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1、浙江工信环保科技有限公司年产7000吨重金属吸附材料项目环境影响报告书浙江工信环保科技有限公司年产7000吨重金属吸附材料项目环境影响报告书（简本）浙江省环境保护科学设计研究院ENVIRONMENTAL SCIENCE RESEARCH & DESIGN INSTITUTE OF ZHEJIANG PROVINCE国环评证：甲字第2003号二一一年七月1一、项目概况1、项目来源重金属吸附材料是一种基于在硅胶表面附上可耐酸碱的化学物质，其特殊之处螯合物上的功能团固定在硅胶上，能够使螯合物更有效地缚住重金属离子。重金属吸附材料主要用于：冶金行业各种重金属和有机金属的吸附、分离、富集、提纯和回收；环
2、保行业中城镇饮用水和废水处理，工业/矿冶废水和核工业废水处理；制药/生物工程行业用于制造活性物质如氨基酸、肽、蛋白质、酶，各种抗生素等的分离提纯剂；化工行业用于制造催化剂、分离剂等。重金属吸附材料不仅用途广泛，且应用范围不断扩大。重金属吸附材料采用无机物-硅胶作为离子交换剂的载体（骨架材料），是目前普遍使用有机聚合物（苯乙烯系和丙烯酸系）骨架离子交换树脂的全新替代产品，具有化学稳定性和机械物理性能更好、使用寿命高10倍、无可比拟抗辐射性能、对金属离子交换速度更换处理更彻底、以硅胶作为骨架材料不依赖石油等优点。浙江工信环保科技有限公司（以下简称“公司”）是国家部委重点扶持企业，注册资本金5000
3、万元人民币，注册地址在温州市平阳县万全镇。公司拟在温州市平阳县的温州万全轻工生产基地实施重金属吸附材料项目，总投资3.5亿元，规划总产能7000t/a，按照一步规划、分期实施的方式进行，分两期建设实施。本项目技术提供方工信华鑫科技有限公司已完成重金属吸附材料产品研发与工业化研究，2004年建成世界上第一个年产150吨产品的生产装置。产品经美国无损协会实验室检测，其性能指标优于美国设定的有机型离子交换树脂的标准，产品经台湾、南非、美国等客户试验使用，评价极佳。重金属吸附材料生产技术属世界首创，在2006年被授于发明专利。本项目产品重金属吸附材料在环境保护方面，是目前我国治理重金属水污染的主要手段
4、，是目前唯一可以有效处理核工业废水的吸附材料；在废弃资源（尾矿）综合利用方面，是回收有价资源与环境保护的主要技术手段。本项目建设提高我国在离子交换剂生产、研究和应用方面的整体技术水平，带动我国离子交换剂产业链的发展，促进我国高档化工产品的出口。本项目产品市场前景乐观，预计全部建成达产后，年均销售收入达27.6亿元，利税2.5亿元。2、项目基本情况(1)项目名称：浙江工信环保科技有限公司年产7000吨重金属吸附材料项目(2)工程性质：新建(3)建设地点：温州市平阳县的温州万全轻工生产基地新征土地，占地总面积169.6亩。一条河道将本项目拟建用地分隔为东北和西南两个地块。(4)工程投资：总投资3.
5、5亿元人民币。(5)生产制度及定员：生产装置年操作时间300天，日操作时间24小时，全年操作时间7200小时；生产岗位三班制，管理岗位日班制；劳动总定员200人。(6)建设内容：重金属吸附材料生产装置，配套的公用工程装置和环保设施。(7)产品方案、生产规模建设过程按一步规划、分期实施的方式进行，各期建成生产装置的产品方案及生产规模见表1.1-1。表1.1-1 本项目产品方案及生产规模分期产品方案生产装置生产规模(吨/年)备 注一期聚乙烯亚胺阴离子型重金属吸附材料(GX-1)年产2000吨40025Kg/桶，内包装塑料袋、外包装硬纸桶。羧基螯合型重金属吸附材料(GX-2)80025Kg/桶，内包
6、装塑料袋、外包装硬纸桶。吡啶螯合型重金属吸附材料(GXA-Cu)80025Kg/桶，内包装塑料袋、外包装硬纸桶。二期聚乙烯亚胺阴离子型重金属吸附材料(GX-1)年产5000吨100025Kg/桶，内包装塑料袋、外包装硬纸桶。羧基螯合型重金属吸附材料(GX-2)200025Kg/桶，内包装塑料袋、外包装硬纸桶。吡啶螯合型重金属吸附材料(GXA-Cu)200025Kg/桶，内包装塑料袋、外包装硬纸桶。二、项目概括及工程分析2.1 生产工艺流程本项目重金属吸附材料生产可以分为原硅胶预处理、硅胶烷基化和接枝反应三大步骤；另外，还包括有机溶剂回收、PEI和PAA料液纳滤膜浓缩回收等。以一定粒径的原硅胶为
7、原料，经加湿、盐酸酸洗、烘干恒重而成“干燥硅胶”，然后经水合反应使硅胶表面形成单分子层水膜，得到水合硅胶。水合硅胶在惰性溶剂(正己烷)中与3-氯丙基三氯硅烷(CPTCS)进行烷基化反应，生成烷基化硅胶。烷基化硅胶与PEI(聚乙烯亚氨)接枝反应得到产品GX-1，GX-1继续与SCA(氯乙酸钠)接枝反应得到产品GX-2；烷基化硅胶与PAA(聚丙烯胺)接枝反应，然后再与2-PC盐酸盐(2-氯甲基砒啶盐酸盐)接枝反应得到产品GXA-Cu.。接枝反应产生的母液和后续洗涤水中含一定浓度的PEI和PAA，采用纳滤膜处理浓缩回收。标明物料平衡的生产工艺流程见图2.1-1图2.1-6，设备工艺流程见图2.1-7
8、图2.1-11，具体工艺过程描述如下：一、原硅胶预处理(1)加湿原硅胶含水率低，质地较脆，须加湿。把定量的原硅胶投入加湿器中，利用一定湿度的湿空气进行加湿，待增重符合要求后停止加湿，待用。 (2)酸洗将加湿完的定量硅胶加入装有稀盐酸的酸洗釜内，开启搅拌并加热至一定温度，保持温度，同时开启与酸洗釜连接的石墨热交换器，冷凝回收酸液，HCl尾气去盐酸吸收塔。沸腾一定时间后，关阀蒸汽阀门。酸洗完毕后放尽盐酸，往酸洗釜中加去离子水洗涤，至PH值大于6时，将硅胶连水放进准备好的可调速的离心机中，启动慢速离心机进行甩干，到硅胶显砂样状后，将硅胶装进真空干燥器中进行干燥至恒重。盐酸吸收塔产生的稀盐酸可回用于原
9、硅胶酸洗。酸洗盐酸母液、纯水洗涤废水和离心废水进入污水处理系统。(3)水合将干燥硅胶装进浮动水合反应床中，开启饱和空气发生器搅拌35分钟后关闭搅拌，再打开压缩空气阀门，让空气经过水汽发生器变成潮湿空气，经湿度计和流量计后进入浮动水合反应床，注意水汽生器内的水花不得溅出液面500mm以上，浮动水合反应床内硅胶成沸状，每三个小时搅拌饱和空气发生器五分钟，搅拌浮动水合反应床内的硅胶五分钟，并使全部干燥硅胶在表面只吸收一个单层水分子。二、硅胶烷基化(1)烷基化反应将一定比例的CPTCS与正己烷加入烷基化反应釜内，开启搅拌混合均匀。将定量的水合硅胶缓慢地加入反应釜并搅拌，反应一定时间。反应中产生的盐酸气
10、用真空间断抽走。反应结束后将CPTCS、正己烷和烷基化硅胶的混合料液放入脱氯釜，并排去CPTCS和正己烷的混合液去一次母液槽套用。接着往脱氯釜中加定量正己烷洗涤3次，然后加入定量的甲醇洗涤3次，再用去离子水洗3次后将经洗涤的烷基化硅胶放入可调速的自动离心机中，缓慢启动离心机甩掉物料的残液，使烷基化硅胶呈砂样状后，装入旋转式真空干燥器中烘干。 (2)提纯烷基化反应后过滤所得物料依次用正己烷、甲醇和纯水洗涤过滤，正己烷洗涤母液蒸馏回收正己烷，釜液(CPTCS正己烷)套用烷基化反应；甲醇洗涤母液萃取回收甲醇和正己烷，蒸馏脚料委托有资质的单位处置；纯水洗涤废水和离心过滤废水进入污水处理系统。洗涤后的物
11、料烘干得到烷基化硅胶。三、接枝反应(1)GX-1制备(PEI接枝)将烷基化硅胶加入接枝反应釜中，加进定量的甲醇；然后加入配置好的PEI溶液，在一定条件下使烷基化硅胶和PEI进行接枝反应，反应过程产生的HCl气体进入吸收塔水喷淋吸收产生稀盐酸(可用于原硅胶酸洗)，生成GX-1，反应完毕后，将母液排入回收罐，启动纳滤膜设备对PEI进行提纯回收。对留在接枝釜内的GX-1，先用定量的水洗3次，然后用定量的稀硫酸和一定浓度的氨水各洗一次，最后用定量的水洗3次，然后经离心和干燥后得到GX-1待用。GX-1作为产品和生产GX-2的中间体。 (2)GX-2制备在接枝釜中加入GX-1，然后加入配置好的氯乙酸钠水
12、溶液，启动搅拌器，转速为30转/分，进行缓慢搅拌。在一定温度下进行接枝反应，反应合成GX-2过程中，用8 N的氢氧化钠溶液使釜内物料的PH值控制在810 之间。合成反应完成后，先用去离子水洗三次，再用1N盐酸洗1次，最后再用去离子水洗三次，然后经离心干燥得到产品GX-2去包装。反应过滤废水、盐酸洗涤废水、纯水洗涤废水和离心废水一起进入污水处理系统。 (3)GXA-Cu制备PAA接枝将烷基化硅胶加入接枝反应釜中，加进定量的甲醇；然后加入配置好的PAA溶液，在一定条件下使烷基化硅胶和PAA进行接枝反应，反应过程产生的HCl气体进入吸收塔水喷淋吸收产生稀盐酸(可用于原硅胶酸洗)，生成GXA-1，反应
13、完毕后，将母液排入回收罐，启动纳滤膜设备对PAA进行提纯回收，精馏回收甲醇。对留在接枝釜内的GXA-1，先用定量的水洗3次，然后用定量的稀硫酸和一定浓度的氨水各洗一次，最后用定量的水洗3次，然后经离心和干燥后得到GXA-1待用。GXA-1作为生产GXA-Cu的中间体。GXA-Cu制备在接枝釜中加入GXA-1，然后加入配置好的2-PC甲醇溶液，启动搅拌器，转速为30转/分，进行缓慢搅拌。在一定温度下进行接枝反应，反应合成GXA-Cu过程中，用氢氧化钠甲醇溶液使釜内物料的pH值控制在912 之间。合成反应完成后，釜内用去离子水洗三次，然后经离心干燥得到产品GXA-Cu去包装。母液蒸馏回收甲醇，脚料
14、委托有资质单位处置。纯水洗涤水蒸馏回收甲醇，蒸馏废水和离心废水进入污水处理系统。四、膜处理浓缩回收PEI和PAAPEI和PAA是重金属吸附材料生产过程接枝反应中使用的原料，反应过程中会产生一定浓度的残留废液，采用纳滤膜设备对上述两种物质的进行浓缩回收。目前需要浓缩的料液有：PEI接枝反应过滤母液(PEI浓度7%)，浓缩至20%；PEI接枝反应后续纯水洗涤水(PEI浓度1.8%)，浓缩至6%；PAA接枝反应过滤母液(PAA浓度7%)，浓缩至20%；PAA接枝反应后续纯水洗涤水(PAA浓度1.8%)，浓缩至6%。纳滤废水进入污水处理系统。另外，硅胶预处理酸洗、烷基化反应、PEI接枝反应和PAA接枝
15、反应产生HCl废气经水喷淋处理产生的稀盐酸(78%)可用于硅胶预处理酸洗，多余部分中和后进入污水处理系统。(单位：kg/批)图2.1-1 原硅胶预处理工艺流程及“三废”排放点位(单位：kg/批)图2.1-2 硅胶烷基化工艺流程及“三废”排放点位(单位：kg/批)图2.1-3 GX-1(PEI接枝)工艺流程及“三废”排放点位(单位：kg/批)图2.1-4 GX-2(氯乙酸钠接枝)工艺流程及“三废”排放点位(单位：kg/批)图2.1-5 GXA-Cu-1(PAA接枝)工艺流程及“三废”排放点位(单位：kg/批)图2.1-6 GXA-Cu(2-PC接枝)工艺流程及“三废”排放点位图2.1-7 原硅胶酸洗工艺设备流程图图2.1-8 原硅胶烷基化设备工艺流程图图2.1-9 PEI/PAA接枝工艺设备流程图图2.1-10 氯乙酸钠接枝工艺设备流程图图2.1-11 GXA-Cu接枝设备工艺流程图2.2、污染源汇总本项目的“三废”排放变化情况见表2.2-1。表2.
