氧化镁法脱硫废水的达标排放研究

汪志全

（金隆铜业有限公司，安徽 铜陵 244021）

氧化镁法脱硫废水的达标排放研究

汪志全

（金隆铜业有限公司，安徽 铜陵 244021）

金隆公司原有环集脱硫氧化镁法脱硫废水中铜、砷、COD、硫化物含量很高，经过排水处理后，部分指标不能按《铜镍钴工业污染物排放标准》（GB25467-2010）稳定达标排放。通过技术改进，降低了进入脱硫系统杂质含量，提高和优化了中和系统能力，使脱硫废水处理后达标排放，该技术为铜冶炼行业镁法脱硫废水处理提供了新的方法。

环境集烟；除尘；亚硫酸镁；pH；铜、砷、氧化；沉降；过滤

1 引言

金隆铜业有限公司于1997年4月8日建成投产，经过多次技术改造，至2010年底形成高纯阴极铜产能450kt/a，硫酸产能1200kt/a。冶炼系统采用闪速炉熔炼、PS转炉吹炼、 阳极炉精炼工艺。为减少冶炼过程中溢出SO2烟气对环境的影响，熔炼主厂房设置有环境集烟系统，较高浓度SO2烟气亚硫酸镁清液法脱硫后排放，虽然烟气能达标排放，但脱硫排水含大量的铜、砷、铅等重金属污染物及亚硫酸镁引起的硫化物超标，需对脱硫废水进行处理才能确保系统正常运行［1］。

2 工艺简介

2.1 脱硫工艺简介

脱硫工艺系统主要由烟气吸收系统、吸收液再生系统、工艺水系统、浆液配制系统、脱硫产物处理系统等组成［2］。氧化镁浆液与脱硫塔回流的亚硫酸氢镁溶液混合后，与内置的诱导结晶装置产生的晶种充分混合，通过降低生成物的浓度达到加快氧化镁转化为亚硫酸镁反应速度并提高氧化镁转化率，以提高氧化镁的利用率，经过充分反应的溶液流到固液分离池，富含亚硫酸镁吸收剂的上清液回到塔内循环吸收SO2，底流过量的固体亚硫酸镁通过氧化器氧化为硫酸镁溶液后送排水处理后排放。

2.2 脱硫系统废水流量及成分

脱硫系统排出废水流量30m3/h，每天排出废水720m3。脱硫废水成分见表1。

表1 2014年4月份废水数据 mg/L

2.3 排水工艺简介及流程

在中和工序一次中和槽中加入As的共沉剂FeSO4，加消石灰调整pH等于7.0后进入氧化槽，处理液经氧化槽氧化将其中的Fe2+氧化成Fe3+、As3+氧化成As5+，然后进入二次中和槽，在二次中和槽中添加消石灰调整pH9～11，再进入凝聚槽添加凝聚剂（聚丙烯酰胺），将沉淀物凝聚成大颗粒后，溢流到中和浓密机沉降浓缩，浆液送至真空过滤机过滤，滤饼送至渣场，滤液通过浓密机流槽进入澄清器进一步澄清，澄清器上清液与电化学处理后的水一道排放。

图1 排水处理工艺流程图

3 改造前排水指标及存在的问题

改造前排水指标见表2。

表2 2014年9月排水指标 mg/L

脱硫及废水排水处理存在的问题：

（1）烟气中大量有价金属铜没有得到回收。

（2）铜、砷及硫化物含量高，造成排水经过中和处理后仍不能稳定达标。

（3）由于排水含大量亚硫酸根，在中和系统与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙造成系统结垢严重，排水系统不能稳定运行而且中和系统设备需每月需清理1次，不仅增加维修费用而且增加工作量［1］。

4 脱硫废水铜砷超标原因及解决思路

4.1 脱硫废水铜砷超标原因分析

环集烟气中烟尘主要含铜、砷、铅等重金属污染物，在脱硫塔被洗涤下来后，脱硫循环液中铜砷含量高，超出了石灰石铁盐法中和法的处理能力，造成排放水超标。进入脱硫系统环集烟气铜砷平均含量见表3。

表3 烟气重金属含量 mg/Nm3

4.2 烟气中铜砷含量高的解决思路和方法

4.2.1 解决思路

由于烟气中铜含量高且铜属于有价金属，根据计算每年烟气中含铜47t，因此考虑对环集烟气进行除尘回收铜金属同时将砷一并去除，并且决定从源头解决，将含重金属的烟尘在进入脱硫塔前捕集下来，确保进入脱硫塔的烟尘铜砷含量在中和系统处理能力范围内，从而解决排水铜砷超标问题［4］。

4.2.2 解决方法

通过对不同收尘装置的投资、运行费用及管道配置可靠性等方面进行对比，确定在闪速炉及转炉收集烟气管上各增加1台布袋除尘器。2015年1月布袋投运后脱硫废水成分见表4。

表4 脱硫废水成分 mg/L

增加布袋收尘后的效果：

（1）按含水率95%计算，每年回收铜约46t。

（2）由于铜砷等重金属通过布袋回收后，脱硫废水中铜砷含量明显下降，为排水的铜砷处理打下良好基础。

5 环集废水硫化物的处理

5.1 环集废水硫化物高的原因

SO2在脱硫系统被氧化镁吸收后生成亚硫酸镁，由于亚硫酸根存在还原性，因此在中和系统氧化能力不足时造成硫化物超标，另外由于采用碘量法测定硫化物含量，亚硫酸根离子的还原性影响硫化物的测定造成硫化物超标［3］。

5.2 降低硫化物的措施

（1）在脱硫系统固液分离器底流增加1个Φ2500mm×7500mm氧化罐，配LJX（PP600）-Ⅱ型射流氧化器1台（氧化空气气量为600m3/h），将大部分固体亚硫酸镁氧化，解决因固体量大而堵塞设备及管道的问题。

（2）在中和系统一次反应槽增加射流氧化泵，进一步提高中和系统的氧化能力。根据计算，采用LJX（PP600）-Ⅱ型射流氧化器1台（氧化空气量为600m3/h），将大部分溶解的亚硫酸镁氧化。因亚硫酸根大部分被氧化，解决了亚硫酸根结垢及堵塞的问题。

（3）中和系统处理后的排水含硫化物降到20mg/L，仍不能满足铜钴镍排放标准，因此需进一步深度处理。为提高氧化效率，将排水加盐酸使pH值由9调整到6～7，配LJX（PP600）-Ⅱ型射流氧化器1台（氧化空气量为600m3/h），对中和处理后的排水进行氧化，然后调整pH至8，经沉降后的排水达到铜钴镍排放标准后排放。

6 处理后的排水指标

通过布袋除尘及提高氧化效率后，排水指标达到铜钴镍的排放标准。改造后排水指标见表5。

表5 排水指标 mg/L

7 结语

通过对环集脱硫系统烟气除尘，调整pH提高亚硫酸镁的氧化效率，不仅可以满足《铜镍钴工业污染物排放标准》（GB25467-2010）中铜、砷、硫化物的排放要求，每年还回收有价金属铜46t，具有较好的经济效益与环境效益，也为同类企业提供了有益的经验。

［1］吴新民, 汪卫东. 亚硫酸镁清液脱硫技术在金隆公司的应用[J]. 硫酸工业, 2014(6):42-45.

［2］张晏, 梁海卫. 化学沉淀法处理高浓度含氟废水的研究[J]. 中国资源综合利用, 2012(5):37-39.

［3］王成. 碘量法测定废水中硫化物的效果分析[J]. 科技创新导报, 2013(14):125.

［4］张亚斌. 镁法脱硫系统脱硫液中重金属的去除研究[J]. 无机盐工业, 2014(1):49-51.

［5］刘春爽. 废水中硫化物、硝酸盐和氨氮生物同步去除及其机理[J].化工学报, 2015(2):779-784.

Study on the Standard Discharge of the Desulfurization and Extraction Solution of Magnesium Oxide

WANG Zhi-quan
（Jinlong Copper Co., Ltd., Tongling 244021, Anhui, China）

Jinlong originaldesulfurization wastewater which desulfurizated by ring set magnesium oxide desulfurization, contains copper, arsenic, COD and high sulfide content. After wastewater treatment, still have some indicators can not be discharged by " coppernickel- cobalt industry emission standards "（GB25467- 2010）with stable discharge standards. Through technical improvements, the content of impurities which came into the desulfurization system are reduced, the systems and capabilities are improved and optimized,the wastewater after the desulfurization process can be standards discharged. This technology provides a new approach for copper smelting industry magnesium desulfurization wastewater treatment.

environmental the smoke；dust；magnesium sulfite；pH；copper；arsenic oxide；sedimentation；filter

X703

A

1009-3842（2016）06-0067-03

2015-08-17

汪志全（1966-），男，安徽枞阳人，工程师，主要从事给水排水与供热通风方面的生产技术工作。E-mail: wzq@jinlongcopper.com