重金属回收简述

有价值重金属回收系统及重金属废水的处理、回用及零排放

目录

一、什么是重金属 (2)

二、重金属污染的特点 (2)

三、重金属废水的主要来源 (2)

四、重金属废水排放标准 (3)

五、重金属废水的处理技术 (4)

六、我公司所采用的几种重金属废水的处理工艺 (5)

1、传统的处理方式 (5)

2、离子交换技术 (5)

3、深度处理工艺（膜法） (6)

七、代表性行业重金属废水的来源、水质、水量及处理技术 (8)

1、金属矿业 (8)

2、钢铁行业 (9)

3、有色金属行业 (10)

4、电镀废水处理工艺 (10)

八、某冶炼废水零排放项目中试介绍 (12)

1、项目情况 (12)

2、中试工艺 (12)

3、废水的特点 (13)

4、膜法回用的思路 (13)

5、现场中试及结果分析 (14)

6、现场中试结论 (16)

7、中试发现的隐患 (16)

8、返回中试反渗透膜元件处理介绍 (16)

9、冶炼行业废水回用存在的问题和建议 (16)

一、什么是重金属

对于重金属，有不同的定义方法：

• 根据密度：科学界将密度大于5的金属，定义为重金属。

• 根据原子系数：原子周期表中原子序数大于20的金属；

• 根据毒性：环境工程学科认为重金属主要是指对生物有明显毒性的金属元素或类金属元素，如汞、镉、铅、铬、锌、铜、钴、镍、锡、砷等。

二、重金属污染的特点

• 水体中的某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物；

• 生物从环境中摄取重金属可以经过食物链的生物放大作用，在较高级生物体内成千万倍地富集起来，然后通过食物进入人体，在人体的某些器官中积蓄起来造成慢性中毒，危害人体健康；

• 在天然水体中只要有微量重金属即可产生毒性效应，一般重金属产生毒性的范围大约在1~10ppm 之间，毒性较强的金属如汞、镉等产生毒性的质量浓度范围在0.001~0.01ppm 。

三、重金属废水的主要来源

1、重金属废水贯穿重金属的开采、提炼、使用以及回收的全过程。

2、产生重金属废水行业的分类

（1）机械加工行业

电镀、PCB 、涂装、金属加工等

（2）矿山采选行业

（3）钢铁行业

冷轧钢、炼铁、热轧钢、轧钢酸洗

（4）有色金属冶炼行业

铝业、铜业、炼锌、炼铅等

3、具体细分

主要来源一：有色矿山废水

特点：成分复杂，根据矿床的种类、矿区的地址结构、水文地质等因素有关。主要分为采矿废

水和选矿废水，采矿废水又分为采矿工艺废水和矿山酸性废水，采矿废水的主要特点酸性强又含有多种重金属离子，水量较大但排水

点分散，水质波动大。选矿废水的主要

尾矿废水 冶炼废水

电镀废水

金属提取回收废水

特点是污染物种类多，危害大，还有各种选矿药剂，悬浮物很高。

主要来源二：重有色金属冶炼

特点：典型的重有色金属以铜、锌、铅、镍、钴、锡、锑、汞等有色金属。一般以硫化矿分布最广。

废水主要包括：

a. 炉窑设备冷却水

b. 烟气净化废水是对冶炼、制酸等烟气洗涤产

生的，含有大量的酸、碱及重金属离子。

c. 水淬渣水（冲渣水）

d. 冲洗废水包括对设备的冲洗废水以及冶炼过

程中产生的废液。

主要来源三：铂族金属

特点：锇、铱、铂、钌、钯、铑、金、银等八种铂族元素由于其良好的耐腐蚀性和耐氧化性，很高的熔点、良好的导电性和催化活性，在工业中有广泛的应用。

主要来源：

a. 贵金属矿山尾矿和选冶厂矿渣回收

b. 有色金属电镀及金银电解、电镀相关

c. 工业废催化剂回收

主要来源四：稀有色金属冶炼

特点：种类繁多，原料复杂、金属及化合物的性质各异，包括稀有轻金属，如锂、铯、铍等；

稀土金属，如钪、钇、镧及镧系列金属；

稀有高熔点金属，如钛、锆、钒、铌、钽、钼、钨、铼等；

稀有分散性金属，如镓、铟、铊、锗、硒、碲等；

稀有放射性金属，如钍、铀及锕系列元素等。

废水多采取清污分流的排水体制，对含有害物质高的母液，一般采用蒸发浓缩法回收其中有用物质，对于必须外排的废水，多采用化学沉淀法处理。

主要来源五：涂镀废水

特点：包括电镀、涂装、化学镀、阳极氧化、磷化等。在涂镀过程中会使用大量的酸、碱、重金属溶液。主要金属包括铜、镍、铬、金、银等。

废水主要包括：

a. 涂镀清洗废水，几乎占８０％以上

b. 溶液过滤和废液，如槽底泥渣水、表面清洗废水（主要含有有机物）

c. 车间的跑、冒、滴、漏

四、重金属废水排放标准

遵循的国家标准：

钢铁工业水污染物排放标准GB13456-92；

重有色金属工业污染物排放标准GB 4913-85；

轻金属工业污染物排放标准GB4912－85

典型指标：

五、重金属废水的处理技术

重金属废水的处理技术总地来讲可分为四类，即化学法、物理法、物理化学法、生化法。目前以成本比较低、技术比较成熟的化学法为主，同时适当辅以其他的处理方法。

（一）化学法

化学法是借氧化还原反应或中和沉淀反应将有毒、有害的物质分解为无毒、无害的物质或将重金属经沉淀和浮上法从废水中除去。主要有以下几种：

1．还原沉淀法在电镀废水治理中最典型也最主要的是对含铬废水的治理。其方法就是在废水中加入 FeSO4，NaHSO3，Na2SO3，SO2或铁粉等使 Cr6＋还原成 Cr3+，然后再加入 NaOH 或石灰乳沉淀分离。该法优点是设备简单，投资少处理量大，但要防止沉渣污泥造成二次污染。

2．氧化法是对含氰等的废水进行氧化化学处理，如碱性氧化法、过氧化物法、水解法、臭氧处理法、电化学氧化法等。而又以碱性氧化法应用最广。

3．化学沉淀法是指向废水中加入药剂（NaOH、石灰等），使水中重金属离子与碱的氢氧离子作用生成难溶于水的氢氧化物，然后把氢氧化物和水分离达到去除重金属离子的目的。优点是处理效果好，处理废水可以回用生产，同时可以回收铬酸，复生碳酸钡。但钡盐货源、沉淀物分离以及污泥的二次污染尚须进一步解决。

4．中和法主要用来处理电镀厂的酸洗或碱洗废水。常有自然中和法、投药中和法、过滤中和法和滚筒式中和法等。另外用电石渣作为中和剂处理酸废水也有较好的效果，同时可以达到“以废治废”的目的。

5．腐蚀电池法是基于电化学中的的腐蚀原理来处理电镀废水中的氰或铬离子。具体又可分为微观和宏观腐蚀电池法，前者是指在金属表面存在许多极微小的电极而形成的电池，后者是指由肉眼可见到的“大电池”。

6．化学气浮法的原理是利用压力容器工作水骤然减压释放的大量微气泡，与加药混合后产生的凝聚状物黏附在一起，使其比重小于水而浮到水面上成为浮渣排除，从而使废水得到净化。（二）物理法

蒸发浓缩法工作原理是通过蒸发手段减少镀液中的水分，从而达到浓缩镀液的目的。如我国20 世纪70 年代到80年代研究使用的钦质薄膜蒸发器与欧美国家的相比工艺并不逊色，但它要求较高的蒸气压力，脱离了大多数镀厂的现实。

反渗透法原理简单，是一种采用半透膜进行高压过滤的浓缩分离技术。它的特点是完全用物理操作，在运转中产生一部分浓缩液或回用或综合利用，稀液回用，此外并无其他废弃物。（三）物理化学法

活性碳吸附法主要用于含铬、含氰废水。它的特点是处理条件温和，操作安全，深度净化的处理水可以回用。

液膜法一般采用水包油包水双重乳液体系，液膜为煤油（或添加适量减二线组分油）和表面活性剂或添加剂，内水相为 NaOH 溶液，外水相为待处理的含氰或铬废水。适用于规模不大、浓度较低、呈游离状态存在的含氰废水的处理。

离子交换法中最常用的交换剂是离子交换树脂，柱子饱和后可用酸碱再生后反复使用。对于含氰废水，可先将自由氰离子变成金属离子的络离子，然后使废水通过阳离子和阴离子交换树脂的混合柱，用无机酸使之再生，再生液用碱中和。此法是实现电镀含铬废水强制性闭路循环的有效手段之一。

电解法是利用电解作用本身处理或回收重金属，也有利用电解产生的金属氢氧化物的凝聚作用。主要缺点是消耗电力和铁材，污泥也多，目前已较少采用，但由于回收纯度高，用于收贵重金