PDF《附件 2》

―

34 ― 附件

2 环境保护技术文件钴冶炼污染防治可行技术指南 (试行) Guideline on Available Technologies of Pollution Prevention and Control for Cobalt Smelting Industry (on Trial) 环境保护部―35 ― 前言为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》 ,防治环境污染,完善环保技术工作体系,制定本指南.

本指南以当前技术发展和应用状况为依据,可作为钴冶炼项目污染防治工作的参考技术资料. 本指南由环境保护部科技标准司提出并组织制订. 本指南起草单位:中国恩菲工程技术有限公司、中冶建筑研究总院有限公司. 本指南由环境保护部解释. ―

36 ―

1 总则 1.1 适用范围 本指南适用于以钴精矿、含钴物料为主要原料的钴冶炼企业. 1.2 术语和定义 1.2.1 标准状态 指温度为 273.15K、压力为 101325Pa 时的状态.本指南涉及的大气污染物浓度均以标准状态下的 干气体为基准. 1.2.2 卫生通风系统 在有废气产生的生产节点设机械排风装置,控制粉尘和有害气体的扩散,减少无组织排放,创造满 足劳动卫生要求的生产环境,并根据需要对排风进行治理的通风系统.

2 生产工艺及污染物排放 2.1 生产工艺及产污环节 钴的冶炼工艺是根据其原料、所需的最终产品、技术和经济条件来进行选择的.主要的炼钴工艺包 括从铜钴矿中提取钴、从镍冶炼钴渣中回收钴、从钴硫精矿中提取钴、从锌冶炼钴渣中回收钴. 2.1.1 从铜钴矿中提取钴 铜钴原矿(或铜钴合金)经两段浸出、两段萃取工艺分离铜,含钴溶液再经过净化、萃取、沉淀或 电积工艺生产钴盐制品或电钴.生产工艺流程及主要产污环节见图 1. 2.1.2 从镍冶炼钴渣中回收钴 镍冶炼钴渣中回收钴采用浸出、净化、萃取、沉淀或电积工艺,生产钴盐制品或电钴.生产工艺流 程及主要产污环节见图 2. 2.1.3 从钴硫精矿中提取钴 钴硫精矿 (含钴黄铁矿) 提钴的工艺流程为: 钴硫精矿焙烧脱去硫元素, 焙砂用硫酸浸出各种金属, 浸出液净化除去铁、铝等贱金属,净化后液采用溶剂萃取技术进一步除去杂质并使镍钴分离,最后采用 沉钴工艺生产钴盐制品或通过电积工艺生产电钴.生产工艺流程及主要产污环节见图 3. 2.1.4 从锌冶炼钴渣中回收钴 锌冶炼得到的富钴渣为有机盐,回收钴过程中先通过焙烧分解有机物,焙砂经浸出、除铁、萃取 提纯,生产钴盐产品.生产工艺流程及产污的主要环节见图

4、5. ―

37 ― 图1从铜钴矿中提取钴工艺流程及产污环节 ―

38 ― 图2从镍冶炼钴渣中回收钴工艺流程及产污环节 ―

39 ― 图3从钴硫精矿中提取钴工艺流程及产污环节 ―

40 ― 图4从锌冶炼钴渣中回收钴工艺流程及产污环节

(一) ―

41 ― 图5从锌冶炼钴渣中回收钴工艺流程及产污环节

(二) 2.2 污染物排放 钴冶炼过程中产生的污染包括大气污染、水污染、固体废物污染和噪声污染,其中大气污染、水污 染、固体废物污染是主要环境问题. 2.2.1 大气污染 铜钴矿熔炼产生含尘烟气;

钴硫精矿焙烧产生含尘、二氧化硫烟气;

浸出槽有酸雾逸出;

除铁槽有 少量氯气溢出;

萃取槽有有机物气体、酸雾逸出;

氯化钴电积阳极室产生大量酸雾、氯气;

草酸钴煅烧 产生二氧化碳及固体粉尘. 钴冶炼过程中主要大气污染物及来源见表 1. 表1钴冶炼大气污染物及来源 序号 废气来源 主要污染物 备注

1 铜钴矿熔炼电炉 颗粒物 废气经收尘后排放

2 钴硫精矿焙烧炉 SO

2、颗粒物 废气经收尘、制酸、脱硫后排放

3 锌冶炼钴渣焙烧炉 颗粒物 含重金属Pb、Zn等4制酸尾气 SO2 脱硫后排放

5 浸出槽 酸雾 循环水吸收后返回工艺系统 ―

42 ―

6 除铁槽 酸雾、氯气 钠碱吸收生产次氯酸钠溶液

7 萃取槽 酸雾、有机废气 循环水吸收后返回工艺系统

8 电积槽 酸雾、氯气 钠碱吸收生产次氯酸钠溶液

9 草酸钴煅烧 颗粒物 袋式收尘返回工艺系统

10 氧化钴等包装 颗粒物 袋式收尘返回工艺系统 2.2.2 水污染 萃取剂皂化工段产生含钠废水,反萃产生废水,沉钴工序产生废水. 其他废水来源有二氧化硫烟气净化排出的污酸、 酸性污水, 硫酸场地初期雨水及生产厂区其他场地 初期雨水,中心化验室排出的含酸废水、工业冷却循环水的排污水. 钴冶炼过程中主要水污染物及来源见表 2. 表2钴冶炼过程中水污染物及来源 废水种类 排水来源 主要污染物 备注 皂化后的水相 萃取剂皂化工段 含钠废水 去污水处理站 反萃产生废水 萃取除杂工段 Zn2+ 、Cu2+ 、Pb2+ 、Cd2+ 、Ni2+ 、 As3+ 、Co2+ 、COD、油 去污水处理站 沉钴后液 沉钴工序 Zn2+ 、Cu2+ 、Pb2+ 、Cd2+ 、Ni2+ 、 As3+ 、Co2+ 、NH4 + pH8~8.5 去污水处理站或水处理 厂房 污酸、污水 制酸系统污酸 污酸、Zn2+ 、Cu2+ 、Pb2+ 、Cd2+ 、 Ni2+ 、As3+ 、Co2+ 进污酸处理站 制酸系统酸性污水 酸性废水、Zn2+ 、Cu2+ 、Pb2+ 、 Cd2+ 、Ni2+ 、As3+ 、Co2+ 进污水处理站 硫酸场地初期雨水 酸性废水、Zn2+ 、Cu2+ 、Pb2+ 、 Cd2+ 、Ni2+ 、As3+ 、Co2+ 进污水处理站 生产厂区其他场地初期雨水 酸性废水、Zn2+ 、Cu2+ 、Pb2+ 、 Cd2+ 、Ni2+ 、As3+ 、Co2+ 进污水处理站 设备冷却水排污水 设备冷却水循环系统 盐类 冷却后循环使用,少量 排污水.可经废水深度 处理后回用 浸出、净液、电积车间 排水 Zn2+ 、Cu2+ 、Pb2+ 、Cd2+ 、Ni2+ 、 As3+ 、Co2+ 去污水处理站 2.2.3 固体废物污染 钴冶炼固体废物包括浸出渣、铁矾渣、污水处理渣、脱硫副产物、电炉熔炼渣等,除电炉熔炼渣为 一般固废外,其余固体废物属性需经鉴别,并根据其性质和类别确定处理处置方式. 2.2.4 噪声污染 处理铜钴原矿噪音主要来自球磨机,其他噪声源有各类风机、水泵等.钴冶炼主要噪声源及噪声声 级见表 3. 表3钴冶炼主要噪声源及噪声声级(dB) 噪声源 噪声级(dB) 排放规律 球磨机 ~85 连续式 风机~85 连续式 水泵~85 连续式 压缩空气 ~95 连续式 ―

43 ―

3 钴冶炼污染防治技术 3.1 钴冶炼污染预防技术 3.1.1 流态化焙烧炉浆化进料技术 流态化焙烧炉浆化进料技术是改变传统的沸腾焙烧炉进料方式, 将欲焙烧物料在搅拌槽内用水 (或 过程返液)配制成含水 25~30%浓度的矿浆,用蠕动泵将其喷入焙烧炉内,用空气(或富氧)在确定温 度下进行硫酸化焙烧,使钴、铜、锌等转变成可溶硫酸盐,使铁转变成难溶的氧化铁. 该技术简化了焙烧炉进料系统,减少了精矿干燥、物料输送等设备;

浆化进料用泵代替抛料机,使 加料均匀,易控;

减少焙烧炉作业粉尘,劳动条件好;

过程容易实现自动化. 该技术适用于含硫的金精矿、钴硫精矿等硫化精矿. 3.1.2 黄铁矾除铁技术 黄铁矾除铁技术是指在温度 85~95℃、pH 值为 1.5~3.0 的条件下,溶液中一价正离子(如K+ 、Na+ 、 NH4 + )和溶液中正三价铁离子(Fe3+ )形成黄铁矾沉淀,从而去除铁. 该技术沉淀性能好,过滤速度快,,

沉淀夹带有价金属少,沉淀含铁 30~35%,与水解氢氧化铁相比 渣量少,铁矾呈晶体结构,疏松、沙状,运输方便. 该技术适用于镍,钴,铜,锌等湿法冶炼除铁. 3.1.3 铜溶剂萃取技术 铜溶剂萃取技术是利用酮肟类萃取剂对铜具有的很高的选择性, 从高铁溶液中萃取铜, 将铜与铁及 其他金属离子分离. 该技术广泛应用于从浸出液中分离铜,为铜电积创造条件. 3.1.4 溶剂萃取技术 溶剂萃取技术是指利用有机溶剂从与其不相混溶的水相中将某种物质提取出来, 以实现净化除杂或 有价金属分离.根据工艺要求可选用 P204 从除铁后液中除去杂质,净化溶液;

根据溶液中杂质含量控制 反萃条件可生产锰盐、锌盐等产品.选取 P507 或Cyanex272 从含钴镍溶液中萃取钴,实现钴、镍分离. 该技术有价离子的分离效果好,如P507 分离镍、钴,产品 Co/Ni 比大于 1000;

属液-液过程,易自 动化;

试剂消耗少;

有价金属回收率高. 该技术可广泛应用于镍钴,稀土,贵金属,化工等领域. 3.1.5 含硫酸铵母液处理技术 P507 萃余液、P204 皂化水和转皂后硫酸铵母液等含硫酸铵母液,经除油、离子交换除镍钴后送硫酸 铵蒸发系统,采用四效蒸发流程,蒸发浓缩后的硫酸铵溶液输送至稠厚器,最后进入离心机进行分离和 包装,母液返回蒸发系统. 3.1.6 含氯化铵母液处理技术 草酸钴、碳酸钴沉淀含铵尾液以及工艺洗水经过除油、调节 pH,进入斜板沉淀去除悬浮物,上清 液进入超滤系统,超滤透过液经金属回收床吸附钴离子,透过液进入纳滤浓缩系统,透过纳滤的含铵溶 液进入电渗析进一步浓缩,电渗析产出的浓液进入氯化铵蒸发系统,淡水回纳滤浓缩系统. ―

44 ― 氯化铵浓溶液采用三效顺流蒸发流程,达到要求浓度后冷却结晶,浆液经离心机分离,产出氯化铵 包装外售,母液返回蒸发系统. 3.1.7 氯气制酸技术 钴电积工序生成的高浓度湿氯气先经冷却、干燥,再经氯气压缩机升压至 0.15~0.30MPa 后送入氯 气缓冲罐. 从氯气缓冲罐和氢气缓冲罐来的气体经管道阻火器风别进入三合一石墨盐酸炉, 在炉内燃烧 生成氯化氢气体,氯化氢气体冷却降温后用纯水吸收,生成高纯盐酸.吸收尾气采用氢氧化钠进一步吸 收净化后排空. 3.1.8 氯气钠碱吸收技术 次氯酸钠除铁时生成的少量氯气、 氯化钴电积末期阳极室生成的少量氯气、 氯气制酸尾气采用钠碱 吸收净化.一般采用三级吸收,第

一、第二级吸收装置采用湍冲塔,第三级采用填料塔.吸收液采用 15%氢氧化钠溶液,逆流补充吸收液(新吸收液直接补充至第三级塔,由三级塔循环泵向二级塔补液, 二级塔循环泵向一级塔补液),一级塔循环液 pH 值小于

11 时排液,生成次氯酸钠溶液作为产品出售. 由于一级塔氯气浓度最高,化学反应热大,在一级塔溶液循环系统中设板式热交换器,通过循环冷却水 除去反应热,以维持系统对氯气的高效吸收. 3.1.9 污染源密闭技术 污染源密闭技术是通过在污染的源头设密闭罩将污染源密闭起来,防止污染的扩散. 该技术烟气控制效果好,从源头上防止了污染物的扩散. 该技术适用于物料储仓、物料卸料点、物料转运点、物料受料点、物料破碎筛分设备等扬尘点的密 闭,冶金炉窑以及炉窑加料口、排出口、熔体包子房、流槽等产烟部位的密闭,湿法冶炼产生废气的各 种槽、罐的密闭. 3.1.10 加湿防尘技术 加湿防尘技术是通过喷水或喷雾形式加湿物料抑尘. 加湿点选在卸料、 转运等物料有落差易扬尘的 部位.加湿喷嘴采用雾化喷头,加湿水压力宜 0.4MPa 以上. 该技术适用于对原料水分无严格要求的冶炼工艺备料工段的防尘以及渣选矿工艺备料工段的防尘. 3.2 钴........