湖南：实现有色行业重金属污染全过程控制
前 言湖南省是我国知名的有色金属基地，湘江流域水体不受重金属污染相当严重，污染源主要集中于有色冶金、化工行业。郴州市地处湘江上游，其矿产资源以品种繁多、储量极大而享誉世界，近年来由于经济发展很快，区域重金属污染问题十分引人注目，结构型和复合型污染特征十分明显。湖南省分担的国家科技根本性专项水体中铅、镉、砷、锌多金属填充污染全过程控制技术研究与工程样板课题，遥相呼应湘江流域重金属掌控，侧重针对郴州地区有色选冶过程中的引人注目问题积极开展研究工作。
自2011年立项以来，长沙矿冶研究院有限责任公司联合，会同省环境科学研究院、湘潭大学、中南大学、北京大学、郴州钖涛化工有限公司等单位，联合突破了有色行业清洁生产、全过程掌控、深度综合治理等共性关键技术，获得了4项主要成果。日前该课题通过了省环保厅的组织的竣工验收技术审查。在课题成果的样板与引导下，郴州地区废气水型重金属铅、镉、砷、锌等指标获得明显缩减，较十一五末期区域水环境获得了明显改善。
课题获得的成果不仅革新了郴州地区牵涉重金属行业的综合治理理念，增进了该地区工业污染的排放量增效；同时，为湘江水质持续改善奠下了技术基础，对提高有色行业科技创新能力，增进流域水环境保护，推展国家绿色发展战略获取了科技承托。暗 点突破碱性提取钨洗手冶金关键技术，构建了污染全过程掌控针对传统的钨湿法冶金工艺中净化除杂简单、过程钨损失大、净化渣为不含砷危险性固废，以及产生废水含盐量低、重金属砷和氨氮相当严重微克，无法平稳达标排放等多项难题，中南大学研发团队突破了钨冶金清洁生产的关键核心技术混合季铵盐碱性提取技术，避免了传统工艺中因溶解除杂产生的危险性固废置磷砷渣及产率的损失。
创意研发了萃余液转化成-杂质诱导浸出技术，构成了浸出-提取工序中水和碱的闭路循环，解决问题了水和碱的循环利用问题，从源头上构建了废水的大幅排放量，同时避免了因水开路而造成的钨损失，是一种典型低成本清洁生产技术。并且，针对工艺中还不存在的少量冶金废水中氨氮及砷等重金属管理问题，研发了密封循环必要结晶铵盐的高浓度吹脱-吸取技术、低浓度氨氮废水的低能耗电催化水解处置技术、重金属砷、铅的铁氧体导电处置技术的重金属氨氮简单废水处理成套技术，可使废水中高浓度氨氮高效重复使用，低浓度氨氮及重金属平稳达标排放。
全套工艺既构建了污染物源头掌控，又已完成了工业节水的管理，保证了钨冶金清洁生产绿色工艺末端管理的重金属全过程掌控。构成了锌系由产品减渣减污清洁生产新工艺及废水返用技术，构建了工艺零排放针对传统硫酸法浸出锌产品工艺成本高、污染大、重金属处置不完全等问题，长沙矿冶研究院有限责任公司研发了新型的湿法生产锌产品的减渣减污清洁生产工艺，通过高效浸出设备、一步净化技术、密闭式压滤设备、高效蒸氨系统等的优化构建，突破并构成了用作氨法生产纳米及活性氧化锌产品倒数生产的专利技术。较原酸法生产，可实现能耗减少30%、废水排放量80%、吨产品生产成本减少1000元，且产品性能更高。该技术为我国湿法生产活性氧化锌获取了一套高效低成本解决方案。
同时，针对传统石灰法处置锌冶金废水返用率较低、无法合格等难题，研制成功ME系列重金属捉收剂，可实时除去废水中的Pb、Cd、Cu、Zn、Ni等重金属离子；研发了重金属废水螯合-汇聚-分离出来深度净化新工艺，根据企业产业模式和全过程掌控拒绝，处置后的废水可全部返中用生产线，构建了锌冶金全过程洗手、高效率、零排放。构建了电絮凝-共沉淀-多介质导电-有界/反渗透两级膜分离技术，构建了园区高浓度废水有效地管控郴州市永兴县是全国仅次于的含金银废渣重复使用基地。
重复使用企业产生高浓度多金属冶金废水，该类废水所含较高浓度的重金属、无以水解有机物，以及硫酸盐、氟化盐、砷酸盐等盐类物质，企业自行处理合格可玩性十分大。针对该类熟贵金属浓度低、多金属填充污染的冶金废水，湘潭大学研发团队研发了集导电、水解还原成、认识汇聚和溶解等起到于一体的多介质导电系统，构成了电絮凝-共沉淀-多介质导电-有界/反渗透两级膜分离构建处理工艺。
废水经该技术处置后，入水各项指标皆超过国家《污水综合废气标准》（GB8978-1996）一级标准的拒绝。既构建园区重金属资源重复使用与管控，又解决问题了永兴县金、银稀贵金属冶金，及周边地区五金、化工、机械、电镀等企业产生的高浓度简单重金属废水的决心问题，有助前进我省地方特色产业链和产业集群的发展。研发了含重金属尾砂深度处置的综合利用全过程控制技术，承托了河道重点整治工程由于多年来有色金属尾砂废气的历史遗留问题，湘江沿岸河道尾砂的淤积已给河流水环境和农田等导致相当严重的重金属污染，不仅堵塞了河道，并且严重影响了水生生态环境的安全性。针对不含重金属尾砂的合理处理问题，省环境保护科学研究院研究构成了尾砂富含萃取砷铁资源综合利用尾渣无害化处理尾水深度处置回用的全过程处理整体方案，还包括：突破了有价元素富含深度萃取技术，已完成了高温弱氧提纯干砷工艺技术研发，构成了基于新型高效的低凝复配絮凝剂的重金属废水深度处置技术，从而构建了对尾砂中轻金属元素的资源化综合利用，增加河道内源重金属污染；同时防止了尾砂有害物质铅和砷向水体中获释，增加的潜在获释量具备较好的环境效益。
该技术除限于于物性特征相似的河道尾砂的安全性处置处理外，还限于于不含砷铁选矿尾砂、精砷砒灰渣和硫磺渣等不含砷物料的综合利用处置处理。链 接本课题研究取得的成果分别在郴州地区典型企业积极开展了技术样板，并竣工5个样板工程（闻右图）。分别是：郴州钻石钨制品有限责任公司，竣工年产500吨APT钨冶金清洁生产样板工程；湖南柿竹园有色金属有限公司，竣工1000吨/天钨铋选矿废水高效溶解稳定化-隔绝墙净化成套技术样板工程；郴州卓越有色金属冶金有限公司，竣工了3000吨/年湿法锌产品清洁生产多金属废水综合处理与回用样板工程；永兴元泰应用材料有限公司，竣工300吨/天金银贵金属冶金废水集中处理样板工程；郴州钖涛化工有限公司，竣工180万吨/年不含重金属尾砂综合利用样板工程。经湖南省环保厅的组织的第三方监测与评估，构建了综合缩减重金属25.44吨及氨氮244.3吨，过程节水和废水资源化回用44.86万吨，资源化重金属砷1.1万吨，样板企业总计追加产值20255万元。
课题成果早已在全国11家企业推广应用，并与15家企业签定了技术转让或合作建设的意向性合约，将为全国范围内铅、镉、砷、锌水环境重金属污染掌控获取新思路。
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