有色治煉廢酸廢水減量化和資源化處理的研究

石國鴻

摘要：本文主要以某公司公司為例，針對有色冶煉廢酸廢水減量化和資源化處理進(jìn)行了深入的分析和詳細(xì)的研究。深刻地指出了某公司在針對廢酸，廢水來源及處理工藝中存在的一些問題，并給予了具有針對性的解決辦法和有效措施。

關(guān)鍵詞：有色冶煉;廢酸廢水;減量化和資源化;處理

中圖分類號(hào)：X758文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）07-0103-02

Abstract：In this paper， a company as an example， for nonferrous metallurgy waste acid wastewater reduction and recycling treatment carried out in-depth analysis and detailed research. Some problems existing in waste acid， waste water source and treatment process of a certain company are pointed out， and some targeted solutions and effective measures are given.

Key words：nonferrous metallurgy;Waste acid wastewater;Reduction and recycling;To deal with

引言：隨著我國工業(yè)化的不斷發(fā)展，帶動(dòng)了金屬冶煉和化工生產(chǎn)等相關(guān)行業(yè)的不斷增多，最近這幾年中，含有重金屬的生產(chǎn)廢水排放，變得越來越嚴(yán)重。水體重金屬的污染已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國人們的生產(chǎn)和生活，尤其是對人們的健康帶來了極大的隱患。因?yàn)橹亟饘匐x子在水生環(huán)境中具有不可降解性，所以如果一旦讓它們進(jìn)入食物鏈以后，會(huì)對人體帶來各種有害因素，因此重點(diǎn)著手重金屬廢水的處理，實(shí)現(xiàn)其零排放含量，無論是對人們的健康還是對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益都有著重要的意義。

1酸性廢水處理概況

我國的有色冶煉酸性廢水處理工藝從新開始的傳統(tǒng)工藝，到現(xiàn)如今已經(jīng)歷了四個(gè)不同的階段。第一階段，由于在最初階段，有色和貴金屬礦產(chǎn)資源豐富，且大多數(shù)都是品質(zhì)較好的原礦，所含的雜質(zhì)較少，處理起來相對來說較為容易，盡管最初的演練技術(shù)較為粗陋和落后，但是，由于資源品質(zhì)較好，所出產(chǎn)品也較多，對于環(huán)保因素并沒有太高的要求。第二階段，礦產(chǎn)資源品質(zhì)較好，所穿的雜質(zhì)也較少，處理起來相對比較簡單，慢慢的也開始注重了環(huán)保，但是要求并不高。在這個(gè)階段中所產(chǎn)生的廢酸，廢水也較少，比較容易處理。且水資源豐富，國家水資源管理要求內(nèi)容也較少。在第三階段中，優(yōu)質(zhì)的資源不斷減少，冶金原料所含的雜質(zhì)成分越來越多，進(jìn)一步的增了冶煉的難度，生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢酸廢水也不斷地的增加，水體的污染和環(huán)境問題逐步凸顯。第四階段中，有色和貴金屬的優(yōu)質(zhì)礦產(chǎn)資源進(jìn)一步的面臨著枯竭的問題。原料中摻雜了更多的雜質(zhì)，對于冶煉的難度不斷增加，所產(chǎn)生的廢酸，廢水也更復(fù)雜多樣。所以國家出臺(tái)了一系列的相關(guān)規(guī)定及防治計(jì)劃。對于外排廢水有了更高的要求。一些具有創(chuàng)新性能力的企業(yè)利用冶煉酸性廢水硫化去除坤和重金屬+石墨多效蒸發(fā)+在沸吹脫除氟氯工藝，等多種手段完全的的解決了酸性廢水處理過程中所帶來的環(huán)保等問題。

2廢酸廢水概括

該公司廢酸廢水分為以下三類：

（1）冶煉酸性廢水其中涵蓋了污酸、冷凝酸、以及由陽極泥多種稀貴金屬生產(chǎn)所產(chǎn)生的酸性廢水、化驗(yàn)室所產(chǎn)生的酸性廢水、電解精煉系統(tǒng)產(chǎn)生的酸性廢水等，這一類是處理難度最大的酸性廢水。

（2）生產(chǎn)輔助系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水。這一部分的廢水主要是從各個(gè)工業(yè)循環(huán)冷卻水池排出的廢水、以及生活系統(tǒng)制凈水產(chǎn)生的廢水。

（3）生活廢水。這類廢水主要是生活辦公，住宿系統(tǒng)所產(chǎn)生的各類生活廢水。

在以上這些廢水中，冶煉酸性廢水的處理無疑是目前冶煉行業(yè)中的老大難問題，國內(nèi)外的同行都被其困擾已久。該企業(yè)目前先自主建成一套在世界范圍內(nèi)唯一的火法冶煉裝置。為其名為“三連爐”主要以金、銀、銅等為主要原料，與其他爐型和冶煉工藝相比，這種工藝無論是在彌散煙氣控制方面，還是在蒸汽能源等方面都具有較高的優(yōu)勢。

3現(xiàn)有廢酸廢水處理工藝

由于國家出臺(tái)了嚴(yán)厲的環(huán)保政策，該企業(yè)針對環(huán)保方面問題也進(jìn)行了大量的投入。針對冶煉酸性廢水的處理，具體的實(shí)施了以硫氫化鈉為硫化劑的傳統(tǒng)硫化項(xiàng)目和以硫化氫為硫化劑的高效硫化項(xiàng)目，而進(jìn)一步的配備了配套硫化氫工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)。

3.1生活廢水處理。該企業(yè)的生活廢水主要按照國家要求標(biāo)準(zhǔn)排向了生活污水處理廠，并且，該企業(yè)后期要逐步建設(shè)自備的生活污水處理廠，建成后，經(jīng)處理的生活污水將會(huì)澆灌廠區(qū)的植被作物或者進(jìn)一步的排向污水處理廠從而減少水資源的浪費(fèi)問題。

3.2冶煉酸性廢水處理。該企業(yè)的冶煉酸性廢水處理工藝流程詳見圖一

4該公司供排水存在問題

現(xiàn)有冶煉酸性廢水處理存在以下問題：

（1）該企業(yè)在廢水處理的過程中隨之產(chǎn)生了大量的石膏渣。

（2）該企業(yè)為實(shí)現(xiàn)其廢水的零排放，將大量的濃水送去渣暖冷和渣選礦自我消耗，然而，渣選礦和渣緩冷必須要使用大量膜過濾冷水，這樣就犧牲了絕大部分的渣選礦效益。

（3）對現(xiàn)場的工況存在嚴(yán)重的破壞，尤其是管道的腐蝕以及渣包上層結(jié)鈣等問題。

（4）對于使用設(shè)備的耗損不斷增加，在很大程度上造成了能源和水資源的浪費(fèi)問題。

5解決措施

5.1冶煉廢酸廢水減量化處理技術(shù)方案。通過對實(shí)際情況的全面分析后，在對酸廢水進(jìn)行處理的過程當(dāng)中，相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案選擇為多級閃蒸預(yù)濃縮加多效蒸發(fā)濃縮工藝。在這一過程當(dāng)中，不管收砷裝置是否處于正常運(yùn)行的狀態(tài)當(dāng)中，相應(yīng)的預(yù)濃縮工作都采用16級產(chǎn)蒸發(fā)工藝。

（1）多級閃蒸預(yù)濃縮。首先，當(dāng)收砷裝置由于各種因素的影響，處于不運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中的時(shí)候。現(xiàn)場的工作人員應(yīng)該通過16級閃蒸發(fā)工作的正確進(jìn)行，將酸性廢水的酸度提高到wH₂SO₄20%，從而進(jìn)一步得到處理后廢水的估算量大約為155m³/d。而在這一過程當(dāng)中所產(chǎn)生的弱酸性廢水大約為550m³/d。

其次，當(dāng)收砷裝置由于現(xiàn)場條件良好處于始終都能夠處于正常運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中的時(shí)候，現(xiàn)場工作人員依然需要通過16級閃蒸發(fā)工藝的正常使用，將酸性廢水的酸濃度提高到wH₂SO₄20%，通過這樣的方式可以使得最終所得到的污酸量為100m³/d。在這一過程當(dāng)中所能夠產(chǎn)生的弱酸性廢水為890m³/d。

（2）多效蒸發(fā)濃縮。當(dāng)收砷裝置由于各種因素的影響無法處于運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中的時(shí)候，155m³/d的wH₂SO₄20%污酸通過雙效蒸發(fā)工藝的正常進(jìn)行，可以將污酸的濃度進(jìn)一步提高到wH₂SO₄55%。然后，再讓污水通過一級單效蒸發(fā)濃縮，進(jìn)一步將其酸度提高到wH₂SO₄70%，最終得到硫酸32m³/d，

當(dāng)收砷裝置處于正常運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中的時(shí)候，可以將wH₂SO₄20%的污酸通過雙蒸發(fā)工藝的正常進(jìn)行，將濃度提高到wH₂SO₄55%，然后再通過一級單效蒸發(fā)濃縮工藝的正常進(jìn)行，將污酸的濃度進(jìn)一步提高到wH₂SO₄70%，從而最后得到硫酸18m³/d。

（3）消耗及其他。首先是對蒸汽的實(shí)際消耗量，當(dāng)收砷裝置由于各種因素的影響無法處于運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中的時(shí)候，在這一過程當(dāng)中所需要消耗0.5MPa、180攝氏度的蒸汽234t/d;當(dāng)收砷裝置處于運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中的時(shí)候，工藝在實(shí)際進(jìn)行過程當(dāng)中所需要消耗的蒸汽量大約為258t/d。

其次為酸性廢水回收。當(dāng)收砷裝置無法處于正常運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中的時(shí)候，通過兩大系統(tǒng)功能的正常進(jìn)行可以回收酸弱酸性廢水678m³/d;當(dāng)收砷裝置處于正常運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中的時(shí)候，通過這兩個(gè)系統(tǒng)作用的正常發(fā)揮，將可以回收酸性廢水為962m³/d。

最后，電耗。當(dāng)現(xiàn)場工作人員將收砷裝置關(guān)閉的時(shí)候，系統(tǒng)裝機(jī)容量大約為16級閃蒸浴濃縮系統(tǒng)130kW、多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)128千瓦不含蒸汽運(yùn)行成本為一噸硫酸消耗7塊錢;當(dāng)收砷裝置處于運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中的時(shí)候，相應(yīng)的蒸汽相應(yīng)的不含蒸汽運(yùn)行成本大約一噸硫酸消耗8.5元。

（4）投資建議。在實(shí)際投資工作進(jìn)行的過程當(dāng)中，相關(guān)企業(yè)可以通過相應(yīng)的蒸汽條件以及現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行2期投資。第1期投資應(yīng)該用于16 級石墨閃蒸預(yù)濃縮項(xiàng)目，而第2期投資應(yīng)該在蒸汽以及場地符合生產(chǎn)條件的情況下，建設(shè)運(yùn)營二級石墨多效蒸發(fā)濃酸系統(tǒng)。通過這樣的方式可以使得投資人的經(jīng)濟(jì)效益得到充分的保障。

5.2 SO₂風(fēng)機(jī)循環(huán)水深度處理技術(shù)方案。相應(yīng)的工作人員按照公司所提供的水體樣本，并且委派相應(yīng)的工作人員前往現(xiàn)場進(jìn)行了全方位的調(diào)查后，作出生產(chǎn)系統(tǒng)最小的SO₂風(fēng)機(jī)循環(huán)水深度處理方案。結(jié)果表明，通過該技術(shù)方案的正常使用，可以使得循環(huán)水的排放量減少50%以上，而且冷卻設(shè)備的換冷效果也得到了實(shí)質(zhì)性的提升。系統(tǒng)當(dāng)中，由于各種因素的影響結(jié)垢現(xiàn)象得到了徹底的消除，與此同時(shí)在設(shè)備使用過程當(dāng)中，對能源的消耗量也得到了實(shí)質(zhì)性的下降。

6結(jié)語

有色冶煉和貴金屬冶煉所產(chǎn)生的污酸資源化、減量化，充分的利用了工業(yè)循環(huán)冷卻水深度處理過程當(dāng)中所特有的優(yōu)勢。隨著相關(guān)工作人員的不斷研究以及各項(xiàng)環(huán)保工藝的不斷開發(fā)，不難預(yù)見在不久的將來，有關(guān)于廢酸廢水處理的相關(guān)工作將不再是有色冶煉和貴金屬冶煉行業(yè)發(fā)展的攔路石。

參考文獻(xiàn)：

[1]郈亞麗，石鳳浜，呂克新.銅陽極泥焙燒及分銅工序的技術(shù)改造[J].有色冶金節(jié)能，2020，36（02）：13-17.

[2]李維平，南君芳，張克榮，薛建森，馮圣君，馮杰，楊林豐.有色冶煉廢酸廢水減量化和資源化處理的研究[J].硫酸工業(yè)，2019（07）：11-16.

[3]顏海洋. 離子交換膜過程在典型工業(yè)廢水資源化中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2019.

[4]戴科棟. 不銹鋼酸洗污泥資源化利用項(xiàng)目管理研究[D].浙江工業(yè)大學(xué)，2018.

[5]高麗敏. 資源型城市循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性研究[D].蘭州大學(xué)，2007.