铜冶炼污酸处理技术现状及发展趋势

（大冶有色设计研究院有限公司，湖北 黄石 435005）

2017年，针对铜冶炼行业投资盲目快速增长、低水平扩张等问题，国务院领导做出了重要批示，中央采取了一系列宏观调控和加快产业结构调整的措施。环保部门对现有铜冶炼企业执行环保标准情况进行监督检查，对达不到排放标准或超过排污总量的企业决定限期治理，治理不合格的，应由地方人民政府依法决定给予停产或关闭处理。

1 铜冶炼污酸处理技术的现状

国内大部分的铜冶炼厂所使用的传统污酸处理技术的过程主要为：除铅的过滤、硫化、石膏的制取以及石灰-铁盐法，最后实现废水的达标排放。这一工艺的起源是在20世纪80年代左右，这套传统工艺在我国铜冶炼发展史中占据了重要的历史地位。随着我国对于环境保护的重视和提倡，国家对于金属工艺企业的环保要求正在逐步提高，这也正好弥补了我国铜冶炼行业环保方面存在的漏洞。传统的铜冶炼污酸处理技术不能确保污水排放的稳定达标，根据我国最新出台的金属工业排放标准要求，有色金属工业最终排放的废水中砷的含量不能大于0.5mg/L；传统铜冶炼污酸处理技术的工艺流程较长，这就给管理控制造成了一定的困难，同时增加了每个环节废水金属含量超标的风险；另外，传统的铜冶炼污酸处理技术的施工成本较高，过程中硫化钠的消耗量特别大，因此，如果废水不达标再补救时的损失会更大；传统的铜冶炼污酸处理技术中有硫化的过程，该过程中会产生硫化氢，这一种有毒气体，一旦发生泄漏会危害到人身生命安全。企业为了适应国家的最新环保要求，需要积极的对传统铜冶炼污酸处理技术进行进一步的升级和创新。

2 铜冶炼污酸处理技术的发展

（1）高效硫化处理。传统的硫化法处理污酸、污水的过程中会产生很多的难溶性硫化物，这些过程产物即使在强酸的条件下也不容易溶解。最后形成的污酸成分十分复杂，其中含有许多有毒的重金属，这就需要企业对污酸处理传统工艺进行升级和改造。

10月30日，由兰州山水环保科技有限责任公司最新研发的高效硫化反应器研制成功。高效硫化反应器是兰州山水环保科技有限责任公司针对有色金属冶炼厂制酸装置排出污酸废水中重金属离子去除达标难题而研制的一项新设备，实现了有色冶炼厂污酸废水处理技术的重大突破。该技术和设备已经通过小型试验验证，效果良好。经过小型试验验证，在使用兰州山水环保科技有限责任公司研制的高效硫化反应器替代传统处理污酸工艺中的硫化塔后，在保持传统污酸处理工艺中其他设施不变的情况下，其优点主要体现在以下五个方面：第一、极大的降低了硫化钠的消耗，从而降低了企业的成本，减少了设备的安装功率；第二、可以确保工艺流程最终的废水排放可以稳定的达到国家环保技术要求；第三、过程产物中所含的重金属离子在国家环保标准要求以下，能够视为正常工业废物进行处理；第四、提高了硫化氢的利用率，避免了硫化氢泄露的风险，使整个工艺流程更加的安全可靠；第五、新设备占地较小，其安装过程也十分的方便，满足了企业的可持续发展要求。由此可见，该技术设备的应用可以帮助企业达到国家环保标准要求。

（2）氟、氯等元素的深度处理。在酸性环境下，污酸中存在的氟离子具有很强的氧化性，假如水中的氟离子浓度过高，就会对设备、管道、套餐以及玻璃等材料造成一定程度的腐蚀破坏。通常情况下，各种金属以及合金表面存在保护膜，氯离子具有很强的活性，污酸中大量存在的氯离子会使保护膜受到破坏，导致管道出现裂缝，随即外面的腐蚀性离子进入到管道中，加大了管道的腐蚀程度。

铜冶炼的基本原则是：第一、着力于克服硫化钠法处理污酸的缺点，实现污酸低成本、稳定化处理工艺；第二、着力于实现污酸中氟氯离子的高效脱除，奠定污酸废水回用的基础；第三、着力于实现污酸、铜烟尘中砷的资源化、无害化处置；第四、着力于结合云铜电解的特点，研究电解液中砷的脱除技术。这“四个着力点”是解决铜冶炼企业生存与提质增效关键问题的有效途径，可为整个铜冶炼过程中砷治理系统化提供技术支持。

11月14日，云南铜业（集团）有限公司在总厂召开铜冶炼环保技术研讨会，赛恩斯公司重点汇报了总厂“冶炼污酸梯级硫化及氟氯脱除技术研究”项目的阶段进展情况，介绍了中南大学在污酸废水资源化治理与回用新技术、重金属废水生物制剂深度处理与回用技术、采选废水生物制剂协同氧化新技术、含砷固废治理与利用技术等四个方面的研究成果。企业要结合目前项目进展情况，总结完善现有工作经验，推进项目平稳进行；要以“四个着力点”为方向，寻找双方新的合作点，包括铜烟尘中砷的资源化、无害化处置，电解液中砷的脱除技术研究等；在条件具备时，将改造铜现有工艺和生产有机嫁接；要结合总厂搬迁时机，开展进一步的研究与合作，为未来搬迁工艺选择提供新思路[1]。

（3）石灰-铁盐法。石灰-铁盐法是目前国内进行铜冶炼污酸处理最常见的方法之一，此方法具有良好的去除效果、保证了铜冶炼废水排放可以达到国家的相关标准，同时还具有操作方法简单、企业投资成本小、整体工艺运行费用较低的优点。然而，传统铁盐法工艺流程会产生大量的工业废渣，使其中的有价元素没有得到充分地利用，在酸性的污水环境中，一部分两性金属氢氧化物将会复溶。因此，企业应该积极进行工艺的升级和创新。

除去铜冶炼过程中产生的废水的有害物质，使之达到排放标准或可以回收利用就是铜冶炼污酸处理的最终目的。铜冶炼废水包括冲渣废水、冶炼烟气洗涤和制酸产生的含铜、锌、砷、氟等离子的酸性废水。冲渣废水经沉淀后循环使用。硫酸厂废酸处理设备排出的污酸和地面排水，含酸量高，并含有砷、氟和重金属离子，一般采用化学沉淀法处理。其中以氢氧化物沉淀法应用最广，其次为硫化物沉淀法，也有两法相结合的。废水经均化池后先投加石灰石粉末调节pH值至3.5以上，使大部分硫酸生成石膏，大部分氟生成氟化钙，并沉淀分离。然后投加硫酸亚铁除砷，加硫酸铝除氟。当水中含Fe2+时，投加石灰乳，控制pH7～8曝气，使其氧化成Fe3+，继续投加石灰乳至pH9～10，加适量凝聚剂，和其他重金属离子一道，成为金属氢氧化物沉淀除去[2]。

综上所述，基于高效硫化处理、氟氯等元素的深度处理以及石灰-铁盐法三个铜冶炼污酸处理技术的发展方向，可以有效的提高企业铜冶炼污酸的处理能力，符合国家最新发布的企业环保要求。

随着国家对铜冶炼行业进一步监管，企业的环保技术需要进行升级和创新，从而满足社会的发展需求，实现企业的可持续发展。

[1]凤世林. 有色冶炼污酸资源化处理技术的试验及应用研究[D].昆明理工大学,2016.

[2]吴清茹. 中国有色金属冶炼行业汞排放特征及减排潜力研究[D].清华大学,2015.