貴冶硫酸車間廢酸系統(tǒng)管線改進(jìn)

季艷輝

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424)

1 引言

貴溪冶煉廠硫酸車間廢酸廢水工序?qū)儆诃h(huán)保型工序，其處理能力及處理效果對(duì)工廠排放水的達(dá)標(biāo)情況有較大影響。由于該工序負(fù)責(zé)處理本車間凈化循環(huán)產(chǎn)生的廢酸及工廠其它部分車間的工藝廢水，其成分復(fù)雜，As、F、Cd、Cu、H2SO4含量高且波動(dòng)大[1]。近年來，隨著工廠產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大，各車間產(chǎn)生的廢酸廢水原液量也隨之大量增加，自2012年開始，廢酸廢水處理工序的處理量多個(gè)月份超過1400t，給車間的廢酸廢水處理及排放水的指標(biāo)控制造成了很大的壓力。本著深挖潛能，堅(jiān)守環(huán)保關(guān)，合理利用現(xiàn)存有限空間條件的原則，車間對(duì)原有廢酸廢水處理工序進(jìn)行設(shè)備及管線的改造，力求完成全年的生產(chǎn)環(huán)保指標(biāo)。

2 改造前存在的問題

2.1 混液不充分，銅砷含量及酸度波動(dòng)大

貴溪冶煉廠硫酸車間的廢酸處理工序采用硫化處理工藝，其工藝原理如下化學(xué)方程式:

通過反應(yīng)機(jī)理我們可以看出硫化反應(yīng)工藝過程中，首先需要硫化鈉與酸反應(yīng)生成硫化氫，之后再與銅、砷反應(yīng)成沉淀除去，這就需要確保廢酸原液具有合適的酸度[2]值以生成足夠參與反應(yīng)的硫化氫。酸度過低，硫化氫生成量不足，廢酸中的銅，砷就難以去除，反應(yīng)后液的銅砷含量超標(biāo)，對(duì)后續(xù)工藝有很大的影響。同理，當(dāng)廢酸原液中銅砷含量突然增高，也有可能會(huì)造成廢酸處理后液的超標(biāo)現(xiàn)象。在實(shí)際生產(chǎn)中，如遇到酸度低和銅砷含量高的情況同時(shí)出現(xiàn)，則常常還需要向廢酸原液中添加濃酸，維持正常生產(chǎn)。

原有廢酸工序設(shè)一場(chǎng)面水池做為廢酸接納池，主要接納新材料，亞砷酸等單位的高酸度，高銅砷的廢酸液，場(chǎng)面水池液由離心泵打至廢酸處理工序的原液儲(chǔ)槽。硫酸車間的凈化工序洗滌水直接進(jìn)入廢酸工序的原液儲(chǔ)槽或切至廢酸接納池實(shí)現(xiàn)原液槽的液位緩沖處理。其簡(jiǎn)要管線如圖1:

圖1 改造前的管線

但采用這種方法各單位的廢液由于沒有經(jīng)過充分?jǐn)嚢?，其混液效果差。廢酸接納池內(nèi)的液常會(huì)出現(xiàn)局部銅砷含量或酸度富集的情況，這就造成了廢酸處理工序的原液成分及酸度波動(dòng)，對(duì)廢酸處理工序的指標(biāo)控制和工藝參數(shù)的調(diào)整都有很大的影響，影響了環(huán)保指標(biāo)的控制。

2.2 銅砷濾餅量大，后續(xù)工序處理壓力大

銅冶煉煙氣凈化工序的洗滌廢水中含有大量的銅砷等元素，這些銅、砷都是在廢酸處理工序通過硫化反應(yīng)進(jìn)行除去的，生成的銅砷濾餅被被送到亞砷酸工序進(jìn)行分離處理，將銅、砷分離。在此工藝生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的含銅廢渣回火法系統(tǒng)，廢水返回廢酸系統(tǒng)處理。但由于廢酸處理過程中同時(shí)還生成了硫化銅，硫化鋅，硫化鎘等沉淀。這就造成了隨著處理量的提高，銅砷濾餅的量大量增加，但在銅砷濾餅中砷的實(shí)際含量并不高，在亞砷酸工序砷的回收率為72%，隨殘?jiān)鼛ё呱檎?%，此部分砷返回熔煉系統(tǒng)，最終又進(jìn)入廢酸處理系統(tǒng)生成新的硫化砷濾餅，隨置換終液帶走的砷占23%，最終也是進(jìn)入了廢酸處理系統(tǒng)重新生成硫化砷濾餅。這就使砷的處理工藝存在這一個(gè)重復(fù)循環(huán)的過程[3]，即影響了工藝控制同時(shí)也增加了硫化鈉成本消耗，大量銅砷濾餅也大大增加了亞砷酸工序的處理壓力。

2.3 酸泥累積量大，清理查漏困難

原有的廢酸接納池及廢酸原液儲(chǔ)槽由于不具備相應(yīng)的攪拌裝置，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用，底部酸泥大量聚集，大大減少了整個(gè)系統(tǒng)廢酸處理的緩沖能力。并且原有廢酸接納池及廢酸原液儲(chǔ)槽都是基于地面而建的。無法檢查到設(shè)備底部情況，如果底部防腐出現(xiàn)破損，則含銅砷的酸性廢液就會(huì)直接滲入地面以下，卻很難通過日常室外巡檢發(fā)現(xiàn)其滲漏，存在著一定的安全環(huán)保隱患[4]。

3 改造方案

(1)取消原有的廢酸接納池，并將廢酸接納池底部酸泥清理，重新做過防腐處理后，做為廢水儲(chǔ)池使用，儲(chǔ)存外單位弱酸性、低雜質(zhì)濃度的廢水，以做為復(fù)水回用。

(2)增設(shè)一濃密機(jī)[5]式原液槽，外單位廢酸送液全部接入該原液槽，通過攪拌確保各單位的廢酸能夠充分混合，泵出口增設(shè)廢酸濃度計(jì)，原液槽底部漿泥通過增設(shè)的單隔膜泵打至臥式壓濾機(jī)處理。

(3)原有的廢酸原液槽經(jīng)過清理后用作廢酸緩沖槽，當(dāng)外單位送液量大或者遇到大雨天氣廢酸無法及時(shí)處理時(shí)，濃密機(jī)式原液槽的液可以溢流至此，待處理能力允許時(shí)再由臥式泵送至濃密機(jī)式原液槽處理。

(4)在硫化反應(yīng)前端增設(shè)硫化預(yù)處理槽，利用硫化鈉處理亞砷酸還原終液中的銅。

管線如圖2。

圖2 改造后的管線

4 改造效果

(1)外單位送液通過混液槽后充分混合，確保廢酸酸液重金屬離子濃度均勻，同時(shí)泵出口增設(shè)酸濃濃度計(jì)，為崗位人員監(jiān)控廢酸酸濃變化提供了參考依據(jù)，同時(shí)酸濃信號(hào)也接入了儀表室的監(jiān)控畫面，儀表操作人員也可以根據(jù)酸濃顯示的變化，對(duì)硫化反應(yīng)的ORP[6]設(shè)定值進(jìn)行初步的調(diào)整，確保硫化反應(yīng)效果。

(2)原液槽底部積泥由單隔膜泵打至臥式壓濾機(jī)處理，減少了進(jìn)入廢酸系統(tǒng)的泥漿量，同時(shí)硫化預(yù)處理減少了廢酸原液中的部分銅元素，這些都使硫化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的銅砷濾餅的量大大減少，提高銅砷濾餅中砷的含量，減少了砷的循環(huán)處理量，減少了成本消耗。

(3)因濃密機(jī)式原液槽底部為架空結(jié)構(gòu)，可以避免出現(xiàn)滲漏時(shí)難以發(fā)現(xiàn)的問題。并且其他原液槽液都為該濃密機(jī)式原液槽溢流液，其他原液槽均不易出現(xiàn)底部酸泥淤積，提高其緩沖能力。按新原液槽正常50%液位控制，則整個(gè)系統(tǒng)實(shí)際緩沖空間為1084.24m3，高于現(xiàn)在1025m3的緩沖能力，且酸泥清理工作量較小。

5 結(jié)束語

隨著工廠產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大及對(duì)環(huán)保要求的進(jìn)一步提高。在原有場(chǎng)地空間受限的條件下。對(duì)原有設(shè)備的管線進(jìn)行改造，深度挖掘系統(tǒng)潛力，提高了工藝處理能力，穩(wěn)定工藝處理中的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，是減輕生產(chǎn)強(qiáng)度，節(jié)約單耗成本，確保環(huán)保指標(biāo)的一種可行性方法。

[1]魏海彬.混凝技術(shù)優(yōu)化冶煉廢水處理的應(yīng)用實(shí)踐[J].銅業(yè)工程，2007(3):29－31.

[2]余磊，余翔.廢酸處理分步硫化淺析[J].江西冶金，2003，23(3):13－17.

[3]劉昌勇.貴溪冶煉廠亞砷酸生產(chǎn)工藝[J].有色冶煉，1988(2):8－10.

[4]牛鳳奇，紀(jì)銳林，朱義年，等.地下水砷污染的研究進(jìn)展[J].廣西輕工業(yè)，2007(4):85－86.

[5]陳述文，馬振聲，董運(yùn)樵，等.高效濃密機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景[J].冶金礦山設(shè)計(jì)建設(shè)，1997，29(1):48－51.

[6]陳韜，彭永臻，田文軍，等.ORP檢測(cè)在水處理中的應(yīng)用[J].中國給水排水，2003(19):20－22.