铜冶炼污酸污水处理工艺流程的优化

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铜冶炼污酸污水处理工艺流程的优化

徐焰

（杭州富春江冶炼有限公司，杭州）

摘要：对粗铜冶炼中污酸、污水处理工艺流程进行优化，提出了高砷污酸、污水达标排放的处理工艺以及中和渣无害化的方法。流程优化后高含砷污酸污水可以达标排放。

关键词：砷；污酸；污水；优化；中和渣

中图分类号：；文献标志码：文章编号：（）

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在铜精矿还原熔炼过程中，精矿中所含的砷有以上以气态形式挥发进入烟气和烟尘中。在烟气制酸净化过程中，和其他杂质进入循环的污酸中，其中砷以亚砷酸根的形态赋存在污酸中。规定砷的排放标准为，因此，含砷污酸的治理日益引起人们的重视。

我国有色冶炼企业的含砷污酸、污水的处理大多采用石灰铁盐法[]。我公司原来处理含砷污酸采用一级硫化、石灰—铁盐二段中和法处理工艺，运行过程中发现诸多弊端很难满足环保要求。经技改后，将处理流程改为二级硫化除砷、一段石灰中和除酸，二段石灰铁盐沉砷的处理工艺，取得了很好的效果，并对所有中和渣进行了无害化处理。

原污酸、污水处理工艺

我公司冶炼烟气制酸采用二转二吸工艺，烟气净化降温洗涤过程中产生的含砷污酸量可达60 m3，污酸主要成分：，25 g，，，。

原工艺采用一级硫化、石灰铁盐中和处理，该工艺流程见图。

图原污酸污水处理工艺流程图

生产实践表明，该工艺流程存在下列问题：

）在污酸含砷比较高（一般质量浓度超过5 g）时，一级硫化反应后出水含砷仍比较高（质量浓度在以上），给后期铁盐除砷带来很大的压力。

）含铁中和渣量大，结晶超细难以脱水，导致综合利用难度大，成本高。

为满足更高的环保要求，提高对高浓度含砷污酸的适应性，确保稳定达标，实现中和污泥减量化、无害化，就必须对原处理工艺流程进行优化改造。

收稿日期：20XX-11-23

作者简介：徐焰（），男，浙江富阳人，工程师.

改造后的工艺

改造后的工艺流程为：二级硫化除砷、一段中和除酸、二、三段石灰乳—硫酸亚铁混凝沉淀法除砷。用该流程处理后，砷去除率大于，出水水质符合国家排放标准，可全部回用于生产。

污酸处理工艺

铜冶炼烟气制酸生产中产生的循环污酸含砷较高，必须采用硫化法进行除砷，改造后，严格控制一级、二级硫化反应值，硫化反应逸出来的气体通过引风机引入除害塔，由溶液进行喷淋吸收。经生产实践证明，硫化处理前液主要成分：，23.25 g，，，；二级分段硫化处理后液主要成分：，25 m，，，。由此可见，砷去除率可达以上，硫化除砷工艺流程示意图见图。

图硫化工艺流程示意图

采用一级、二级分段硫化工艺处理污酸，硫化处理后液中含砷浓度一般低于，为污水处理站达标排放和回用创造了条件。

污水处理工艺

来自污酸工序的硫化后液进入石膏反应槽进行一段中和除酸，调节为，中和大部分的酸，形成石膏渣。石膏后液与全厂生产废水经调节池调匀后至二段中和除砷，投加石灰乳中和控制，同时加入硫酸亚铁作为砷的共沉剂，控制≥∶，然后进入氧化槽进行空气曝气氧化，使水中氧化成为，氧化为，再进入三段中和反应槽用石灰乳控制出水，同时投加絮凝剂，流入浓密机沉淀，浓密机上清液流入回用水池作为生产用水进行循环利用，中和渣压滤。污水处理工艺流程示意图如图所示。

图污水处理工艺流程示意图

)一段中和除酸

污水中硫酸与石灰乳反应生成石膏沉淀而除去，污水中砷与石灰乳反应生成的()具有一定的溶解度，且形成的()沉淀颗粒细，较难沉淀分离，一段中和沉淀很难做到将砷除去。此时产生的石膏渣还可以作为水泥厂原料进行综合利用。一段中和除酸石膏后液主要成分：，，，，。

)二段中和曝气氧化

在石膏后液中加入硫酸亚铁，当用石灰乳中和调整，并通入压缩空气进行氧化。溶解于污水中的被氧化成并发生水解反应生成()胶体，而氧化成。()胶体与水中的和反应生成和沉淀。

)三段中和

控制中和反应出水，水解成多核络合物胶体，强烈吸附胶体微粒，形成絮状混凝沉淀物，铁砷盐和钙盐在碱性条件下完全沉淀[]，铜及锌等离子形成氢氧化物沉淀。

加入铁盐后，反应生成难溶的和沉淀，提高了除砷效率；同时，()胶体具有絮凝作用，有助于、的沉降[]，处理后的出水主要成分：，.3 m，，，。可见处理后的出水可以达到国家排放标准。

优化后工艺的优点及技术经济分析

改造后工艺的优点

)确保了高砷污酸条件下的处理达标。几年来的实际运行表明，污酸含砷质量浓度最高达到32 g时，出水水质都能达到排放标准。

)采用优化改造后的处理工艺流程，一段中和调节至后，能预先与污水中的中和反应分离大量的石膏渣，石膏渣经脱水至含水左右，能满足水泥厂的利用条件，并大大减少了后续二段、三段反应中和渣产生量。

)一段中和后液接近中性，此中水可作为备料工序用水，每天可消耗，从而减少了后道工序的处理量。

)三段中和后浓密机产生的少量含铁中和渣，可以泵至选矿处理车间，混入铁精矿一起用陶瓷过滤机进行过滤。实践证明，含铁中和渣和选矿产物铁精矿一起过滤，取得良好的脱水效果。这样，可以将污水处理产生的含铁中和渣和铁精矿一起出售，从而减少了二次污染。

)通过对污酸、污水的达标治理，处理后的中水可作为熔炼渣冲渣及转炉渣缓冷循环冷却补充用水，实行闭路循环利用，彻底实现生产废水零排放[]。

经济技术指标分析

)砷去除率。同高浓度的污酸相比（含砷质量浓度），硫化后排出液含砷质量浓度从原来的以上降至以下，去除率上升了个百分点。

)原来每天产出高含水的二段和三段含铁中和渣，这些中和渣因要进行无害化处理不得不拌入铜精矿入炉处理，按元的处理费计算，每年处理成本万元；改造后一段中和渣和二段、三段的中和渣可全部销售给水泥厂和钢铁厂进行综合利用，按元出售，每年可创收万元。这样通过改造，不仅提高了砷等重金属的去除率，确保处理后污酸、污水的达标，同时还能创造效益万。

结论

污酸污水采用先二级硫化再中和除砷工艺，控制好合适的、等可使除砷率达到以上，处理后液中砷质量浓度小于，其他重金属及均可达国家排放标准。该法除砷设备简单，流程易于控制，各阶段的中和渣通过技术处理后可进行综合利用，达到节能减排、提高经济效益的目的。

参考文献

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