针对有色重金属废水难以达标排放和回用难题,罗胜联教授深入一线开展工艺分析,发现了有色重金属废水达标排放缺乏有效捕集剂、废水回用极易结垢、回用水中捕集剂和缓蚀剂是否对冶炼工艺存在不利影响等瓶颈问题,提出了构建络合型重金属捕集剂的新思路。运用目标分子设计与Gaussian计算相结合的方法,研发了富含羧基的有机聚合物重金属捕集剂,揭示了重金属与捕集剂的络合与絮凝作用机理,设计了石灰中和-络合-活性渣回流技术系统;通过化学修饰强化分子架桥与耦合作用,在常规阻垢缓蚀剂上创新性引入酰胺官能团,大幅增强了钙镁离子螯合吸附,通过揭示基于官能团诱导的高温、高钙水环境中阻垢缓蚀作用机理,实现了高温状态下高钙镁水的循环利用;深入研究捕集剂和阻垢缓蚀剂存在下电极/溶液界面、极化行为和表面形貌,揭示了回用水中存在的捕集剂与阻垢缓蚀剂有利铅锌溶出,增加阴极还原的极化电压,降低铅锌冶炼电解能耗,反而有利于浸出和电解的工艺过程。利用以上技术首次在有色行业内实现了重金属废水的高效处理与回用。
1、技术特点
该技术得到的石灰中和-络合-活性渣回流技术实现了有色重金属废水的达标排放:大幅降低了净化水中钙离子的浓度,与石灰中和法相比絮凝体沉淀速度快了三倍左右,成本持平;浓缩后渣含水率大幅下降,压滤后可直接进行金属提取,可大量节省干燥用煤气、并提高了重金属回收率。该技术目前已全面替代有色企业普遍应用的石灰法处理技术。
2、技术指标
该技术实现了控制pH为***左右有色重金属废水达标排放,大幅度减少了石灰用量,絮凝体沉淀速度快了近3倍,成本仅为***元/吨,重金属回收率大于95%,重金属外排量千吨水为***左右,净化水回用率大于90%。
罗胜联,博士,教授、博士生导师,主要从事重金属离子在不同介质中特有电化学行为及其生物电化学机理的研究。先后主持承担国家杰出青年科学基金项目、国家"973"计划项目子项、湖南省重大专项、中国有色金属工业总公司科技计划重点项目、湖南省科技计划重点项目、高等学校博士点基金、湖南省自然科学基金等科研项目20多项。在国内外期刊先后发表论文60多篇,30多篇被SCI、EI、ISTP收录;向有关部门提交有关重要研究报告12份;合作出版著作1部《给水排水项目经济评价与概预算》。
罗旭彪,长期致力于废水治理与资源化的原理、技术和工程应用研究。先后主持了国家省部级项目18项;发表SCI论文152篇,其中第一作者/通讯作者90篇,高被引论文19篇,SCI他引7590次,H指数51(Web of Science),特邀大会报告12次;出版中英专著4部,其中受Elsevier出版社邀请主编英文专著1部;授权发明专利47项(其中,美国发明专利1项),软件著作权1项;相关成果获国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖、江西省技术发明一等奖、中国有色金属工业科学技术一等奖、环境保护科学技术一等奖等10项奖励。
评价单位:“科创中国”濮阳国防产业科技服务团 (中国兵工学会)
评价时间:2022-11-18
综合评价
该成果解决了有色金属工业重金属废水长期不能回用的技术难题,实现了废水在有色冶金生产过程各个工序中回用,对传统工业重金属废水处理行业有一定的引领性作用,技术创新性很强,且技术成熟,投资回报比较可靠,目标市场需求量较大。
总体而言,该项目技术思路方向很好,未来市场空间大,有利于当前政策要求,转化成熟度很高,值得支持推广。
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