銅冶煉污酸處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

（大冶有色設(shè)計研究院有限公司，湖北 黃石 435005）

2017年，針對銅冶煉行業(yè)投資盲目快速增長、低水平擴張等問題，國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)做出了重要批示，中央采取了一系列宏觀調(diào)控和加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的措施。環(huán)保部門對現(xiàn)有銅冶煉企業(yè)執(zhí)行環(huán)保標準情況進行監(jiān)督檢查，對達不到排放標準或超過排污總量的企業(yè)決定限期治理，治理不合格的，應(yīng)由地方人民政府依法決定給予停產(chǎn)或關(guān)閉處理。

1 銅冶煉污酸處理技術(shù)的現(xiàn)狀

國內(nèi)大部分的銅冶煉廠所使用的傳統(tǒng)污酸處理技術(shù)的過程主要為：除鉛的過濾、硫化、石膏的制取以及石灰-鐵鹽法，最后實現(xiàn)廢水的達標排放。這一工藝的起源是在20世紀80年代左右，這套傳統(tǒng)工藝在我國銅冶煉發(fā)展史中占據(jù)了重要的歷史地位。隨著我國對于環(huán)境保護的重視和提倡，國家對于金屬工藝企業(yè)的環(huán)保要求正在逐步提高，這也正好彌補了我國銅冶煉行業(yè)環(huán)保方面存在的漏洞。傳統(tǒng)的銅冶煉污酸處理技術(shù)不能確保污水排放的穩(wěn)定達標，根據(jù)我國最新出臺的金屬工業(yè)排放標準要求，有色金屬工業(yè)最終排放的廢水中砷的含量不能大于0.5mg/L；傳統(tǒng)銅冶煉污酸處理技術(shù)的工藝流程較長，這就給管理控制造成了一定的困難，同時增加了每個環(huán)節(jié)廢水金屬含量超標的風(fēng)險；另外，傳統(tǒng)的銅冶煉污酸處理技術(shù)的施工成本較高，過程中硫化鈉的消耗量特別大，因此，如果廢水不達標再補救時的損失會更大；傳統(tǒng)的銅冶煉污酸處理技術(shù)中有硫化的過程，該過程中會產(chǎn)生硫化氫，這一種有毒氣體，一旦發(fā)生泄漏會危害到人身生命安全。企業(yè)為了適應(yīng)國家的最新環(huán)保要求，需要積極的對傳統(tǒng)銅冶煉污酸處理技術(shù)進行進一步的升級和創(chuàng)新。

2 銅冶煉污酸處理技術(shù)的發(fā)展

（1）高效硫化處理。傳統(tǒng)的硫化法處理污酸、污水的過程中會產(chǎn)生很多的難溶性硫化物，這些過程產(chǎn)物即使在強酸的條件下也不容易溶解。最后形成的污酸成分十分復(fù)雜，其中含有許多有毒的重金屬，這就需要企業(yè)對污酸處理傳統(tǒng)工藝進行升級和改造。

10月30日，由蘭州山水環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司最新研發(fā)的高效硫化反應(yīng)器研制成功。高效硫化反應(yīng)器是蘭州山水環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司針對有色金屬冶煉廠制酸裝置排出污酸廢水中重金屬離子去除達標難題而研制的一項新設(shè)備，實現(xiàn)了有色冶煉廠污酸廢水處理技術(shù)的重大突破。該技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)通過小型試驗驗證，效果良好。經(jīng)過小型試驗驗證，在使用蘭州山水環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司研制的高效硫化反應(yīng)器替代傳統(tǒng)處理污酸工藝中的硫化塔后，在保持傳統(tǒng)污酸處理工藝中其他設(shè)施不變的情況下，其優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下五個方面：第一、極大的降低了硫化鈉的消耗，從而降低了企業(yè)的成本，減少了設(shè)備的安裝功率；第二、可以確保工藝流程最終的廢水排放可以穩(wěn)定的達到國家環(huán)保技術(shù)要求；第三、過程產(chǎn)物中所含的重金屬離子在國家環(huán)保標準要求以下，能夠視為正常工業(yè)廢物進行處理；第四、提高了硫化氫的利用率，避免了硫化氫泄露的風(fēng)險，使整個工藝流程更加的安全可靠；第五、新設(shè)備占地較小，其安裝過程也十分的方便，滿足了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展要求。由此可見，該技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用可以幫助企業(yè)達到國家環(huán)保標準要求。

（2）氟、氯等元素的深度處理。在酸性環(huán)境下，污酸中存在的氟離子具有很強的氧化性，假如水中的氟離子濃度過高，就會對設(shè)備、管道、套餐以及玻璃等材料造成一定程度的腐蝕破壞。通常情況下，各種金屬以及合金表面存在保護膜，氯離子具有很強的活性，污酸中大量存在的氯離子會使保護膜受到破壞，導(dǎo)致管道出現(xiàn)裂縫，隨即外面的腐蝕性離子進入到管道中，加大了管道的腐蝕程度。

銅冶煉的基本原則是：第一、著力于克服硫化鈉法處理污酸的缺點，實現(xiàn)污酸低成本、穩(wěn)定化處理工藝；第二、著力于實現(xiàn)污酸中氟氯離子的高效脫除，奠定污酸廢水回用的基礎(chǔ)；第三、著力于實現(xiàn)污酸、銅煙塵中砷的資源化、無害化處置；第四、著力于結(jié)合云銅電解的特點，研究電解液中砷的脫除技術(shù)。這“四個著力點”是解決銅冶煉企業(yè)生存與提質(zhì)增效關(guān)鍵問題的有效途徑，可為整個銅冶煉過程中砷治理系統(tǒng)化提供技術(shù)支持。

11月14日，云南銅業(yè)（集團）有限公司在總廠召開銅冶煉環(huán)保技術(shù)研討會，賽恩斯公司重點匯報了總廠“冶煉污酸梯級硫化及氟氯脫除技術(shù)研究”項目的階段進展情況，介紹了中南大學(xué)在污酸廢水資源化治理與回用新技術(shù)、重金屬廢水生物制劑深度處理與回用技術(shù)、采選廢水生物制劑協(xié)同氧化新技術(shù)、含砷固廢治理與利用技術(shù)等四個方面的研究成果。企業(yè)要結(jié)合目前項目進展情況，總結(jié)完善現(xiàn)有工作經(jīng)驗，推進項目平穩(wěn)進行；要以“四個著力點”為方向，尋找雙方新的合作點，包括銅煙塵中砷的資源化、無害化處置，電解液中砷的脫除技術(shù)研究等；在條件具備時，將改造銅現(xiàn)有工藝和生產(chǎn)有機嫁接；要結(jié)合總廠搬遷時機，開展進一步的研究與合作，為未來搬遷工藝選擇提供新思路[1]。

（3）石灰-鐵鹽法。石灰-鐵鹽法是目前國內(nèi)進行銅冶煉污酸處理最常見的方法之一，此方法具有良好的去除效果、保證了銅冶煉廢水排放可以達到國家的相關(guān)標準，同時還具有操作方法簡單、企業(yè)投資成本小、整體工藝運行費用較低的優(yōu)點。然而，傳統(tǒng)鐵鹽法工藝流程會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢渣，使其中的有價元素沒有得到充分地利用，在酸性的污水環(huán)境中，一部分兩性金屬氫氧化物將會復(fù)溶。因此，企業(yè)應(yīng)該積極進行工藝的升級和創(chuàng)新。

除去銅冶煉過程中產(chǎn)生的廢水的有害物質(zhì)，使之達到排放標準或可以回收利用就是銅冶煉污酸處理的最終目的。銅冶煉廢水包括沖渣廢水、冶煉煙氣洗滌和制酸產(chǎn)生的含銅、鋅、砷、氟等離子的酸性廢水。沖渣廢水經(jīng)沉淀后循環(huán)使用。硫酸廠廢酸處理設(shè)備排出的污酸和地面排水，含酸量高，并含有砷、氟和重金屬離子，一般采用化學(xué)沉淀法處理。其中以氫氧化物沉淀法應(yīng)用最廣，其次為硫化物沉淀法，也有兩法相結(jié)合的。廢水經(jīng)均化池后先投加石灰石粉末調(diào)節(jié)pH值至3.5以上，使大部分硫酸生成石膏，大部分氟生成氟化鈣，并沉淀分離。然后投加硫酸亞鐵除砷，加硫酸鋁除氟。當水中含F(xiàn)e2+時，投加石灰乳，控制pH7～8曝氣，使其氧化成Fe3+，繼續(xù)投加石灰乳至pH9～10，加適量凝聚劑，和其他重金屬離子一道，成為金屬氫氧化物沉淀除去[2]。

綜上所述，基于高效硫化處理、氟氯等元素的深度處理以及石灰-鐵鹽法三個銅冶煉污酸處理技術(shù)的發(fā)展方向，可以有效的提高企業(yè)銅冶煉污酸的處理能力，符合國家最新發(fā)布的企業(yè)環(huán)保要求。

隨著國家對銅冶煉行業(yè)進一步監(jiān)管，企業(yè)的環(huán)保技術(shù)需要進行升級和創(chuàng)新，從而滿足社會的發(fā)展需求，實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]鳳世林. 有色冶煉污酸資源化處理技術(shù)的試驗及應(yīng)用研究[D].昆明理工大學(xué),2016.

[2]吳清茹. 中國有色金屬冶煉行業(yè)汞排放特征及減排潛力研究[D].清華大學(xué),2015.