含金废液提炼贵金工程及环保工程设计方案 - 图文(5)

2019-03-11 15:57

在黄金提炼工艺中,其主要利用与酸产生SO2发挥还原作用,其原理如下:

Na2SO3+2HCI→SO2↑+2NaCl+H2O 2SO2+2HAuCl4+6H2O→2Au↓+8HCl+3H2SO4

3.6.3二氧化硫的特征

二氧化硫分子式为SO2,是含硫大气污染物中最重要的一种。SO2为无色、有刺激性臭味的有毒气体,不可燃,易液化,气体密度2.927kg/m3,沸点-10℃,熔点-72.7℃,蒸气压155.4kPa(1165.4mmHg,0℃),溶于水,水中溶解度为11.5g/L,一部分与水化合成亚硫酸。

3.6.4硫酸的特征

硫酸分子式为H2SO4,纯硫酸一般为无色油状液体,密度1.84g/cm3,沸点337℃,能与水以任意比例互溶,同时放出大量的热,使水沸腾。加热到290℃时开始释放出三氧化硫,最终变成为98.54%的水溶液,在317℃时沸腾而成为共沸混合物。硫酸的沸点及粘度较高,是因为其分子内部的氢键较强的缘故。由于硫酸的介电常数较高,因此它是电解质的良好溶剂,而作为非电解质的溶剂则不太理想。硫酸的熔点是10.371℃,加水或加三氧化硫均会使凝固点下降。高浓度硫酸具有强酸性、脱水性及强氧化性。

3.6.5氯化氢的特征

氯化氢分子式为HCl,是无色,有毒,腐蚀性的不燃烧气体。熔点-114.2度,沸点-85度。有窒息性的气味,对上呼吸道有强刺激,对眼、皮肤、黏膜有腐蚀。比重大于空气,遇潮湿的空气产生白雾,极易溶于水氯化氢与水不反应但易溶于水,空气中常以盐酸烟雾的形式存在。易溶于乙醇和醚,也能溶于其它多种有机物;易溶于水,在25℃和1大气压下,1体积水可溶解503体积的氯化氢气体。干燥氯化氢的化学性质很不活泼。氯化氢气体溶于水生成盐酸,当药水瓶打开时常与空气中的小水滴形成盐酸酸雾。氨水会与氯化氢反应生成白色的氯化铵微粒。

3.6.6氯化铵的特征

无色晶体或白色颗粒性粉末,是一种强电解质,溶于水电离出铵根离子和氯离子,氨气和氯化氢化合生成氯化铵时会有白烟。无气味。味咸凉而微苦。吸湿性小,但在潮湿的阴雨天气也能吸潮结块。粉状氯化铵极易潮解,湿铵尤甚,吸湿点一般在76%左右,当空气中相对湿度大于吸湿点时,氯化铵即产生吸潮现象,容易结块。能升华(实际上是氯化铵的分解和重新生成的过程)而无熔点。相对密度1.5274。折光率1.642。低毒,半数致死量(大鼠,经口)1650mg/kg。有刺激性。加热至350℃升华,沸点520℃。

易溶于水,微溶于乙醇,溶于液氨,不溶于丙酮和乙醚。盐酸和氯化钠能降低其在水中的溶解度,其水中溶解度在0℃时为29.4g,10℃为33.2g,20℃为37.2g,30℃为41.4g,40℃为45.8g,50℃为50.4g,60℃为55.3g,70℃为60.2g,80℃为65.6g,90℃为71.2g,100℃为77.3g)。加热至100℃时开始显著挥发(不同于碘升华,该变化是化

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学变化),337.8℃时离解为氨气和氯化氢气体,遇冷后又重新化合生成颗粒极小的氯化铵而呈现为白色浓烟,不易下沉,也极不易再溶解于水。pH:因为在水中电离出的铵根离子水解使溶液显酸性,常温下饱和氯化铵溶液PH值一般在5.6左右。25℃时,1%为5.5,3%为5.1,10%为5.0。氯化铵本身可以作为铋、锑的稳定试剂(提供氯离子进行配位,使用时将其化合物与氯化铵共溶于稀盐酸中)。

3.6.7氨水的特征

化学式:NH3·H2O,式量35.045又称阿摩尼亚水,主要成分为NH3·H2O,是氨气的水溶液,无色透明且具有刺激性气味。熔点-77℃,沸点36℃,密度0.91g/cm3。易溶于水、乙醇。易挥发,具有部分碱的通性,由氨气通入水中制得。有毒,对眼、鼻、皮肤有刺激性和腐蚀性,能使人窒息,空气中最高容许浓度30mg/m3。主要用作化肥。

AgCl+3NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH+NH4Cl

4AgCl+N2H4+4OH- =4Ag↓+N2↑+4H2O+4Cl-

3.6.8水合肼的特征

又称水合联氨,具有强碱性和吸湿性。纯品为无色透明的油状液体,有淡氨味,在湿空气中冒烟,具有强碱性和吸湿性。工业上一般应用含量为40%--80%的水合肼水溶液或肼的盐。水合肼液体以二聚物形式存在,与水和乙醇混溶,不溶于乙醚和氯仿;它能侵蚀玻璃、橡胶、皮革、软木等,在高温下分解成N2、NH3和H2;水合肼还原性极强,与卤素、HNO3、KMnO4等激烈反应,在空气中可吸收CO2,产生烟雾。水合肼及其衍生物产品在许多工业应用中得到广泛的使用,用作还原剂、抗氧剂,用于制取医药、发泡剂等。

3.7几种主要污染物的危害

3.7.1氮氧化物的危害

氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物有一氧化氮(NO,无色)、二氧化氮(NO2,红棕色)、一氧化二氮(N2O)等,常态下都呈气态。作为空气污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。氮氧化物(NOx)种类很多,包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N2O5)等多种化合物,但主要是NO和NO2,氮氧化物中氧化亚氮(笑气)作为吸入麻醉剂,不以工业毒物论;余者除二氧化氮外,遇光、湿或热可产生二氧化氮,主要为二氧化氮的毒作用,主要损害深部呼吸道。一氧化氮可与血红蛋白结合引起高铁血红蛋白血症,缺氧致死。

3.7.2含氟化合物的危害

氟化氢有强烈的刺激和腐蚀作用,可通过呼吸道粘膜、皮肤和肠道吸收,对人体全身产生毒性作用。氟能和人本骨骼和血液中的钙结合,从而导致氟骨病。长期暴露在低浓度的氢氟酸蒸气中,可引起牙齿酸蚀症,使牙齿粗糙无光泽,易患牙龈炎。当空气中HF浓度为0.03~0.06mg/m3时,儿童牙斑釉患病率明显增高。HF的慢性中毒可造成鼻粘

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膜溃疡、鼻中隔穿孔等,还可引起肺纤维化。高浓度的HF能引起支气管炎和肺炎。HF的阈限值——时间加权平均值为3×10-6,短时间接`触限值为6×10-6。四氟化硅密度为空气密度3.6倍的气体,同样刺激呼吸道粘膜。

3.7.3水合肼的危害

侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。健康危害:吸入该品蒸气,刺激鼻和上呼吸道。此外,尚可出现头晕、恶心和中枢神经系统兴奋。液体或蒸气对眼有刺激作用,可致眼的永久性损害。对皮肤有刺激性;长时间皮肤反复接触,可经皮肤吸收引起中毒;某些接触者可发生皮炎。口服引起头晕、恶心。

3.7.4二氧化硫及硫酸雾的危害

二氧化硫排入空气后,对人体健康会造成影响。SO2能刺激人的眼睛和呼吸系统,增加呼吸道阻力,还刺激粘液分泌。低浓度SO2长期作用于呼吸道和肺部,使呼吸系统生理功能减退,肺泡弹性减弱,肺功能降低,可引起气管炎、支气管哮喘、肺气肿等。高浓度的SO2对呼吸衰竭的人特别敏感。SO2进入血液,可引起全身毒性作用,破坏酶的活性,影响酶及蛋白质代谢。大气中的二氧化硫还会形成酸雾。通常所说的酸雾是指雾状的酸类物质。在空气中酸雾的颗粒很小,比水雾的颗粒要小,比烟的湿度要高,粒径为0.1~10μm,是介于烟气与水雾之间的物质,具有较强的腐蚀性。

酸雾的形成机理主要有两种:一种是酸液表面蒸发,酸分子进入空气,与空气中的水分凝并而形成雾滴;另一种是酸溶液内有化学反应,形成气泡上浮到液面爆破,将液滴带出。另外,伴随酸雾排放过程不可避免地会有呈分子态的酸性气态污染物如SO2和NOX等的排放,所以其排放过程和排放物成分比较复杂。酸雾的危害。导致大气酸化的首要污染物是化石燃料在燃烧过程中排放出来的二氧化硫和氮氧化物,而酸雾的排放也不容忽视,因为和燃烧烟气相比较,酸雾的腐蚀力更强、毒性更大。例如就硫酸雾来讲,它的毒性比二氧化硫高约10倍之多。酸雾的排放会造成工作场所的空气中酸雾和酸性气体弥漫,排入大气后又会造成大气环境中的酸沉降。它不仅危及工人及厂房周围居民的身体健康,腐蚀厂房设备及精密仪器,造成生产和生活的损失,而且还会对农作物及其他动植物的生存带来不良影响,造成对建筑物、文物古迹等的损坏等。因此,人们在加强对燃煤烟气、汽车尾气等进行治理的同时,也迫切需要采取得力措施控制酸雾的排放,以遏制大气环境的酸化和酸雨的发展。大气中的二氧化硫还会形成酸雨。酸雨就是酸性的雨。准确的说,pH值小于5.65的雨叫酸雨。酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理的现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸,绝大部分是硫酸和硝酸。工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫,燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物,经过“云内成雨过程”,即水汽凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上,发生液相氧化反应,形成硫酸雨滴和硝酸雨滴;又经过“云下冲刷过程”,即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体,形成较大雨滴,最后降落在地面上,形成了

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酸雨。我国的酸雨是硫酸型酸雨。

酸雨的形成:

酸雨多成于化石燃料的燃烧:

S+O2(点燃)=SO2↑ 2SO2+2H2O+O2=2H2SO4

综上所述,对该项目外排废气的治理是非常必要和刻不容缓的,是一件造福子孙、利国利民的大好事。

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第四章 环保设备处理工艺设计

4.1黄金提炼废气处理工艺

黄金提炼废气工艺中产生主要污染物质主要为酸雾、硝酸雾、氮氧化物及热气,根据工序特点采取不同处理方法,具体介绍如下:

该工序主要为黄金还原工序,钛桶放置于风柜中,利用亚硫酸钠或SO2还原,该工序特点是:设备属于半封闭及开放状态,所需抽风量大。

由于有害物质易容碱液及水,治理方案考虑采用填料喷淋塔进行处理。考虑到废气中含有大量贵金属及强酸,因此在进入废气处理系统前,先对废气中大浪贵金属及强酸进行捕捉,故治理方案优先考虑

盘管冷凝管+废气中和水罐+真空泵机组+三级喷淋塔+三级喷淋塔+风机+活性炭吸附塔。可确保95%以上的净化率。

盘管冷凝管工作原理:是利用冰水机制作出冷水打入冷凝管内蛇形管道内,与冷凝管内热气发生反应,吸收大量热量,同时,冷凝管热气遇冷则变成水滴流回还原钛桶,这样将废气中强酸及贵金属有效捕捉,而吸收热量后冷水回流至冰水机中循环利用。

三级喷淋塔工作原理:喷淋塔是利用吸收的原理来达到处理废气的目的。吸收法处理是利用液态吸收剂处理气体混合物以除去其中某一种或几种气体的过程。在这过程中会发生某些气体在溶液中溶解的物理作用,这是物理吸收。也有气液中化学物质之间发生化学反应,这是化学吸收。吸收作用常用于气体污染物的处理与回收。物理吸收是用液体吸收有害气体和蒸气时纯物理溶解过程。它适用于在水中溶解度比较大的有害气体和蒸气,一般吸收效率较低。化学吸收是在吸收过程中伴有明显的化学反应,不是纯溶解过程。化学吸收效率较高,是目前应用较多的有害气体处理方法。本工艺采用的方法就是利用物理与化学的方法处理废气,化学吸收过程采用NaOH溶液做吸收剂。

反应原理:

吸收是中和反应,尾气中的酸雾被氢氧化钠溶液吸收.在吸收塔内化学反应方程为:

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O HCl+NaOH=NaCl+H2O 艺流程图如下: 黄双 金层提 釜玻炼璃废反 气应冷水 碱液 自来水 循环液 循环液 盘管冷凝管

废气中和水罐真空泵机组三级喷淋塔三级喷淋塔离心风机活性炭吸附塔达标高空排放

水箱 水泵 水箱 水泵 碱液碱液 楼顶废气处理系统 注:楼顶及车间废气塔循环水箱定期排水,通过管道排放至车间废水收集池内进行统一预处理,经过预处理后委托危废站进行深度处理

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