銅冶煉煙氣制酸凈化污水零排放

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1、銅冶煉煙氣制酸凈化污水零排放煙臺(tái)鵬暉銅業(yè)有限公司王舉良張均杰摘要：煉銅密閉鼓風(fēng)爐改為側(cè)吹爐后，進(jìn)入制酸轉(zhuǎn)化工序煙氣中的SO2濃度由5%提高到7%以上，硫酸產(chǎn)量高，制酸煙氣帶入的水量小于成品硫酸帶出的水量，為制酸凈化污水全部利用創(chuàng)造了有利的條件，原外排的中水經(jīng)過(guò)處理后全部返回到凈化工序使用，實(shí)現(xiàn)了污水零排放。關(guān)鍵詞：煉銅煙氣；硫酸；凈化污水；零排放煙臺(tái)鵬暉銅業(yè)有限公司始建于上世紀(jì)70年代，1995年新建了一套銅冶煉及配套的煙氣制酸系統(tǒng)。冶煉采用密閉鼓風(fēng)爐熔煉－連續(xù)吹煉爐吹煉工藝，制酸采用絕熱增濕稀酸洗滌凈化－兩轉(zhuǎn)兩吸工藝。硫酸工藝流程圖見(jiàn)圖1。圖1硫酸工藝流程圖煙氣制酸凈化工序產(chǎn)

2、生的污酸送污水處理工序處理（凈化產(chǎn)生的廢液稱為污酸，污酸處理后的廢液稱為污水），加入硫化鈉，其中的砷、銅等重金屬離子生成難溶的硫化砷、硫化銅沉淀，經(jīng)過(guò)濃密機(jī)、壓濾機(jī)分離，上清液采用電石渣—硫酸亞鐵工藝中和處理后達(dá)標(biāo)排放。雖然該工藝處理后的污水能夠達(dá)標(biāo)排放，但仍存在浪費(fèi)水資源、排放的水中含有害雜質(zhì)對(duì)環(huán)境造成污染等問(wèn)題。1污酸處理工藝7制酸系統(tǒng)凈化工序采用空塔－填料塔－二級(jí)間冷器－二級(jí)電除霧絕熱增濕稀酸洗滌工藝，洗滌介質(zhì)為稀硫酸。由于稀硫酸洗滌煙氣后雜質(zhì)含量和酸濃不斷升高，需抽出一定數(shù)量處理，再補(bǔ)充新水，以保證凈化指標(biāo)。污酸在沉淀槽沉降后上清液自流到污酸貯槽，再送到污水處理工序。污

3、酸中含As3+、Zn2+、Cu2+、F-、Pb2+等離子，用泵送至Na2S反應(yīng)槽與Na2S溶液充分反應(yīng)，然后經(jīng)過(guò)1#濃密機(jī)，底流至1#壓濾機(jī)壓濾，濾餅（硫化砷）送相關(guān)單位處理，濾液返回1#濃密機(jī)。1#濃密機(jī)的上清液溢流入中和槽，與硫酸亞鐵、電石渣液反應(yīng)，經(jīng)過(guò)兩級(jí)曝氣后進(jìn)入2#濃密機(jī)，底流經(jīng)壓濾機(jī)壓濾，濾液和濃密機(jī)上清液外排，濾渣外銷。含砷低的污酸則不經(jīng)過(guò)Na2S反應(yīng)槽而直接在中和槽與硫酸亞鐵、電石渣液反應(yīng)，曝氣后進(jìn)入2#濃密機(jī)過(guò)濾后排放。污酸處理工藝流程圖見(jiàn)圖2。圖2污酸處理工藝流程圖2制酸凈化污水零排放的條件公司原銅熔煉采用密閉鼓風(fēng)爐，由于煉銅煙氣中的SO2濃度低，硫酸產(chǎn)量低

4、。制酸煙氣帶入的水量大于成品硫酸帶出的水量，沒(méi)能實(shí)現(xiàn)制酸凈化污水零排放。2007年密閉鼓風(fēng)爐改為側(cè)吹爐后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化工序的煙氣中的SO2濃度由5%提高到7%以上，制酸煙氣帶入的水量小于成品硫酸帶出的水量，為實(shí)現(xiàn)制酸凈化污水零排放創(chuàng)造了有利條件。2.1制酸凈化污水零排放的依據(jù)7實(shí)現(xiàn)制酸凈化污水零排放要具備以下條件：（1）制酸煙氣帶入的水量小于成品硫酸帶出的水量；（2）制酸煙氣帶入的雜質(zhì)量與污水處理工序液固分離出來(lái)的雜質(zhì)量平衡；制酸凈化污水零排放，少量雜質(zhì)在內(nèi)部循環(huán)，只要回用水不影響凈化指標(biāo)，可適當(dāng)放寬污酸處理標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)制酸凈化工序?qū)ο礈煲旱牟煌螅礈煲簭暮笸按?，間冷循環(huán)槽洗滌

5、液串到填料塔循環(huán)槽，填料塔循環(huán)槽洗滌液串到空塔循環(huán)槽，在間冷循環(huán)槽補(bǔ)充外工序來(lái)的水。2.2制酸系統(tǒng)的水平衡側(cè)吹爐和連續(xù)吹煉爐產(chǎn)煙氣量合計(jì)34472m3/h，煙氣中含水3.277t/h。系統(tǒng)改造后可產(chǎn)98%硫酸18.555t/h，其中含水包括游離的水和與三氧化硫結(jié)合的水，生產(chǎn)98%硫酸則需水:18.555×（1-0.98）+18.555×0.98×18÷98=3.711t/h側(cè)吹爐和連續(xù)吹煉爐煙氣帶入制酸系統(tǒng)的水量為3.277t/h，制酸系統(tǒng)生產(chǎn)98%硫酸需要的水量為3.711t/h，，需水量大于帶入制酸的水量。制酸系統(tǒng)需要補(bǔ)充的水量為：3.711-3.277=0.434t/h生

6、產(chǎn)98%硫酸能夠保持制酸凈化工序循環(huán)稀酸量不增加。2.3凈化工序和污水處理工序的水平衡實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，凈化工序污酸產(chǎn)量（含水量）為20.000t/h，經(jīng)過(guò)污水處理工序處理后返回凈化工序的回用水量為19.500t/h，需補(bǔ)充新水0.934t/h。凈化工序水量平衡見(jiàn)表1。表1凈化工序水量平衡t/h項(xiàng)目入水量項(xiàng)目出水量冶煉煙氣3.277產(chǎn)品硫酸3.711回用水19.500產(chǎn)出污酸20.000補(bǔ)充新水0.934合計(jì)23.711合計(jì)23.711污水處理（沖電石渣、配硫化鈉溶液、配硫酸亞鐵溶液）用水3.500t/h，這部分水與凈化污酸一起處理，然后返回污水處理工序。污水處理過(guò)程中水損耗（蒸

7、發(fā)和渣帶走）為0.500t/h。污水處理工序水量平衡見(jiàn)表2。表2污水處理工序水量平衡t/h項(xiàng)目入水量項(xiàng)目出水量7污酸中的水20.000返回凈化的回用水19.500污水處理用水3.500返回污水處理用水3.500合計(jì)損耗23.500合計(jì)0.50023.5002.4改造后的水回用改造后的水回用工藝圖見(jiàn)圖3圖3改造后的水回用工藝圖凈化工序循環(huán)槽補(bǔ)充水一般情況下是從間冷循環(huán)槽補(bǔ)充；硫酸亞鐵配制槽、硫化鈉配制槽、電石渣配制槽是污水處理工序用水。2.5污水閉路循環(huán)使用時(shí)雜質(zhì)的流向及分布污酸采用硫化鈉－電