贵冶硫酸车间废酸系统管线改进

季艳辉

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424)

1 引言

贵溪冶炼厂硫酸车间废酸废水工序属于环保型工序，其处理能力及处理效果对工厂排放水的达标情况有较大影响。由于该工序负责处理本车间净化循环产生的废酸及工厂其它部分车间的工艺废水，其成分复杂，As、F、Cd、Cu、H2SO4含量高且波动大[1]。近年来，随着工厂产能的不断扩大，各车间产生的废酸废水原液量也随之大量增加，自2012年开始，废酸废水处理工序的处理量多个月份超过1400t，给车间的废酸废水处理及排放水的指标控制造成了很大的压力。本着深挖潜能，坚守环保关，合理利用现存有限空间条件的原则，车间对原有废酸废水处理工序进行设备及管线的改造，力求完成全年的生产环保指标。

2 改造前存在的问题

2.1 混液不充分，铜砷含量及酸度波动大

贵溪冶炼厂硫酸车间的废酸处理工序采用硫化处理工艺，其工艺原理如下化学方程式:

通过反应机理我们可以看出硫化反应工艺过程中，首先需要硫化钠与酸反应生成硫化氢，之后再与铜、砷反应成沉淀除去，这就需要确保废酸原液具有合适的酸度[2]值以生成足够参与反应的硫化氢。酸度过低，硫化氢生成量不足，废酸中的铜，砷就难以去除，反应后液的铜砷含量超标，对后续工艺有很大的影响。同理，当废酸原液中铜砷含量突然增高，也有可能会造成废酸处理后液的超标现象。在实际生产中，如遇到酸度低和铜砷含量高的情况同时出现，则常常还需要向废酸原液中添加浓酸，维持正常生产。

原有废酸工序设一场面水池做为废酸接纳池，主要接纳新材料，亚砷酸等单位的高酸度，高铜砷的废酸液，场面水池液由离心泵打至废酸处理工序的原液储槽。硫酸车间的净化工序洗涤水直接进入废酸工序的原液储槽或切至废酸接纳池实现原液槽的液位缓冲处理。其简要管线如图1:

图1 改造前的管线

但采用这种方法各单位的废液由于没有经过充分搅拌，其混液效果差。废酸接纳池内的液常会出现局部铜砷含量或酸度富集的情况，这就造成了废酸处理工序的原液成分及酸度波动，对废酸处理工序的指标控制和工艺参数的调整都有很大的影响，影响了环保指标的控制。

2.2 铜砷滤饼量大，后续工序处理压力大

铜冶炼烟气净化工序的洗涤废水中含有大量的铜砷等元素，这些铜、砷都是在废酸处理工序通过硫化反应进行除去的，生成的铜砷滤饼被被送到亚砷酸工序进行分离处理，将铜、砷分离。在此工艺生产过程中，产生的含铜废渣回火法系统，废水返回废酸系统处理。但由于废酸处理过程中同时还生成了硫化铜，硫化锌，硫化镉等沉淀。这就造成了随着处理量的提高，铜砷滤饼的量大量增加，但在铜砷滤饼中砷的实际含量并不高，在亚砷酸工序砷的回收率为72%，随残渣带走砷占5%，此部分砷返回熔炼系统，最终又进入废酸处理系统生成新的硫化砷滤饼，随置换终液带走的砷占23%，最终也是进入了废酸处理系统重新生成硫化砷滤饼。这就使砷的处理工艺存在这一个重复循环的过程[3]，即影响了工艺控制同时也增加了硫化钠成本消耗，大量铜砷滤饼也大大增加了亚砷酸工序的处理压力。

2.3 酸泥累积量大，清理查漏困难

原有的废酸接纳池及废酸原液储槽由于不具备相应的搅拌装置，经过长时间的使用，底部酸泥大量聚集，大大减少了整个系统废酸处理的缓冲能力。并且原有废酸接纳池及废酸原液储槽都是基于地面而建的。无法检查到设备底部情况，如果底部防腐出现破损，则含铜砷的酸性废液就会直接渗入地面以下，却很难通过日常室外巡检发现其渗漏，存在着一定的安全环保隐患[4]。

3 改造方案

(1)取消原有的废酸接纳池，并将废酸接纳池底部酸泥清理，重新做过防腐处理后，做为废水储池使用，储存外单位弱酸性、低杂质浓度的废水，以做为复水回用。

(2)增设一浓密机[5]式原液槽，外单位废酸送液全部接入该原液槽，通过搅拌确保各单位的废酸能够充分混合，泵出口增设废酸浓度计，原液槽底部浆泥通过增设的单隔膜泵打至卧式压滤机处理。

(3)原有的废酸原液槽经过清理后用作废酸缓冲槽，当外单位送液量大或者遇到大雨天气废酸无法及时处理时，浓密机式原液槽的液可以溢流至此，待处理能力允许时再由卧式泵送至浓密机式原液槽处理。

(4)在硫化反应前端增设硫化预处理槽，利用硫化钠处理亚砷酸还原终液中的铜。

管线如图2。

图2 改造后的管线

4 改造效果

(1)外单位送液通过混液槽后充分混合，确保废酸酸液重金属离子浓度均匀，同时泵出口增设酸浓浓度计，为岗位人员监控废酸酸浓变化提供了参考依据，同时酸浓信号也接入了仪表室的监控画面，仪表操作人员也可以根据酸浓显示的变化，对硫化反应的ORP[6]设定值进行初步的调整，确保硫化反应效果。

(2)原液槽底部积泥由单隔膜泵打至卧式压滤机处理，减少了进入废酸系统的泥浆量，同时硫化预处理减少了废酸原液中的部分铜元素，这些都使硫化反应过程中产生的铜砷滤饼的量大大减少，提高铜砷滤饼中砷的含量，减少了砷的循环处理量，减少了成本消耗。

(3)因浓密机式原液槽底部为架空结构，可以避免出现渗漏时难以发现的问题。并且其他原液槽液都为该浓密机式原液槽溢流液，其他原液槽均不易出现底部酸泥淤积，提高其缓冲能力。按新原液槽正常50%液位控制，则整个系统实际缓冲空间为1084.24m3，高于现在1025m3的缓冲能力，且酸泥清理工作量较小。

5 结束语

随着工厂产能的不断扩大及对环保要求的进一步提高。在原有场地空间受限的条件下。对原有设备的管线进行改造，深度挖掘系统潜力，提高了工艺处理能力，稳定工艺处理中的各项指标参数，是减轻生产强度，节约单耗成本，确保环保指标的一种可行性方法。

[1]魏海彬.混凝技术优化冶炼废水处理的应用实践[J].铜业工程，2007(3):29－31.

[2]余磊，余翔.废酸处理分步硫化浅析[J].江西冶金，2003，23(3):13－17.

[3]刘昌勇.贵溪冶炼厂亚砷酸生产工艺[J].有色冶炼，1988(2):8－10.

[4]牛凤奇，纪锐林，朱义年，等.地下水砷污染的研究进展[J].广西轻工业，2007(4):85－86.

[5]陈述文，马振声，董运樵，等.高效浓密机的应用现状及前景[J].冶金矿山设计建设，1997，29(1):48－51.

[6]陈韬，彭永臻，田文军，等.ORP检测在水处理中的应用[J].中国给水排水，2003(19):20－22.