銅冶煉污酸處理技術現狀及發展趨勢

（大冶有色設計研究院有限公司，湖北 黃石 435005）

2017年，針對銅冶煉行業投資盲目快速增長、低水平擴張等問題，國務院領導做出了重要批示，中央采取了一系列宏觀調控和加快產業結構調整的措施。環保部門對現有銅冶煉企業執行環保標準情況進行監督檢查，對達不到排放標準或超過排污總量的企業決定限期治理，治理不合格的，應由地方人民政府依法決定給予停產或關閉處理。

1 銅冶煉污酸處理技術的現狀

國內大部分的銅冶煉廠所使用的傳統污酸處理技術的過程主要為：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，這套傳統工藝在我國銅冶煉發展史中占據了重要的歷史地位。隨著我國對于環境保護的重視和提倡，國家對于金屬工藝企業的環保要求正在逐步提高，這也正好彌補了我國銅冶煉行業環保方面存在的漏洞。傳統的銅冶煉污酸處理技術不能確保污水排放的穩定達標，根據我國最新出臺的金屬工業排放標準要求，有色金屬工業最終排放的廢水中砷的含量不能大于0.5mg/L；傳統銅冶煉污酸處理技術的工藝流程較長，這就給管理控制造成了一定的困難，同時增加了每個環節廢水金屬含量超標的風險；另外，傳統的銅冶煉污酸處理技術的施工成本較高，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；傳統的銅冶煉污酸處理技術中有硫化的過程，該過程中會產生硫化氫，這一種有毒氣體，一旦發生泄漏會危害到人身生命安全。企業為了適應國家的最新環保要求，需要積極的對傳統銅冶煉污酸處理技術進行進一步的升級和創新。

2 銅冶煉污酸處理技術的發展

（1）高效硫化處理。傳統的硫化法處理污酸、污水的過程中會產生很多的難溶性硫化物，這些過程產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雜，其中含有許多有毒的重金屬，這就需要企業對污酸處理傳統工藝進行升級和改造。

10月30日，由蘭州山水環保科技有限責任公司最新研發的高效硫化反應器研制成功。高效硫化反應器是蘭州山水環保科技有限責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備，實現了有色冶煉廠污酸廢水處理技術的重大突破。該技術和設備已經通過小型試驗驗證，效果良好。經過小型試驗驗證，在使用蘭州山水環保科技有限責任公司研制的高效硫化反應器替代傳統處理污酸工藝中的硫化塔后，在保持傳統污酸處理工藝中其他設施不變的情況下，其優點主要體現在以下五個方面：第一、極大的降低了硫化鈉的消耗，從而降低了企業的成本，減少了設備的安裝功率；第二、可以確保工藝流程最終的廢水排放可以穩定的達到國家環保技術要求；第三、過程產物中所含的重金屬離子在國家環保標準要求以下，能夠視為正常工業廢物進行處理；第四、提高了硫化氫的利用率，避免了硫化氫泄露的風險，使整個工藝流程更加的安全可靠；第五、新設備占地較小，其安裝過程也十分的方便，滿足了企業的可持續發展要求。由此可見，該技術設備的應用可以幫助企業達到國家環保標準要求。

（2）氟、氯等元素的深度處理。在酸性環境下，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，導致管道出現裂縫，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，實現污酸低成本、穩定化處理工藝；第二、著力于實現污酸中氟氯離子的高效脫除，奠定污酸廢水回用的基礎；第三、著力于實現污酸、銅煙塵中砷的資源化、無害化處置；第四、著力于結合云銅電解的特點，研究電解液中砷的脫除技術。這“四個著力點”是解決銅冶煉企業生存與提質增效關鍵問題的有效途徑，可為整個銅冶煉過程中砷治理系統化提供技術支持。

11月14日，云南銅業（集團）有限公司在總廠召開銅冶煉環保技術研討會，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研究”項目的階段進展情況，介紹了中南大學在污酸廢水資源化治理與回用新技術、重金屬廢水生物制劑深度處理與回用技術、采選廢水生物制劑協同氧化新技術、含砷固廢治理與利用技術等四個方面的研究成果。企業要結合目前項目進展情況，總結完善現有工作經驗，推進項目平穩進行；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研究等；在條件具備時，將改造銅現有工藝和生產有機嫁接；要結合總廠搬遷時機，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標準，同時還具有操作方法簡單、企業投資成本小、整體工藝運行費用較低的優點。然而，傳統鐵鹽法工藝流程會產生大量的工業廢渣，使其中的有價元素沒有得到充分地利用，在酸性的污水環境中，一部分兩性金屬氫氧化物將會復溶。因此，企業應該積極進行工藝的升級和創新。

除去銅冶煉過程中產生的廢水的有害物質，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生的含銅、鋅、砷、氟等離子的酸性廢水。沖渣廢水經沉淀后循環使用。硫酸廠廢酸處理設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，一般采用化學沉淀法處理。其中以氫氧化物沉淀法應用最廣，其次為硫化物沉淀法，也有兩法相結合的。廢水經均化池后先投加石灰石粉末調節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Fe2+時，投加石灰乳，控制pH7～8曝氣，使其氧化成Fe3+，繼續投加石灰乳至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的發展方向，可以有效的提高企業銅冶煉污酸的處理能力，符合國家最新發布的企業環保要求。

隨著國家對銅冶煉行業進一步監管，企業的環保技術需要進行升級和創新，從而滿足社會的發展需求，實現企業的可持續發展。

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

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