銅冶煉污酸處理工藝及污酸減量化探討與實(shí)踐

摘 要：本文探討了銅冶煉污酸處理工藝，并結(jié)合實(shí)踐分析了污酸排放量大的原因，提出了針對(duì)性的改進(jìn)措施，目的是為了實(shí)現(xiàn)污酸減量化，創(chuàng)造更大的生產(chǎn)效益。

關(guān)鍵詞：銅冶煉污酸；處理工藝；污酸減量化；探討與實(shí)踐

中圖分類號(hào)：X758 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）18-0327-02

實(shí)踐證明，通過改造銅冶煉污酸處理工藝，對(duì)相應(yīng)的控制措施進(jìn)行制定，能夠確保污酸減量化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，保障生產(chǎn)系統(tǒng)的水平衡，而且可使處理的總費(fèi)用有效降低。

1 案 例

某銅冶煉公司采用艾薩爐冶煉技術(shù)，產(chǎn)生的冶煉煙氣作為制酸原料。煙氣制酸工序凈化排出的砷污酸重金廢水，通過中和鐵鹽二段法進(jìn)行工藝處理，使其符合相符相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[1]。由于采用此工藝處理后的砷污酸重金廢水硬度很高，且會(huì)受到生產(chǎn)系統(tǒng)回用限制，由此會(huì)使公司生產(chǎn)系統(tǒng)失去平衡，特別在雨季處理污水時(shí)有較大的負(fù)荷，而且相對(duì)來講，污水處理需要較高的成本，為了降低成本，保障平衡的水生產(chǎn)系統(tǒng)，十分有必要改造工藝技術(shù)[2]。

2 污酸處理工藝

2.1 污酸產(chǎn)生

冶煉煙氣經(jīng)電收塵，而后再除塵洗滌、降溫，之后采用到二級(jí)電除霧器從高壓直流通入，進(jìn)一步地將煙氣當(dāng)中地砷和硒、酸霧和塵以及氟除去。凈化過程中每天會(huì)產(chǎn)生350m3污酸，且在污酸當(dāng)中，有0.8～1.2g/L的塵，0.8～1.2g/L的氟，0.8～1.2g/L的砷，此外還含有Ag和Zn、Au和Pb、Cu等重金屬元素。

2.2 處理污酸的工藝

凈化過程中，金屬離子和As和塵、F和SO2經(jīng)煙氣洗滌不斷富集，不可再繼續(xù)使用到循環(huán)酸，一旦As同8000mg/L相接近或者稀酸含塵有1500mg/L時(shí)，需在凈化的工序當(dāng)中補(bǔ)加大量新水，當(dāng)稀釋沉淀之后，向污酸處理的工序排放沉降槽底流。按照污酸特點(diǎn)，處理時(shí)采用到中和一鐵鹽工藝。一般分為兩段處理工藝，第一使沉淀中和[3]。第二，氧化硫酸亞鐵將砷除去，使中和pH值提高，確保氟沉淀和重金屬符合《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB25467-2010）中水污染物排放限值，并且需降低中和液的懸浮物和中和液含砷，將10%的硫酸亞鐵水溶液投加到中和上清液中，鼓風(fēng)氧化3#劑降殘留砷至0.5mg/L以下，經(jīng)過鐵鹽As去除和二級(jí)中和以及污酸池沉降等工序之后，符合《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB25467-2010），以下即工藝流程，請(qǐng)看圖1。

2.3 產(chǎn)生中和渣

在處理現(xiàn)污酸時(shí)主要會(huì)對(duì)電石渣這一原料進(jìn)行利用，Ca（OH）2是主要的化學(xué)成分，一般在水中微溶，但不同水發(fā)生反應(yīng)，中和池內(nèi)可中和硫酸，氫氧化鈣和銅、氟和砷反應(yīng)使沉淀生成，這樣便可將銅、氟和砷除去。在二段氧化反應(yīng)中，主要對(duì)pH進(jìn)行控制，氧化反應(yīng)之后，不僅會(huì)實(shí)現(xiàn)Fe2+到Fe3+的氧化，并且還會(huì)實(shí)現(xiàn)AsO33-到AsO43-的氧化。堿性溶液除了有氧化反應(yīng)，并且也會(huì)有沉淀反應(yīng)發(fā)生。在3號(hào)濃縮池內(nèi)，為了進(jìn)一步同砷絮凝反應(yīng)，可對(duì)外加鐵鹽進(jìn)行利用，使難溶的砷酸鐵FeAsO4和亞砷酸鐵Fe（AsO2）3生成，從而確保除砷目的達(dá)成。

所以，污酸同電石渣乳液發(fā)生中和反應(yīng)之后所產(chǎn)生的固體沉淀物即中和渣，而3#濃縮池內(nèi)的反應(yīng)同二段氧化反應(yīng)所產(chǎn)生的沉淀物都從中和渣進(jìn)入。

3 分析現(xiàn)狀

對(duì)2016年3月九個(gè)工作日處理的中和渣產(chǎn)量和電石渣用量以及污酸量進(jìn)行抽取并統(tǒng)計(jì)，如若每天對(duì)350m3的污酸進(jìn)行處理，那么每天就會(huì)產(chǎn)生50t的中和渣，每月會(huì)產(chǎn)生1500t的中和渣，需支付12萬多元的運(yùn)渣費(fèi)。污水排放量過高時(shí)，會(huì)影響到公司生產(chǎn)系統(tǒng)的水平衡，特別在雨季汛期，需要承擔(dān)起較大的污水處理負(fù)荷，并且處理污水的總成本偏高，高額運(yùn)渣費(fèi)以及藥劑使用的費(fèi)用除了會(huì)增加車間生產(chǎn)成本，還會(huì)影響到堆放渣庫的容量。

對(duì)處理污酸排放量大產(chǎn)生影響的幾大因素：

實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，越大的污酸處理量，需要越多的電石渣使用量，而且會(huì)產(chǎn)生非常多的中和渣量，所以可從人員和工藝以及設(shè)備方面展開分析。①較高的污酸成分指標(biāo)會(huì)增加工序凈化的補(bǔ)水量。②不穩(wěn)定的電收塵控制，導(dǎo)致電收塵入口有較大的煙氣溫度波動(dòng)。升華硫后移會(huì)致使后段設(shè)備堵塞，降低電收塵的收塵效率，難以保障穩(wěn)定的電壓控制和二次電流。③落后的污酸處理工藝很難使生產(chǎn)需求得以滿足。④生產(chǎn)人員沒有合理控制，操作水平不高，沒有在第一時(shí)間對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4 生產(chǎn)工藝優(yōu)化以及相關(guān)的控制措施

在現(xiàn)場調(diào)查之后，同生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，針對(duì)處理污酸排放量大產(chǎn)生影響的幾大因素同技術(shù)人員和相關(guān)的負(fù)責(zé)人對(duì)解決方法進(jìn)行探討，討論之后，得出一個(gè)結(jié)論，生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，對(duì)相應(yīng)的控制措施進(jìn)行制定，可確保污酸排放減量化的實(shí)現(xiàn)。具體需要做到以下的幾點(diǎn)：①公司需對(duì)轉(zhuǎn)爐工藝條件以及艾薩工藝條件進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，使煙氣當(dāng)中三氧化硫產(chǎn)出量得以降低，同時(shí)，對(duì)配料組織進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)入爐銅精礦的F、As含量進(jìn)行控制，防止出現(xiàn)忽高或者忽低的情況。②對(duì)穩(wěn)定電收塵每一電場的二次電壓和二次電流進(jìn)行控制，這樣可使收塵效率得以保障。此外，熔煉分廠需保障運(yùn)行鍋爐的效率，盡量地控制電收塵310～340℃間的入口煙氣溫度溫度，290～310℃的出口煙氣溫度，防止升華硫后移對(duì)后段設(shè)備造成堵塞。③通過分析多年車間的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，并同其他單位商量后，可提高動(dòng)力波細(xì)算指標(biāo)的控制范圍，這樣不會(huì)給硫酸生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)工藝造成太大的影響，具體可這樣調(diào)整控制范圍：酸度<60g/L，F(xiàn)<2000mg/L，As<15000mg/L，塵<300mg/L，在控制酸度時(shí)，可結(jié)合中和渣含水率出現(xiàn)的變化進(jìn)行調(diào)整，適時(shí)地使控制范圍提升，酸度的適當(dāng)提高不會(huì)太大程度的影響到硫酸設(shè)備以及生產(chǎn)工藝。④具體實(shí)施時(shí)，會(huì)升高污酸含砷量以及總酸度，所以相關(guān)人員應(yīng)使3#濃縮池底的流漿液回用量加大，展開預(yù)處理污酸的操作，確?？偽鬯崴岫冉档偷哪繕?biāo)得以實(shí)現(xiàn)，由此保證后段處理工藝順利實(shí)施。此外，當(dāng)含砷量升高和污酸總酸度升高時(shí)，會(huì)增加中和渣的含水率。所以，需適當(dāng)?shù)貢r(shí)壓濾時(shí)間延長，使吹風(fēng)裝置的吹起壓力得以提高，嚴(yán)格地對(duì)中和渣的含水率進(jìn)行控制，保障安全的中和渣運(yùn)輸。最后，相關(guān)人員需將返補(bǔ)污酸上清液的工作做好，防止凈化工序中抽到池底酸泥造成堵塞。

5 實(shí)施效果

5.1 效益估算

從表1中我們可知，相比于改進(jìn)方案實(shí)施之前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，降低了十七噸多的產(chǎn)渣量，七噸多的電石渣用量，零點(diǎn)七五噸的硫酸亞鐵用量，七千克多的絮凝劑用量，平均每天污酸減排200m3。

從表1中可看出，改進(jìn)措施實(shí)施之后，每個(gè)月可以節(jié)約六萬多元的污酸處理成本。

5.2 分析綜合效益

實(shí)施項(xiàng)目之后，污酸減量化目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，不僅減輕了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了處理負(fù)荷，而且有些保障了生產(chǎn)系統(tǒng)地水平衡，使處理污水的成本有效降低。此外，每年使五千四百余噸的廢棄物堆存量得以減少，使渣庫的服務(wù)年限得以延長。

6 結(jié)束語

從實(shí)際情況來講，污酸處理工藝經(jīng)過改造之后，不僅減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且創(chuàng)造了極大的生產(chǎn)效益，污酸減量化的目的有效達(dá)到，而且極大地推動(dòng)了公司的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-5-25