[发明专利]一种污酸的绿色利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金、化工领域。具体涉及一种污酸的绿色利用方法。

背景技术

在铜、铅、锌冶炼过程中会产生大量的烟气，包含大量的SO₂以及一些有害金属成分。从环保和综合利用角度出发，绝大多数铜、铅、锌冶炼厂都建有二转二吸制酸系统，实现烟尘回收与SO₂烟气制酸。但是在此过程中会产生大量含重金属的强酸性废水，简称污酸。污酸成分复杂；酸度高、成分复杂，除含有质量分数在1～4%之间的H₂SO₄外，还含有砷、镉、铅等多种重金属；且重金属浓度高且波动大。

目前，对污酸处理主要有硫化法、硫酸亚铁-石灰法和生物制剂这三种方法。硫化法是用可溶性硫化物与重金属反应，生成难溶硫化物，将其从污酸中除去。由于硫化渣中砷、镉等含量大大提高，此方法在去除污酸中有毒重金属的同时实现了重金属的资源化。可是，硫化法去除砷、镉的效果不太显著，处理后的污酸中砷含量有的达到100 mg/L，不能达到GB25466-2010《铅、锌工业污染物排放标准》。硫酸亚铁-石灰法是用石灰中和污酸并调节pH值，利用硫酸亚铁中的铁能与砷生成难溶盐、铁的氢氧化物具有强大的吸附和絮凝能力的特性，达到去除污酸中砷、锌等有害重金属的目的，在此过程中氟也能同时被去除。硫酸亚铁-石灰法处理污酸产生的渣量很大，砷等重金属在渣中呈稀散分布。并且消耗大量的石灰，生成的石膏不易提取，且纯度不高，造成资源浪费。生物制剂法对处理含汞污酸中的汞和砷效果明显，很难兼顾到污酸中大部分重金属处理，并且该工艺流程长，生物制剂成分复杂，成本较高。

与本发明直接相关的现有技术是：2010年10月13日，中国发明专利公开CN101857203A，公开了“一种重金属污酸综合回收利用工艺”。是将含铜、砷等杂质的污酸经硫化、浓缩除杂，提高酸浓度后进行回收利用的方法，其特征在于将含杂质的稀硫酸送入硫化槽进行硫化脱杂，固液分离后，清液再进行单效或多效浓缩，经浓缩后的稀酸中部分杂质又形成结晶从酸液中分离出来。此方法可以实现稀酸的再利用，稀酸得到资源化，可是可溶性硫化物与重金属反应，生成难溶硫化物的难度很大，并且具有不确定性，连同后面的单效或多效浓缩，此工艺的可控性都很差，不具有实际意义。

此外，2011年7月6日，中国发明专利公开号CN102115270A，公开了“一种金属冶炼制酸所产生的污酸处理方法”。是采用硫酸亚-石灰中和法处理金属冶炼烟气制酸所产生的污酸，包括硫化、中和步骤，其特征在于：所述的中和步骤中所用的中和剂为采用电石泥制成的电石泥中和剂浆液。本发明针对硫酸亚铁-石灰中和法在工业化应用中存在中和剂的钙质材料石灰消耗量大、处理成本较高的问题进行改进，充分利用电石渣中有效氧化钙含量高的特点，作为钙质材料替代石灰使用，大大降低成本，实现了利用废渣治理废液的环保效果，为电石泥的使用开辟了一条新途径，达到了“以废治废”的目的。此方法产生的渣量很大，消耗大量的电石泥中和浆液同时生成的石膏不易提取，工业流程长，且造成资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服传统工艺中存在的上述不足，而提出一种污酸的绿色利用方法。该方法对铜、铅、锌等有色金属硫化矿火法冶炼的SO₂烟气制酸系统净化工序所产生的富含重金属离子的酸性污水进行处理的工艺。工艺流程短，成功地将污酸中的硫酸转化为七水硫酸锌，不仅减少了传统方法处理污酸的成本，而且具有经济效益和良好的运用前景。

本发明采用的技术方案如下：一种污酸的绿色利用方法，工艺步骤如下：

（1）污酸引入中和槽，先化验污酸中的重金属离子浓度，往中和槽中加入一定量的氧化锌粉，氧化锌粉加入量为中和污酸中的硫酸所需理论质量的1～2倍，不断搅拌，并控制中和槽的pH为4～6，温度为40～45℃；反应完全后，反应物料经压滤机压滤；

（2）经压滤机压滤后的中和渣送下一段工艺回收其中的Pb、Zn等有价金属；中和后液引入净化槽；

（3）待中和后液进入净化槽后，加热，并控制恒温为45～50℃；往净化槽中加入锌粉，加入锌粉的量为置换污酸中的铅、镉、铜离子所需理论质量的2～4倍，不断搅拌使其充分反应；

（4）再经压滤机压滤后得净化渣；净化渣送下一段工艺回收其中的镉、铜、锌等有价金属，净化后液引入沉砷槽；

（5）净化后液进入沉砷槽后，向沉砷池中加入硫酸亚铁，加入硫酸亚铁的量为沉砷理论量的5～20倍，加工业氢氧化钠调节沉砷槽pH为8～9，沉砷槽温度控制为60～70℃，待反应1～2h后，通过压滤机进行固液分离；