淺談銅冶煉系統(tǒng)酸性廢水處理和利

陳科余(杭州富春江冶煉有限公司 311407)

引言：

我國是金屬資源大國，每年國家金屬生產量都處于世界前列，在我國十二五發(fā)展規(guī)劃中，國家對銅冶煉的生產和消耗能力都非常巨大，國家冶銅產量已經超過了420萬噸。尤其是近年來，我國冶煉行業(yè)在政策支持和引導的作用下，已經發(fā)展初具規(guī)模，很多大型冶銅企業(yè)擁有了銅制品對外出口的能力，在冶銅企業(yè)不斷發(fā)展的同時，在經濟增長的同時，冶銅企業(yè)所排放的酸性污水對地表徑流以及地下水資源造成了嚴重的影響，尤其對城市引用水資源安全造成了嚴重的威脅。國家在加強對金屬冶煉企業(yè)污染整治力度的同時，鼓勵金屬冶煉企業(yè)不斷提升污水排放治理方面的科技研發(fā)，要求也同企業(yè)通過對污水處理設施進行技術改革形成污水“零排放”的標準，實現生態(tài)環(huán)境與社會經濟發(fā)展的共同進步。冶銅系統(tǒng)酸性污水處理和利用在當前都屬于重要研究課題，需要對冶銅金屬酸性污水的處理方法進行系統(tǒng)性研究。

一、冶銅企業(yè)酸性污水來源情況概述

冶銅企業(yè)在進行金屬冶煉的過程中會排出具有一定酸性的污水，污水主要是由于煙氣在進行降溫洗滌時，與水融合進行稀釋，形成具有酸性的污水。這類煙塵中含有一些重金屬物質，并且在與冷卻水進行融合后，煙塵中的酸性物質會與水進行充分融合，形成稀酸，而重金屬粉塵會在酸性污水中被溶解，尤其是活躍金屬與酸性污水的融合會產生嚴重的重金屬污染，根據我國某河道水質監(jiān)測站對銅冶煉企業(yè)排放的污水進行成分分析，其中主要成分有（mg）Cu15，Pb152，Zn258，H2SO4 等。

另一方面，銅冶煉廠的轉爐吹動渣需要使用大量的冷卻水進行處理，冷卻水與轉爐吹動渣進行接觸的同時會將其中含有重金屬成分的部分直接帶入污水并排放出去，這就使得冷卻水中含有大量的重金屬物質（mg），如 Cu0.8，Pb1.7，Zn1.63，As0.3。

銅冶煉企業(yè)的冶煉過程中需要使用電解質溶液，用于蒸發(fā)和濃縮吊銅處理，在冶煉銅的過程中就會將含硫氣體與冷卻水進行融合，形成硫化氫蒸汽，而這類蒸汽在通過冷凝的過程中會直接形成硫酸溶液，硫酸溶液與相對活躍的金屬成分能夠充分融合，并且發(fā)生化學反應，使冷凝水排放過程中表現出明顯的酸性，并且冷凝水中含有大量的金屬元素。

此外，自然雨水在流經銅冶煉廠區(qū)的同時，也會對銅冶煉原料中的銅、鋅等金屬元素進行沖刷，并且通過廠區(qū)雨水以及排污系統(tǒng)進入污水管道，很多銅冶煉過程中產生的金屬煙塵也會隨著雨水直接進入下水道中，使冶銅廠區(qū)的自然降水中含有大量的金屬雜質。

銅冶煉廠中的銅陽極板在使用冷卻水沖洗的過程中也會使陽極板中的重金屬被沖刷至水循環(huán)部位，在銅冶煉廠污水未經過集中處理的情況下，會造酸性污水中含有大量重金屬元素的外流，對河道以及外界生態(tài)環(huán)境造成巨大的威脅。

二、也同企業(yè)酸性污水處理和利用方法探究

（一）、冶銅區(qū)域水循環(huán)系統(tǒng)配置

在冶銅企業(yè)進行銅冶煉的過程中，需要根據冶銅工藝的需求，在廠區(qū)內設計和安裝不同功能的水循環(huán)系統(tǒng)，并且對水循環(huán)系統(tǒng)的使用功能進行有效區(qū)分。如廠區(qū)內的冷卻水系統(tǒng)需要水系統(tǒng)調節(jié)設備，才能間接通過冶煉爐和冶煉機械設備，對冶銅進行降溫處理，而所有水循環(huán)排放系統(tǒng)需要集中在一個相對密閉的區(qū)域內，防止污水不經過處理直接排入大自然中。

冶銅系統(tǒng)污水處理設備主要包括以下幾個部分：1、冶銅熔煉爐冷卻水循環(huán)系統(tǒng)；2、含硫煙塵以及稀硫酸稀釋排放循環(huán)系統(tǒng)；3、二氧化硫以及稀硫酸冷卻水處理系統(tǒng)；4、冶煉爐降溫排風機和冷卻水驅動動力供應系統(tǒng)；5、機械冷卻水余熱處理水循環(huán)系統(tǒng)；6、電解質水源冷卻系統(tǒng)。這些水循環(huán)系統(tǒng)都具有獨立的使用功能，在也冶銅設備冷卻機組的使用過程中，對冷卻水的分類循環(huán)以及集中處理都具有一定的影響。

（二）、做好水循環(huán)排放要求

循序用水就是按用水點對水質的要求，先將水供給水質要求高的用水點，使用后直接或略加處理后再送給對水質要求低的用水點，達到節(jié)約用水，一水多用 的目的。銅冶煉過程中，清循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是對水質要求高的用水點，而濁循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是對水質要求低的用水點。還有硫酸工藝用水、銅電解工藝用水、環(huán)境集煙脫硫工藝用水、道路沖洗用水、綠化用水等都為水質要求低的用水，因此，都可用清循環(huán)開路水進行二次利用。

（三）、金屬廢水的歸類處理

對于冶銅系統(tǒng)排放費的酸性污水需要進行歸類處理，按照污水來源的不同以及其中含有金屬物質的不同采取適當的污水處理措施。

1）酸性實驗室污水。

2）循環(huán)利用的冷卻水系統(tǒng)、陽極板冷卻水以及熔煉渣沖渣暫緩冷卻水循環(huán)二級系統(tǒng)，需要對污水形成閉合循環(huán)過程，防止污水的外排。

3）電解質溶液污水與冷卻水，首先需要對其中的電解質成分進行分解，減少電解質對其他金屬成分的干預，并且設計電解質污水采用集中排出的方法；

（四）、重金屬污水回收與利用

污酸處理過程中的硫化鈉加入量根據污酸中含砷量多少而變化。因此，處理后的中水含有大量的鈉離子，并以硫酸鈉的形態(tài)存在。該中水只能用于熔煉渣沖渣之用。沖渣循環(huán)水在接近100℃狀態(tài)下被硫酸鈉飽和后析出的結晶硫酸鈉進入水淬渣而開路。

由于道路沖洗及初期雨水中水水質較好，僅含有微量重金屬及鈣 ，因此，可代替清循環(huán)冷卻水系統(tǒng)開路的二次利用水進行利用，作為銅陽極板澆鑄循環(huán)冷卻補充水、銅電解工藝用水、硫酸工藝充水、環(huán)集脫硫工藝水、熔煉渣沖渣及轉爐渣緩冷循環(huán)冷卻補充水等，在利用該中水時，對清循環(huán)開路水在二次利用水集水池集中外排。

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