[发明专利]一种重金属冶炼烟气制酸系统污酸的净化方法

说明书

 

技术领域 

本发明涉及冶金领域中的废水处理过程，特别是重金属冶炼烟气制酸系统污酸的净化方法。

 

背景技术  

随着重金属铜、铅和锌等产量的日益增加，熔炼或焙烧过程产出大量的含二氧化硫的烟气，现在广泛采用的处理方法是将其制备成硫酸。含二氧化硫烟气制酸前用稀酸或水洗涤时，会产生含有稀硫酸、矿尘、氟、氯和砷等有害杂质的污酸，当酸度和杂质超过一定的范围时，污酸需要净化处理。目前文献报道的污酸处理的方法主要是中和法、沉淀法、硫化法、生物法和膜分离方法等，污酸经过处理后排放。国内广泛使用的污酸处理方法有石灰中和法、铁盐沉淀法和硫化法三种，这些方法不是单一使用，往往是多种方法结合在一起，如石灰—硫化法和石灰—铁盐法等，才能达到理想的污酸处理效果。

中和法则使用石灰、石灰石或电石泥等价格便宜的固体物中和污酸中的硫酸，为了强化石灰中和的过程，工业生产上往往分为多段中和沉淀，如典型的三段逆流石灰法等（屈娜,贵冶硫化中和法除砷工艺探讨.铜业工程,2009,(2): 16~20.）。石灰中和法是目前国内应用最广泛也是最基本的污酸处理工艺，通常用来处理砷含量较低的酸性废水，对于含砷较高的污酸，为了强化除砷效果，加入铁盐以加速砷的脱出，为了加速沉淀分离过程，加入氧化剂以提高除砷效果，通常采用的氧化剂有漂白粉、高锰酸钾、次氯酸钠和双氧水等。这种方法操作简单、处理成本低，但是投资费用高、、水硬度高、固液分离困难，设备维护成本高，废渣难以处理，易于造成二次污染。硫化法则是向污酸中加入硫化钠、硫代硫酸钠或其他有机硫化物使As、Cu、Pb、Zn和Cd等重金属生成硫化物沉淀，硫化法处理后的污酸，再经过石灰中和处理后达标排放。该方法对处理重金属含量高的污酸尤其具有优越性，但是生产过程硫化物沉淀可以易形成胶体，且会产生硫化氢气体，污染环境。铁盐沉淀法是向污酸中加入硫酸亚铁，同时加入氧化剂进行氧化使砷以砷酸铁形式沉淀，主要用来处理含砷较高的污酸，具有沉淀迅速、除砷效率高等特点，但是存在铁盐用量大、废渣难以有效处理的问题。

目前，工业生产上往往是多种方法联合使用（王吉坤,冯桂林.铅锌冶炼生产技术手册.北京,冶金工业出版社, 2012,1169～1187. 刘宁波,龙钦,李云新.一种金属冶炼烟气制酸所产生的污酸处理方法.发明专利,申请号:200910226787.2,2009年12月31日.），但是本质是用石灰中和污酸中的稀硫酸，再通过其他化学试剂来脱除重金属杂质。这些的污酸处理工艺存在两个共同的问题：一是污酸处理产出大量含有重金属的石膏废渣，造成了废酸中的硫酸和重金属的浪费，而且带来了废渣堆放和处理的难度。二是污酸经过处理后达标排放，但是无法实现废水循环利用。针对这两个问题，理想的污酸处理方法，既要达到污酸处理的这些目的，又能使处理后的废水完全返回生产系统，所以，开发合理和有效的污酸处理办法尤为迫切。

鉴于传统处理方法存在的缺点，中国专利200910227594.9和ZL201010187763.3提出用铅锌冶炼企业收集的得到的烟灰作为中和剂，将污酸中和至pH=4.5～6.0，压滤后渣返回铅冶炼系统，溶液送锌冶炼系统或作为回收硫酸锌的原料（李卫峰,蒋丽华,赵波.从废硫酸中再生回收硫酸的方法.发明专利,专利号:ZL200910227594.9,2011年6月29日.赵传和,夏胜文,狄聚才,许柯.铅、锌冶炼烟气制硫酸系统排出的废酸水的处理方法.专利号: ZL201010187763.3,授权日期:2011年12月14日.）。虽然该工艺利用烟灰有效地处理了污酸中的低浓度硫酸，但是存在几方面问题，第一方面，由于其采用的原料为含PbO和ZnO总含量不小于80%的烟灰，产出的溶液需要庞大的湿法炼锌系统作为配套，第二方面，将污酸中砷、锑等杂质离子带入了湿法炼锌系统，给后处理系统的溶液净化带来压力，第三方面，整个污酸净化过程难以有效控制其反应程度，且处理过程产出的水溶液不能返回使用，这些缺点严重制约该技术的推广应用。

发明内容  本发明的目的是提供一种能有效地净化重金属冶炼烟气制酸过程的污酸，且过程无三废排放的处理方法。

为达到上述目的本发明采用的技术方案是：含铅物料经过筛分后，在碱性溶液中鼓入空气控电位氧化预处理，反应完成后过滤，溶液循环利用，预处理后的含铅物料加入到含有催化剂的污酸中，反应一段时间后控制电位加入适量氧化剂，反应完成后过滤，沉淀渣返回铅冶炼系统，净化后溶液返回烟气洗涤过程，达到了污酸净化的目的，