铜冶炼烟气制酸净化污水零排放

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1、铜冶炼烟气制酸净化污水零排放烟台鹏晖铜业有限公司王举良张均杰摘要：炼铜密闭鼓风炉改为侧吹炉后，进入制酸转化工序烟气中的SO2浓度由5%提高到7%以上，硫酸产量高，制酸烟气带入的水量小于成品硫酸带出的水量，为制酸净化污水全部利用创造了有利的条件，原外排的中水经过处理后全部返回到净化工序使用，实现了污水零排放。关键词：炼铜烟气；硫酸；净化污水；零排放烟台鹏晖铜业有限公司始建于上世纪70年代，1995年新建了一套铜冶炼及配套的烟气制酸系统。冶炼采用密闭鼓风炉熔炼－连续吹炼炉吹炼工艺，制酸采用绝热增湿稀酸洗涤净化－两转两吸工艺。硫酸工艺流程

2、图见图1。图1硫酸工艺流程图烟气制酸净化工序产生的污酸送污水处理工序处理（净化产生的废液称为污酸，污酸处理后的废液称为污水），加入硫化钠，其中的砷、铜等重金属离子生成难溶的硫化砷、硫化铜沉淀，经过浓密机、压滤机分离，上清液采用电石渣—硫酸亚铁工艺中和处理后达标排放。虽然该工艺处理后的污水能够达标排放，但仍存在浪费水资源、排放的水中含有害杂质对环境造成污染等问题。1污酸处理工艺7制酸系统净化工序采用空塔－填料塔－二级间冷器－二级电除雾绝热增湿稀酸洗涤工艺，洗涤介质为稀硫酸。由于稀硫酸洗涤烟气后杂质含量和酸浓不断升高，需抽出一定数量处理

3、，再补充新水，以保证净化指标。污酸在沉淀槽沉降后上清液自流到污酸贮槽，再送到污水处理工序。污酸中含As3+、Zn2+、Cu2+、F-、Pb2+等离子，用泵送至Na2S反应槽与Na2S溶液充分反应，然后经过1#浓密机，底流至1#压滤机压滤，滤饼（硫化砷）送相关单位处理，滤液返回1#浓密机。1#浓密机的上清液溢流入中和槽，与硫酸亚铁、电石渣液反应，经过两级曝气后进入2#浓密机，底流经压滤机压滤，滤液和浓密机上清液外排，滤渣外销。含砷低的污酸则不经过Na2S反应槽而直接在中和槽与硫酸亚铁、电石渣液反应，曝气后进入2#浓密机过滤后排放。污酸

4、处理工艺流程图见图2。图2污酸处理工艺流程图2制酸净化污水零排放的条件公司原铜熔炼采用密闭鼓风炉，由于炼铜烟气中的SO2浓度低，硫酸产量低。制酸烟气带入的水量大于成品硫酸带出的水量，没能实现制酸净化污水零排放。2007年密闭鼓风炉改为侧吹炉后，进入转化工序的烟气中的SO2浓度由5%提高到7%以上，制酸烟气带入的水量小于成品硫酸带出的水量，为实现制酸净化污水零排放创造了有利条件。2.1制酸净化污水零排放的依据7实现制酸净化污水零排放要具备以下条件：（1）制酸烟气带入的水量小于成品硫酸带出的水量；（2）制酸烟气带入的杂质量与污水处理工序

5、液固分离出来的杂质量平衡；制酸净化污水零排放，少量杂质在内部循环，只要回用水不影响净化指标，可适当放宽污酸处理标准。根据制酸净化工序对洗涤液的不同要求，洗涤液从后往前串，间冷循环槽洗涤液串到填料塔循环槽，填料塔循环槽洗涤液串到空塔循环槽，在间冷循环槽补充外工序来的水。2.2制酸系统的水平衡侧吹炉和连续吹炼炉产烟气量合计34472m3/h，烟气中含水3.277t/h。系统改造后可产98%硫酸18.555t/h，其中含水包括游离的水和与三氧化硫结合的水，生产98%硫酸则需水:18.555×（1-0.98）+18.555×0.98×18÷

6、98=3.711t/h侧吹炉和连续吹炼炉烟气带入制酸系统的水量为3.277t/h，制酸系统生产98%硫酸需要的水量为3.711t/h，，需水量大于带入制酸的水量。制酸系统需要补充的水量为：3.711-3.277=0.434t/h生产98%硫酸能够保持制酸净化工序循环稀酸量不增加。2.3净化工序和污水处理工序的水平衡实际生产过程中，净化工序污酸产量（含水量）为20.000t/h，经过污水处理工序处理后返回净化工序的回用水量为19.500t/h，需补充新水0.934t/h。净化工序水量平衡见表1。表1净化工序水量平衡t/h项目入水量项目

7、出水量冶炼烟气3.277产品硫酸3.711回用水19.500产出污酸20.000补充新水0.934合计23.711合计23.711污水处理（冲电石渣、配硫化钠溶液、配硫酸亚铁溶液）用水3.500t/h，这部分水与净化污酸一起处理，然后返回污水处理工序。污水处理过程中水损耗（蒸发和渣带走）为0.500t/h。污水处理工序水量平衡见表2。表2污水处理工序水量平衡t/h项目入水量项目出水量7污酸中的水20.000返回净化的回用水19.500污水处理用水3.500返回污水处理用水3.500合计损耗23.500合计0.50023.5002.4

8、改造后的水回用改造后的水回用工艺图见图3图3改造后的水回用工艺图净化工序循环槽补充水一般情况下是从间冷循环槽补充；硫酸亚铁配制槽、硫化钠配制槽、电石渣配制槽是污水处理工序用水。2.5污水闭路循环使用时杂质的流向及分布污酸采用硫化钠－电