貴冶硫酸車間廢酸系統管線改進

季艷輝

(江西銅業集團公司貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424)

1 引言

貴溪冶煉廠硫酸車間廢酸廢水工序屬于環保型工序，其處理能力及處理效果對工廠排放水的達標情況有較大影響。由于該工序負責處理本車間凈化循環產生的廢酸及工廠其它部分車間的工藝廢水，其成分復雜，As、F、Cd、Cu、H2SO4含量高且波動大[1]。近年來，隨著工廠產能的不斷擴大，各車間產生的廢酸廢水原液量也隨之大量增加，自2012年開始，廢酸廢水處理工序的處理量多個月份超過1400t，給車間的廢酸廢水處理及排放水的指標控制造成了很大的壓力。本著深挖潛能，堅守環保關，合理利用現存有限空間條件的原則，車間對原有廢酸廢水處理工序進行設備及管線的改造，力求完成全年的生產環保指標。

2 改造前存在的問題

2.1 混液不充分，銅砷含量及酸度波動大

貴溪冶煉廠硫酸車間的廢酸處理工序采用硫化處理工藝，其工藝原理如下化學方程式:

通過反應機理我們可以看出硫化反應工藝過程中，首先需要硫化鈉與酸反應生成硫化氫，之后再與銅、砷反應成沉淀除去，這就需要確保廢酸原液具有合適的酸度[2]值以生成足夠參與反應的硫化氫。酸度過低，硫化氫生成量不足，廢酸中的銅，砷就難以去除，反應后液的銅砷含量超標，對后續工藝有很大的影響。同理，當廢酸原液中銅砷含量突然增高，也有可能會造成廢酸處理后液的超標現象。在實際生產中，如遇到酸度低和銅砷含量高的情況同時出現，則常常還需要向廢酸原液中添加濃酸，維持正常生產。

原有廢酸工序設一場面水池做為廢酸接納池，主要接納新材料，亞砷酸等單位的高酸度，高銅砷的廢酸液，場面水池液由離心泵打至廢酸處理工序的原液儲槽。硫酸車間的凈化工序洗滌水直接進入廢酸工序的原液儲槽或切至廢酸接納池實現原液槽的液位緩沖處理。其簡要管線如圖1:

圖1 改造前的管線

但采用這種方法各單位的廢液由于沒有經過充分攪拌，其混液效果差。廢酸接納池內的液常會出現局部銅砷含量或酸度富集的情況，這就造成了廢酸處理工序的原液成分及酸度波動，對廢酸處理工序的指標控制和工藝參數的調整都有很大的影響，影響了環保指標的控制。

2.2 銅砷濾餅量大，后續工序處理壓力大

銅冶煉煙氣凈化工序的洗滌廢水中含有大量的銅砷等元素，這些銅、砷都是在廢酸處理工序通過硫化反應進行除去的，生成的銅砷濾餅被被送到亞砷酸工序進行分離處理，將銅、砷分離。在此工藝生產過程中，產生的含銅廢渣回火法系統，廢水返回廢酸系統處理。但由于廢酸處理過程中同時還生成了硫化銅，硫化鋅，硫化鎘等沉淀。這就造成了隨著處理量的提高，銅砷濾餅的量大量增加，但在銅砷濾餅中砷的實際含量并不高，在亞砷酸工序砷的回收率為72%，隨殘渣帶走砷占5%，此部分砷返回熔煉系統，最終又進入廢酸處理系統生成新的硫化砷濾餅，隨置換終液帶走的砷占23%，最終也是進入了廢酸處理系統重新生成硫化砷濾餅。這就使砷的處理工藝存在這一個重復循環的過程[3]，即影響了工藝控制同時也增加了硫化鈉成本消耗，大量銅砷濾餅也大大增加了亞砷酸工序的處理壓力。

2.3 酸泥累積量大，清理查漏困難

原有的廢酸接納池及廢酸原液儲槽由于不具備相應的攪拌裝置，經過長時間的使用，底部酸泥大量聚集，大大減少了整個系統廢酸處理的緩沖能力。并且原有廢酸接納池及廢酸原液儲槽都是基于地面而建的。無法檢查到設備底部情況，如果底部防腐出現破損，則含銅砷的酸性廢液就會直接滲入地面以下，卻很難通過日常室外巡檢發現其滲漏，存在著一定的安全環保隱患[4]。

3 改造方案

(1)取消原有的廢酸接納池，并將廢酸接納池底部酸泥清理，重新做過防腐處理后，做為廢水儲池使用，儲存外單位弱酸性、低雜質濃度的廢水，以做為復水回用。

(2)增設一濃密機[5]式原液槽，外單位廢酸送液全部接入該原液槽，通過攪拌確保各單位的廢酸能夠充分混合，泵出口增設廢酸濃度計，原液槽底部漿泥通過增設的單隔膜泵打至臥式壓濾機處理。

(3)原有的廢酸原液槽經過清理后用作廢酸緩沖槽，當外單位送液量大或者遇到大雨天氣廢酸無法及時處理時，濃密機式原液槽的液可以溢流至此，待處理能力允許時再由臥式泵送至濃密機式原液槽處理。

(4)在硫化反應前端增設硫化預處理槽，利用硫化鈉處理亞砷酸還原終液中的銅。

管線如圖2。

圖2 改造后的管線

4 改造效果

(1)外單位送液通過混液槽后充分混合，確保廢酸酸液重金屬離子濃度均勻，同時泵出口增設酸濃濃度計，為崗位人員監控廢酸酸濃變化提供了參考依據，同時酸濃信號也接入了儀表室的監控畫面，儀表操作人員也可以根據酸濃顯示的變化，對硫化反應的ORP[6]設定值進行初步的調整，確保硫化反應效果。

(2)原液槽底部積泥由單隔膜泵打至臥式壓濾機處理，減少了進入廢酸系統的泥漿量，同時硫化預處理減少了廢酸原液中的部分銅元素，這些都使硫化反應過程中產生的銅砷濾餅的量大大減少，提高銅砷濾餅中砷的含量，減少了砷的循環處理量，減少了成本消耗。

(3)因濃密機式原液槽底部為架空結構，可以避免出現滲漏時難以發現的問題。并且其他原液槽液都為該濃密機式原液槽溢流液，其他原液槽均不易出現底部酸泥淤積，提高其緩沖能力。按新原液槽正常50%液位控制，則整個系統實際緩沖空間為1084.24m3，高于現在1025m3的緩沖能力，且酸泥清理工作量較小。

5 結束語

隨著工廠產能的不斷擴大及對環保要求的進一步提高。在原有場地空間受限的條件下。對原有設備的管線進行改造，深度挖掘系統潛力，提高了工藝處理能力，穩定工藝處理中的各項指標參數，是減輕生產強度，節約單耗成本，確保環保指標的一種可行性方法。

[1]魏海彬.混凝技術優化冶煉廢水處理的應用實踐[J].銅業工程，2007(3):29－31.

[2]余磊，余翔.廢酸處理分步硫化淺析[J].江西冶金，2003，23(3):13－17.

[3]劉昌勇.貴溪冶煉廠亞砷酸生產工藝[J].有色冶煉，1988(2):8－10.

[4]牛鳳奇，紀銳林，朱義年，等.地下水砷污染的研究進展[J].廣西輕工業，2007(4):85－86.

[5]陳述文，馬振聲，董運樵，等.高效濃密機的應用現狀及前景[J].冶金礦山設計建設，1997，29(1):48－51.

[6]陳韜，彭永臻，田文軍，等.ORP檢測在水處理中的應用[J].中國給水排水，2003(19):20－22.