CN103342429B - 一种污酸中的有价金属回收及处理回用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污酸中的有价金属回收及处理回用方法，包括在污酸中投加石灰和混凝剂，再通过沉淀膜分离后获得浓缩水和透过水；在浓缩水中投加石灰、混凝剂、次氯酸钠和氯化铁，然后进行固液分离，在分离出的上清液投加硫化钠和混凝剂，再对上清液进行沉淀固液分离，分离出的硫化铜废渣可进行配料冶炼，分离出的液体与透过水合并处理；在合并处理的废水中投加石灰和混凝剂，然后进行沉淀固液分离，再在分离出的液体中投加次氯酸钠、氯化铁和混凝剂，最后进行沉淀固液分离，制得用于回用或达标排放的废水。本发明对经过预处理的污酸通过纳滤处理、硫化回收和深度处理，有效的回收了废水中的有价金属，减少了危险废物的产生量，处理后的出水硬度较低，可以回用或达标排放。

Description

一种污酸中的有价金属回收及处理回用方法

技术领域

本发明涉及一种污酸中的有价金属回收及处理回用方法，用于有色金属冶炼污酸中有价金属的回收和处理回用，尤其适用于铜冶炼行业污酸中有价金属回收及处理回用。

背景技术

在有色金属冶炼过程中，高浓度二氧化硫烟气经收尘后送至制酸系统。制酸前需对烟气进行洗涤、净化，从而产生含有大约10％硫酸的污酸。在洗涤的过程中，烟气和烟尘中的砷、镉、铜、氟等污染物进入污酸，形成了高浓度的含砷、含镉、含铜、含氟的强酸性废水。目前，现有技术普遍采用石灰中和法、石灰-铁盐法处理污酸，处理后的污酸排放到废水处理总站继续深度处理。但是，由于投加了大量的石灰乳，使得出水的硬度过高，如果回用会造成处理设备、管道结垢堵塞。此外，有价金属元素都沉淀到了废渣中，同时产生了大量的含砷危险废物，如果不加以处理会造成严重的二次污染。污酸处理是有色冶炼企业环保工作的难点和重点，关系到企业的可持续发展。

发明内容

本发明提出了一种污酸中的有价金属回收及处理回用方法，以解决现有的污酸处理技术中存在的有价金属回收率低、废渣产生量大和废水处理后不能回用的问题。为此，本发明提出了如下的技术方案：

一种污酸中的有价金属回收及处理回用方法，包括：

在污酸中投加石灰和混凝剂PAM将所述污酸的pH值控制在1.5～2的范围，再通过沉淀分离、砂滤、保安过滤、超滤和纳滤后获得浓缩水和透过水，所述浓缩水作为有价金属回收的原水，所述透过水作为处理回用的原水；

在所述浓缩水中投加石灰和混凝剂PAM后，再投加次氯酸钠和氯化铁将所述浓缩水的pH值控制在3～3.5的范围，然后进行固液分离，在分离出的上清液投加硫化钠和混凝剂PAM，再对所述上清液进行沉淀固液分离，分离出的液体与所述透过水合并处理；

在所述合并处理的废水中投加石灰和混凝剂PAM，然后进行沉淀固液分离，再在分离出的液体中投加次氯酸钠、氯化铁和混凝剂PAM将所述分离出的液体的pH值控制在6～7的范围，最后进行沉淀固液分离，制得用于回用或达标排放的废水。

经过所述砂滤、保安过滤、超滤后的污酸再通过纳滤膜处理。

所述在污酸中投加石灰和混凝剂PAM，再通过沉淀分离、砂滤、保安过滤、超滤和纳滤包括：

通过在污酸中投加石灰和混凝剂PAM将所述污酸的pH值控制在1.5-2的范围的反应时间为30-60min，所述砂滤的滤速为8-10m/h，所述保安过滤的过滤精度为5μm。

在所述通过沉淀分离、再对所述上清液进行沉淀固液分离以及所述合并处理的废水中投加石灰和混凝剂PAM后进行沉淀固液分离中的沉淀过程中均包括污泥回流结晶过程，所述污泥回流结晶的底泥回流比为2～3：1。

所述浓缩水的有价金属回收包括：

在所述浓缩水中投加Ca/As摩尔比2～4的石灰和混凝剂PAM，反应时间为30-60min，然后投加10％的次氯酸钠和Fe/As摩尔比2～6的氯化铁，将pH值控制在3-3.5的范围，反应时间为30-60min，最后进行固液分离获得上清液；

通过在所述上清液中投加硫化钠和混凝剂PAM将pH值控制在pH3.1-3.6的范围，反应时间为30-60min，再进行沉淀固液分离，在所述沉淀过程中包括有污泥回流结晶过程，所述污泥回流结晶的底泥回流比为2～3：1。

所述合并处理的废水的处理回用包括：

通过在所述合并处理的废水投加石灰和混凝剂PAM将pH值控制在7-8，反应时间为30-60min，再进行沉淀固液分离获得上清液，在所述沉淀过程中包括有污泥回流结晶过程，所述污泥回流结晶的底泥回流比为2～3：1；

通过在所述上清液中投加10％的次氯酸钠和Fe/As摩尔比为2～6的氯化铁、混凝剂PAM，将pH值控制在6-7的范围，反应时间为30-60min，再进行沉淀固液分离。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明对经过预处理的污酸通过纳滤处理、硫化回收和深度处理，有效的回收了废水中的有价金属，减少了危险废物的产生量，处理后的出水硬度较低，可以回用或达标排放。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在说明书附图中：

图1为本发明的具体实施方式提供的污酸中的有价金属回收及处理回用方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种污酸中的有价金属回收及处理回用方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1，在污酸中投加石灰和混凝剂PAM，再通过沉淀分离、砂滤、保安过滤、超滤和纳滤后获得浓缩水和透过水，所述浓缩水作为有价金属回收的原水，所述透过水作为处理回用的原水。

具体的，根据污酸酸度大、重金属含量高的水质特点，确定预处理工艺为：采用投加石灰和混凝剂PAM，控制pH1.5-2，反应时间30min-60min，再通过沉淀和过滤(包括砂滤、保安过滤和超滤)。其中，在沉淀工艺中有污泥回流结晶过程(底泥回流比为2～3：1)，可以减少中和剂投加量，减少污泥量，加快废渣沉降速度，提高处理效率，降低出水中钙的浓度和处理费用。产生废渣的主要成分为CaSO₄，属于一般工业固废，可以在水泥等行业进行综合利用。过滤工艺中砂滤的滤速为8-10m/h，保安过滤器过滤精度为5μm，超滤水的回收率：≥95％。最后还将经过砂滤、保安过滤、超滤后的污酸通过纳滤膜进行处理，使有价金属(铜等)的截留率大于98％，砷的透过率大于60％。

步骤2，在所述浓缩水中投加石灰、混凝剂PAM、次氯酸钠和氯化铁，然后进行固液分离，在分离出的上清液投加硫化钠和混凝剂PAM，再对所述上清液进行沉淀固液分离，分离出的液体与所述透过水合并处理。

具体的，对浓缩水投加石灰(Ca/As摩尔比2～4)和混凝剂PAM，反应时间30-60min，投加10％次氯酸钠和氯化铁(Fe/As摩尔比2～6)，控制pH3-3.5，反应时间30-60min，然后进行固液分离，从而进一步的降低浓缩水中砷的浓度，废渣主要成分为砷酸铁和砷酸钙，属于危险废物，交由资质的单位处置，分离出的上清液用于后续有价金属的回收。

对上清液中投加硫化钠和混凝剂PAM，控制pH3.1-3.6，反应时间30-60min，再进行沉淀固液分离，减低镉进入废渣中的量。其中，在沉淀工艺中有污泥回流结晶过程(底泥回流比为2～3：1)，可以减少硫化钠投加量，减少污泥量，加快废渣沉降速度，提高处理效率，降低处理费用。废渣主要成分为硫化铜，可进行配料冶炼，分离出的上清液与透过水合并处理。

步骤3，在所述的合并处理废水中投加石灰和混凝剂PAM，然后进行沉淀固液分离，再在分离出的液体中投加次氯酸钠、氯化铁和混凝剂PAM，最后进行沉淀固液分离，制得用于回用或达标排放的废水。

具体的，对透过水投加石灰和混凝剂PAM，控制pH7-8，反应时间30-60min，再进行沉淀固液分离。其中，在沉淀工艺中有污泥回流结晶过程(底泥回流比为2～3：1)，可以减少中和剂投加量，减少污泥量，加快废渣沉降速度，提高处理效率，降低出水中钙的浓度和处理费用。产生的含砷废渣，属于危险废物，交由资质的单位处置。

对上清液投加10％次氯酸钠和氯化铁(Fe/As摩尔比2～6)、混凝剂PAM，控制pH6-7，反应时间30-60min，再进行沉淀固液分离。进一步降低废水中砷的浓度，相关水质指标能够达到《铜、镍、钴工业污染物排放标准》和《铅、锌工业污染物排放标准》。产生废渣的主要成分为砷酸铁，属于危险废物，交由资质的单位处置。最终的上清液含硬度较小，可以回用或达标排放。

下面通过具体的实施例对本发明提出的方法作详细说明。

步骤1，在污酸中投加石灰和混凝剂PAM，控制pH＝2，反应时间30min，再通过沉淀分离，砂滤(滤速8-10m/h)、保安过滤(过滤精度为5μm)和超滤(水的回收率≥95％)。其中，在沉淀工艺中有污泥回流结晶过程(底泥回流比为3：1)。产生废渣的主要成分为CaSO₄，属于一般工业固废，可以在水泥等行业进行综合利用。

步骤2，将经过超滤处理的污酸通过纳滤膜进行处理，所述的纳滤膜的有价金属截留率大于98％，砷的透过率大于60％，浓缩水作为有价金属回收的原水，透过水作为处理回用的原水。

浓缩水的有价金属回收方法，按照如下步骤进行：

步骤3：对浓缩水投加石灰(Ca/As摩尔比4)和混凝剂PAM，反应时间30min，投加10％次氯酸钠，氯化铁(Fe/As摩尔比6)，控制pH＝3，反应时间30min，然后进行固液分离，废渣主要成分为砷酸铁和砷酸钙，属于危险废物，交由资质的单位处置，分离出的上清液用于后续有价金属的回收。

步骤4：对上清液中投加硫化钠和混凝剂PAM，控制pH＝3.5，反应时间30min，再进行沉淀固液分离。其中，在沉淀工艺中有污泥回流结晶过程(底泥回流比为3：1)，废渣主要成分为硫化铜，可进行配料冶炼，分离出的上清液与透过水合并处理。

合并处理废水的处理回用方法，按照如下步骤进行：

步骤5：对合并处理废水投加石灰和混凝剂PAM，控制pH＝7.5，反应时间30min，再进行沉淀固液分离。其中，在沉淀工艺中有污泥回流结晶过程(底泥回流比为3：1)，产生的含砷废渣，属于危险废物，交由资质的单位处置。

步骤6：对上清液投加投加10％次氯酸钠，氯化铁(Fe/As摩尔比6)和混凝剂PAM，控制pH＝6.5，反应时间30min，再进行沉淀固液分离。产生废渣的主要成分为砷酸铁，属于危险废物，交有资质的单位处置。上清液含硬度较小，可以回用或达标排放。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明对经过预处理的污酸通过纳滤处理、硫化回收和深度处理，有效的回收了废水中的有价金属，减少了危险废物的产生量，处理后的出水硬度较低，可以回用或达标排放。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种污酸中的有价金属回收及处理回用方法，其特征在于，包括：

在污酸中投加石灰和混凝剂PAM将所述污酸的pH值控制在1.5～2的范围，再通过沉淀分离、砂滤、保安过滤、超滤和纳滤后获得浓缩水和透过水，所述浓缩水作为有价金属回收的原水，所述透过水作为处理回用的原水；

在所述浓缩水中投加石灰和混凝剂PAM后，再投加次氯酸钠和氯化铁将所述浓缩水的pH值控制在3～3.5的范围，然后进行固液分离，在分离出的上清液投加硫化钠和混凝剂PAM，控制pH＝3.1-3.6，再对所述上清液进行沉淀固液分离，分离出的液体与所述透过水合并处理；

在所述合并处理的废水中投加石灰和混凝剂PAM，控制pH＝7～8，然后进行沉淀固液分离，再在分离出的液体中投加次氯酸钠、氯化铁和混凝剂PAM将所述分离出的液体的pH值控制在6～7的范围，最后进行沉淀固液分离，制得用于回用或达标排放的废水。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经过所述砂滤、保安过滤、超滤后的污酸再通过纳滤膜处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在污酸中投加石灰和混凝剂PAM，再通过沉淀分离、砂滤、保安过滤、超滤和纳滤包括：

通过在污酸中投加石灰和混凝剂PAM将所述污酸的pH值控制在1.5-2的范围的反应时间为30-60min，所述砂滤的滤速为8-10m/h，所述保安过滤的过滤精度为5μm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述合并处理的废水中投加石灰和混凝剂PAM后进行沉淀固液分离中的沉淀过程中包括污泥回流结晶过程，所述污泥回流结晶的底泥回流比为2～3：1。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述浓缩水的有价金属回收包括：

在所述浓缩水中投加Ca/As摩尔比2～4的石灰和混凝剂PAM，反应时间为30-60min，然后投加10％的次氯酸钠和Fe/As摩尔比2～6的氯化铁，将pH值控制在3-3.5的范围，反应时间为30-60min，最后进行固液分离获得上清液；

通过在所述上清液中投加硫化钠和混凝剂PAM将pH值控制在pH3.1-3.6的范围，反应时间为30-60min，再进行沉淀固液分离，在所述沉淀过程中包括有污泥回流结晶过程，所述污泥回流结晶的底泥回流比为2～3：1。

6.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述合并处理的废水的处理回用包括：

通过在所述合并处理的废水投加石灰和混凝剂PAM将pH值控制在7-8，反应时间为30-60min，再进行沉淀固液分离获得上清液，在所述沉淀过程中包括有污泥回流结晶过程，所述污泥回流结晶的底泥回流比为2～3：1；

通过在所述上清液中投加10％的次氯酸钠和Fe/As摩尔比为2～6的氯化铁、混凝剂PAM，将pH值控制在6-7的范围，反应时间为30-60min，再进行沉淀固液分离。