低,易使得轻颗粒下降从硫酸钙浆料出口排出。发明人经过大量实验意外发现,当上流柱体的高径比为(5-25):1时,可以提供足够长的水流路径,保证混合浆料中的固体颗粒能够得到有效的分散并上浮、下沉后进行分级。且当上流柱体的高径比为10:1时可以显著提高分级装置的分级效果。
根据本发明的又一个具体实施例,参考图2,上流柱体100可以由多节子柱体14通过法兰15连接组成,法兰15之间可以用胶垫螺栓夹紧密封。由此,可以通过增加或者减少子柱体的个数来调节上流柱体的高度,进而可灵活满足不同混合浆料的分级需要。例如当混合浆料中固体颗粒的比重或者粒径相差不明显时,可以通过加长上流柱体的高度来提高混合浆料的分级效果。进一步的,参考图3,为了让上流柱体在运行过程中更稳定,可在上流柱体外壁上设置支撑架16。进一步的,上流柱体的材质并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,例如可以选自普通碳钢、不锈钢、有机玻璃中的至少之一。
根据本发明的又一个具体实施例,参考图4,上流柱体100可以进一步包括中流出口17,中流出口17位于上流柱体100的侧壁上,且在高度方向上低于氢氧化锌浆料出口13,中流出口17与中和装置400相连,且适于有效排出比重和粒径处于中等的硫酸钙颗粒,并将该部分粒径中等的硫酸钙颗粒返回至中和装置,以促进中和装置内硫酸钙颗粒的生长。由此,可通过与氢氧化锌浆料出口的高度差实现对中等粒径硫酸钙的回收。中等颗粒硫酸钙的粒径范围为20.0-30.0微米。进一步的,可以包括多个中流出口17,且多个中流出口17在上流柱体上间隔分布。例如,多个中流出口可以沿上流柱体的同一横截面布置,以提高该位置处相应比重或粒径硫酸钙浆料的回收效率;也可以在不同横截面和不同纵截面布置,以得到不同比重或粒径的硫酸钙浆料,提高分级效果。优选的,多个中流出口17可以沿上流柱体100高度方向上间隔分布,由此,可从每个中流出口收集得到各自范围内的具有一定比重或粒径的硫酸钙浆料,进一步提升分级装置的分级效果。即可通过设置的多个中段出口同时分离出不同粒径的硫酸钙,进而满足对不同粒径硫酸钙的需求。进一步的,中流出口与水平面的夹角并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
根据本发明的又一个具体实施例,参考图5,上流柱体100可以进一步包括补水管18,补水管18伸入至上流柱体100的内部且开口向下,补水管18位于混合浆料进管11底端的下方。发明人发现,当混合浆料中固体颗粒的比重差异较小时,可开启补水管,用以抵消轻颗粒下沉速度使轻颗粒上升而重颗粒保持下降。进一步的,补水管18位于混合浆料进管11底端的正下方,由此可进一步提高分级装置的分级效果。
根据本发明的再一个实施例,底流柱体200包括旋转进水管21和硫酸钙浆料出口22,旋转进水管21与底流柱体200下部的侧壁相切设置,硫酸钙浆料出口22的出料方向与底流柱体200上部的侧壁相切设置,在高度方向上,硫酸钙浆料出口22位于旋转进水管21的上部,且适于从旋转进水管为处理含锌废液的***和方法供给水并从硫酸钙浆料出口排出不断沉积下来的比重或粒径较大的硫酸钙浆料。具体的,从硫酸钙浆料出口排出的硫酸钙浆料中硫酸钙颗粒的粒径大于30.0微米。旋转进水管与底流柱体下部的侧壁相切设置,以使由旋转进水管通入的水流沿底流柱体的内壁切线进入,进而可以使得水流在进入底流柱体后具有向上涡旋运动的动力,有效带动混合浆料中固体颗粒运动并分散,最后实现分级。硫酸钙浆料出口的出料方向与底流柱体上部的侧壁相切设置,且在高度方向上,硫酸钙浆料出口位于旋转进水管的上部,由此,可通过硫酸钙浆料出口有效排出不断沉积下来的比重和粒径较大的硫酸钙颗粒。进一步的,底流柱体的材质并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,例如可以选自普通碳钢、不锈钢、有机玻璃中的至少之一。
根据本发明的一个具体实施例,旋转进水管21与硫酸钙浆料出口22在水平面的投影夹角可以为0-360度,由此,不仅可以方便旋转进水管进水和硫酸钙浆料出口排出比重或粒径较大的混合浆料,还能使该结构适应性强。进一步的,旋转进水管与硫酸钙浆料出口在水平面的投影夹角优选180度,如图6所示。由此,可进一步提高从硫酸钙浆料出口排出比重或粒径较大的硫酸钙浆料的效率。
根据本发明的再一个具体实施例,上流柱体100与底流柱体200的直径比可以为(1.2-2):1。发明人发现,底流柱体的直径小于上流柱体,有利于提高从旋转进水管进入的水的涡旋效果,进而有利于提高混合浆料的打散效果,使得混合浆料中的固体颗粒尽可能的分散,以提高混合浆料的分级效果。
根据本发明的又一个实施例,过渡柱体300连接上流柱体100和底流柱体200,且适于让从底流柱体进入的水运动至上流柱体。具体的,过渡柱体的顶端与上流柱体的底端相连,过渡柱体的底端与底流柱体的顶端相连,过渡柱体与上流柱体的底端和底流柱体的顶端可通过焊接相连。进一步的,过渡柱体的具体形状和结构并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,例如过渡柱体300可以为横截面面积自上而下逐渐减小的结构,即底流柱体的直径小于上流柱体,有利于提高从旋转进水管进入的水的涡旋效果,进而有利于提高混合浆料的打散效果,使得混合浆料中的固体颗粒尽可能的分散,以提高混合浆料的分级效果。该结构也可使得从底流柱体上升的水流能顺利地运动至上流柱体。进一步的,过渡柱体300的侧壁与竖直方向的夹角可以为25-35度,例如可以为25度、26度、27度、28度、29度、30度、31度、32度、33度、34度、35度。发明人发现,在该夹角下,在上升水流从底流柱体运动至上流柱体时不会过度地损失水流速度,有利于进一步提高混合浆料的分级效率。进一步的,过渡柱体的材质并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,例如可以选自普通碳钢、不锈钢、有机玻璃中的至少之一。
根据本发明的实施例,沉降-过滤单元500具有氢氧化锌浆料入口501、絮凝剂入口502、富锌渣出口503和过滤后液出口504,氢氧化锌浆料入口501与氢氧化锌浆料出口13相连,且适于将氢氧化锌浆料与絮凝剂进行沉降反应,并经过滤得到富锌渣和过滤后液。具体的,絮凝剂可以为PAM、PAC,基于1t含锌废液,絮凝剂的加入量可以为10-50g,例如可以为10g、20g、30g、40g、50g。进一步的,沉降-过滤单元可以依次包括沉降装置和过滤装置,以分别氢氧化锌浆料进行沉降处理和对沉降后浆料进行过滤处理。
根据本发明实施例的处理含锌废液的***,酸性的含锌废液与中和剂作用后,能得到含有氢氧化锌和硫酸钙的混合浆料,混合浆料通过混合浆料进管进入到上流柱体,同时水从旋转进水管进入底流柱体,因旋转进水管与底流柱体下部的侧壁相切设置,水沿底流柱体内壁切线进入并向上形成涡旋水流,并与通入的混合浆料混合。混合浆料中比重较大或者粒径较大的固体硫酸钙颗粒向下沉积,最后通过硫酸钙浆料出口排出;而比重较小或者粒径较小的氢氧化锌颗粒则跟随向上旋转的水流向上运动,最终由上流柱体顶端溢出并进入溢流槽,通过氢氧化锌浆料出口排出。所得的氢氧化锌浆料经进一步絮凝沉淀和过滤后,可得到富锌渣,实现对锌的回收。由此,该***实现了对不同粒径的氢氧化锌和硫酸钙的高效分级,经沉降和过滤后实现了对锌的回收,且整个工艺可连续进行,流程简单,易于实现工业化。
在本发明的再一个方面,本发明提出了一种采用上述处理含锌废液的***处理含锌废液的方法,根据本发明的实施例,参考图7,该方法包括:
S100:将含锌废液与中和剂送至中和装置中进行中和处理
该步骤中,将含锌废液与中和剂送至中和装置中进行中和处理,以便得到混合浆料。具体的,含锌废液是锌冶炼中湿法净化洗涤及除雾过程中产生的一定量的酸性废水,含锌废液中锌含量为120-180g/L,例如可以为120g/L、130g/L、140g/L、150g/L、160g/L、170g/L、180g/L,含锌废液的pH值可以为0.5-5.0,例如可以为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0。中和剂可以为石灰或电石渣等与含锌废液反应产生氢氧化锌和硫酸钙的物质。中和剂的加入量可以依据含锌废液中的锌含量而定。
S200:将混合浆料送至分级装置中进行分级处理
将混合浆料送至分级装置中进行分级处理,以便得到氢氧化锌浆料和硫酸钙浆料。具体的,混合浆料中含有粒径小于20.0微米的氢氧化锌颗粒和粒径不小于20.0微米的硫酸钙颗粒,混合浆料通过混合浆料进管进入到上流柱体,同时水从旋转进水管进入底流柱体,因旋转进水管与底流柱体下部的侧壁相切设置,水沿底流柱体内壁切线进入并向上形成涡旋水流,并与通入的混合浆料混合。混合浆料中比重较大或者粒径较大的固体硫酸钙颗粒向下沉积,最后通过硫酸钙浆料出口排出;而比重较小或者粒径较小的氢氧化锌颗粒则跟随向上旋转的水流向上运动,最终由上流柱体顶端溢出并进入溢流槽,通过氢氧化锌浆料出口排出。当分级装置中设有中流出口时,粒径中等的硫酸钙颗粒可从中流出口排出,并可被回收返回至中和装置,以促进中和装置内硫酸钙颗粒的生长。根据本发明的一个实施例,当混合矿浆的进料速度为100-200ml/min,旋转进水管内通入洗水的流速为50-100ml/min时,由上流出口分离出的小粒径的氢氧化锌颗粒的粒径范围小于20.0微米;由中流出口分离出中粒径的硫酸钙颗粒的粒径范围为20.0-30.0微米,这些较小颗粒的硫酸钙可以返回中和装置以促进硫酸钙的生长;由底流出口分离出大粒径的硫酸钙颗粒的粒径大于30.0微米。
S300:将氢氧化锌浆料和絮凝剂送至沉降-过滤单元依次进行沉降和过滤处理
该步骤中,将氢氧化锌浆料和絮凝剂送至沉降-过滤单元依次进行沉降和过滤处理,以便得到富锌渣和过滤后液。具体的,絮凝剂可以为PAM、PAC,基于1t含锌废液,絮凝剂的加入量可以为10-50g,例如可以为10g、20g、30g、40g、50g。
根据本发明实施例的处理含锌废液的方法,酸性的含锌废液与中和剂作用后,能得到含有氢氧化锌和硫酸钙的混合浆料,混合浆料通过混合浆料进管进入到上流柱体,同时水从旋转进水管进入底流柱体,因旋转进水管与底流柱体下部的侧壁相切设置,水沿底流柱体内壁切线进入并向上形成涡旋水流,并与通入的混合浆料混合。混合浆料中比重较大或者粒径较大的固体硫酸钙颗粒向下沉积,最后通过硫酸钙浆料出口排出;而比重较小或者粒径较小的氢氧化锌颗粒则跟随向上旋转的水流向上运动,最终由上流柱体顶端溢出并进入溢流槽,通过氢氧化锌浆料出口排出。所得的氢氧化锌浆料经进一步沉淀和过滤后,可得到富锌渣,实现对锌的回收。由此,该方法实现了对不同粒径的氢氧化锌和硫酸钙的高效分级,经沉降和过滤后实现了对锌的回收,且整个工艺可连续进行,流程简单,易于实现工业化。需要说明的是,上述处理含锌废液的***的特点和优势同样适用于该处理含锌废液的方法,对此不再赘述。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种处理含锌废液的***,其特征在于,包括:
中和装置,所述中和装置具有含锌废液入口、中和剂入口和混合浆料出口;
分级装置,所述分级装置由上至下包括:
上流柱体,所述上流柱体的顶部敞开,包括:
混合浆料进管,所述混合浆料进管由所述上流柱体的顶部伸入至所述上流柱体内部,所述混合浆料进管与所述混合浆料出口相连;
溢流槽,所述溢流槽设在所述上流柱体顶部的外侧壁上;
氢氧化锌浆料出口,所述氢氧化锌浆料出口设置在所述溢流槽底部;
底流柱体,所述底流柱体包括:
旋转进水管,所述旋转进水管与所述底流柱体下部的侧壁相切设置;
硫酸钙浆料出口,所述硫酸钙浆料出口的出料方向与所述底流柱体上部的侧壁相切设置,在高度方向上,所述硫酸钙浆料出口位于所述旋转进水管的上部;
过渡柱体,所述过渡柱体连接所述上流柱体和所述底流柱体;
沉降-过滤单元,所述沉降-过滤单元具有氢氧化锌浆料入口、絮凝剂入口、富锌渣出口和过滤后液出口,所述氢氧化锌浆料入口与所述氢氧化锌浆料出口相连。
2.根据权利要求1所述的处理含锌废液的***,其特征在于,在高度方向上,所述溢流槽的外侧壁高于所述上流柱体的外侧壁。
3.根据权利要求1所述的处理含锌废液的***,其特征在于,所述上流柱体的高径比为(5-25):1,优选10:1;
任选的,在高度方向上,所述碳化硅浆料进管底端与所述上流柱体顶端的距离占所述上流柱体高度的75-80%。
4.根据权利要求1所述的处理含锌废液的***,其特征在于,所述上流柱体与所述底流柱体的直径比为(1.2-2):1。
5.根据权利要求1所述的处理含锌废液的***,其特征在于,所述过渡柱体的横截面面积自上而下逐渐减小;
任选的,所述过渡柱体的侧壁与竖直方向的夹角为25-35度。
6.根据权利要求1所述的处理含锌废液的***,其特征在于,所述上流柱体进一步包括中流出口,所述中流出口位于所述上流柱体的侧壁上,且在高度方向上低于所述氢氧化锌浆料出口;
任选的,包括多个所述中流出口,且所述多个中流出口在所述上流柱体上间隔分布;
任选的,所述多个中流出口沿所述上流柱体高度方向上间隔分布。
7.根据权利要求1所述的处理含锌废液的***,其特征在于,所述旋转进水管与所述硫酸钙浆料出口在水平面的投影夹角为0-360度,优选180度;
任选的,所述上流柱体由多节子柱体通过法兰连接组成。
8.根据权利要求1所述的处理含锌废液的***,其特征在于,所述上流柱体进一步包括补水管,所述补水管伸入至所述上流柱体的内部且开口向下,所述补水管位于所述混合浆料进管底端的下方,优选的,所述补水管位于所述混合浆料进管底端的正下方。
9.一种采用权利要求1-8中任一项所述的***处理含锌废液的方法,其特征在于,包括:
(1)将含锌废液与中和剂送至所述中和装置中进行中和处理,以便得到混合浆料;
(2)将所述混合浆料送至所述分级装置中进行分级处理,以便得到氢氧化锌浆料和硫酸钙浆料;
(3)将所述氢氧化锌浆料和絮凝剂送至所述沉降-过滤单元依次进行沉降和过滤处理,以便得到富锌渣和过滤后液。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述含锌废液中锌含量为120-180g/L;
任选的,在步骤(1)中,所述含锌废液的pH值为0.5-5.0;
任选的,在步骤(2)中,所述氢氧化锌浆料中氢氧化锌的粒径小于20.0微米;
任选的,在步骤(2)中,所述硫酸钙浆料中硫酸钙的粒径大于30.0微米;
任选的,在步骤(3)中,基于1t所述含锌废液,所述絮凝剂的加入量为10-50g。
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