冶炼烟气制酸净化污酸分段脱铜脱砷技术改造
陈鑫;李文勇;李海峰;邵旭荣;李树云
【摘 要】介绍了中铝东南铜业有限公司铜冶炼污酸处理工序改造情况.原污酸处理工序采用一次性脱铜脱砷工艺.在实际生产过程中,污酸原液铜含量异常超高时会导致硫化滤饼中的铜含量超高,造成铜流失且增加滤饼处理费用.通过对系统实施技术改造,对污酸进行脱铜后脱砷,改造后能够有效地回收污酸中的铜,产生较好的经济效益. 阳性反应
【期刊名称】比重单位《硫酸工业》
【年(卷),期】银川市商业银行2019(000)004
【总页数】3页(P27-29)
【关键词】铜冶炼;污酸;脱铜;脱砷
【作 者】陈鑫;李文勇;李海峰;邵旭荣;李树云
【作者单位】中铝东南铜业有限公司,福建宁德351000;中铝东南铜业有限公司,福建宁德351000;中铝东南铜业有限公司,福建宁德351000;中铝东南铜业有限公司,福建宁德351000;中铝东南铜业有限公司,福建宁德351000
容桂中学
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ111.16
铜冶炼过程中会产生大量的污酸，其中含有砷、铜等金属离子[1-3]。中铝东南铜业有限公司废酸处理工序原设计采用硫化法处理工艺一次性脱铜脱砷，然后送至废水处理工序进行石膏中和处理。 硫化法处理工艺主要流程见图1。
图1 原设计工艺示意图
将来自硫酸净化工序的废酸储存于原液储槽，由原液泵打入硫化氢反应槽，并加入 Na2S溶液在搅拌的情况下进行充分反应。反应后液体流入硫化浓密机进行沉降分离，浓密机中
的上清液进入硫化滤液槽，并用泵送至废水处理站；浓密机底流主要是硫化反应生成的 CuS和As2S3 等，通过硫化压滤机给液泵打入硫化压滤机进行固液分离，滤液返回硫化浓密机，滤渣暂时送至硫化滤饼库堆存。硫化氢反应槽、硫化浓密机、硫化滤液槽等设备逸出的含H2S有害气体通过管道用风机集中送至尾气吸收塔底部，与自上而下喷淋的 NaOH 溶液反应，反应后的气体通过排气筒排入大气。
在这过程中重要的是要通过设定合理的ORP值控制硫化钠添加量及相应的硫化氢气体生成量，使大部分Cu，As等与硫化氢反应生产CuS，As2S3等金属沉淀物。
反应方程式如下：
Na2S+H2SO4Na2SO4+H2S
Cu2++H2SCuS↓+2H+
2HAsO2+3H2SAs2S3↓+4H2O
As2O3+3H2SAs2S3↓+3H2O
但在实际生产过程中，由于熔炼工艺操作控制的关系，烟气中的重金属含量偶有偏离设计指标的情况，尤其是熔炼工艺调整，电收尘器运行不稳定时，烟气成分波动较大，废酸中铜、砷等指标易出现异常。采用原设计的一次脱铜脱砷工艺处理铜含量较高的废酸时，硫化滤饼中铜含量较高，含铜高的滤饼作为危废处理，金属铜损失增加，滤饼量增大会增加处理费用。
因此，针对实际生产中存在的问题，需要对原设计的一次脱铜脱砷工艺进行优化改造，在废酸中铜含量异常时采用分步硫化的方法，实现铜、砷的分步沉淀分离，防止铜大量流失，增加经济效益。
1 装置现状分析
1.1 原设计的基本条件
原设计净化工序排至污酸处理工序的污酸量为798 m3/d，污酸条件见表1。
表1 进入污酸处理工序的污酸设计条件 项 目CuZnAsFH2SO4ClSbBi质量流量/(kg·d-1)601.071 281.464 209.141 757.4495 445.0051.87214.9483.25质量浓度(mg·L-1)753.221
605.845 274.612 202.31119 605.0065.00269.35104.32
原设计硫化反应产生的滤饼主要成分见表2。
表2 硫化滤饼主要成分 w，%H2OCuSAsCdCr49.102.8519.926.460.675 80.539 6
1.2 正常生产情况下指标
正常生产状况下进入废酸处理工序的废酸成分和硫化滤饼主要成分分别见表3和表4。
表3 正常生产状况下废酸条件(ρ) mg/LCuZnAsFH2SO4PbCdNi127.6040.782 39919.4699.385.446.840.15
表4 正常生产状况下硫化滤饼主要成分 w，%H2OCuSAsCdCr51.980.5323.4722.33——
1.3 生产异常情况下指标
生产异常情况下(取2018年12月3日到10日数据)废酸和硫化滤饼主要成分分别见表5和表6。
表5 生产异常情况下的废酸条件(ρ) mg/LCuZnAsFH2SO4PbCdNi3 855399.363 717.539.6787.3036.3578.691.23
表6 生产异常情况下硫化滤饼主要成分 w，%H2OCuSAsCdCr51.1212.2218.6216.13——
从以上指标可以看出：废酸指标正常情况下，采用一次脱铜脱砷的处理工艺，硫化滤饼中铜含量较少，砷含量相对较高，硫化滤饼作为危废委托有资质的单位处理是符合实际的。
石英岩
如果熔炼烟气指标控制异常，废酸中铜、砷含量异常，特别是铜含量异常升高时，采用原设计的一次脱铜脱砷工艺，就会造成硫化滤饼中铜含量过高。如果这部分异常滤饼按照危废处理，造成大量铜金属损失，同时滤饼产量增大，增加了滤饼处理费用。如果这部分异常滤饼返回熔炼配料，铜能有效回收，但大量的砷返回到熔炼系统再无效循环，增加生产成本。
因此，很有必要对现有的一次硫化脱铜脱砷工艺进行适当的改造，在保留现有流程的基础上，增加相对独立的脱铜流程，在废酸中铜含量异常时采用分步硫化的工艺，达到铜滤饼与砷滤饼分开的目的。以硫化铜为主的滤饼返回熔炼系统配料用，以硫化砷为主的滤饼作为危废委外处理。
分步硫化反应的基本原理与一次脱铜脱砷是一致的，主要区别在于控制适宜的反应温度(50～70 ℃)和一定的ORP值，有选择性地分步进行硫化。具体步骤是：控制较高的OPR值，使铜优先沉淀，进行铜砷的分离；浆液进行过滤分离后，滤液再次进行硫化。控制较低的ORP值，使砷发生沉淀，从而实现铜、砷的分步沉淀。
2 改造内容
2.1 改造原则
根据生产运行情况，保持现有的一次硫化脱铜、脱砷流程不变，充分利用现有设备和管道，新增分步脱铜流程。
2.2 改造的主要内容
改造后的流程示意见图2。
图2 改造后工艺示意图私立大学
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议