CN103482793B - 一种污酸综合利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污酸综合利用方法，属于冶金资源综合利用技术领域。首先污酸中通过加入氧化钙调节pH，然后加入硫化钠，在搅拌速度为300～700r/min、温度为30～50℃条件下还原反应30～60min得到混合液体，混合液体经过滤后得到沉砷液和含砷渣；然后将上述步骤得到的沉砷液、另配制好的酸性溶液分别从酸、水注入口流入到阴离子交换膜扩散渗析器中，注入完成后静止2～3h，即得到硫酸溶液和残液；最后向残液中加入氢氧化钠直至不在产生沉淀，经过滤得到清液和沉淀，沉淀回收利用，清液用清水稀释至pH为7时排放。该污酸综合利用方法砷渣量小，采用该技术处理污酸能回收污酸中的砷元素和硫酸，实现了污酸的综合利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种污酸综合利用方法，属于冶金资源综合利用技术领域。
背景技术
随着我国有色金属冶炼行业的发展，在冶炼过程中产生的含砷污酸的无害化处理已成为我国有色冶金工艺中急待解决的重大环境问题，研究和开发高效、经济的含砷污酸处理技术，对有色冶金企业有价元素的回收、污水净化的循环利用，具有重要现实意义，同时对建设环境友好型企业，实现生态文明建设，具有重要的战略意义。
我国含砷废水排放量与日俱增。如果我国含砷废水得不到有效防治，将对我国生态及环境造成严重污染，并对公众安全及人民身体健康构成巨大威胁。由于硫化法和硫酸铜置换法处理成本过高，我国含砷废水主要采用石灰．绿矾絮凝法处理，石灰．绿矾絮凝法处理，主要缺陷在于砷渣量大，存在二次污染的危险，工艺流程过长，处理的效果不理想，没有考虑到资源回收利用。因此研究开发一种污酸综合利用技术，使含砷废水资源化，降低含砷废水的处理成本，具有极大的社会、环境及经济效益。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种污酸综合利用方法。该污酸综合利用方法砷渣量小，采用该技术处理污酸能回收污酸中的砷元素和硫酸，实现了污酸的综合利用，本发明通过以下技术方案实现。
一种污酸综合利用方法，其具体步骤如下：
（1）首先污酸中通过加入氧化钙调节pH至2～3，然后加入硫化钠，在搅拌速度为300～700r/min、温度为30～50℃条件下还原反应30～60min得到混合液体，混合液体经过滤后得到沉砷液和含砷渣；
（2）将步骤（1）得到的沉砷液、另配制好的酸性溶液以400～700ml/h的流速分别从酸、水注入口流入到阴离子交换膜扩散渗析器中，注入完成后静止2～3h，即得到硫酸溶液和残液；
（3）向步骤（2）得到的残液中加入氢氧化钠直至不在产生沉淀，在搅拌速度300～800r/min、温度为25～50℃条件下反应0.5～1h，最后经过滤得到清液和沉淀，沉淀回收利用，清液用清水稀释至pH为7时排放。
所述步骤（1）中的污酸包括以下组分：As2200～3000mg/L、Zn3500～4000mg/L、Cu200～300mg/L、Pb5.00～10.00mg/L、Cd300.00～380.00mg/L和Hg0.00～0.75mg/L，pH为0.5~1.5。
所述硫化钠的加入量为与Hg、As、Cu、Cd完全反应的理论量的1.0～1.5倍。
所述步骤（1）得到的含砷渣按如下步骤回收砷：将含砷渣与浓硫酸在温度为80～140℃条件下反应2～3h，过滤后得到硫磺渣及滤液，滤液自然冷却结晶后，经过滤、洗涤得到三氧化二砷产品。上述浓硫酸为分析纯。
所述步骤（2）中另配制好的酸性溶液的酸度为5g/L～15g/L。
上述步骤（1）中污酸中砷的去除率达96%～98%。
上述步骤（2）得到的硫酸溶液送铜电解车间循环使用。该硫酸溶液的浓度为0.32mol/L～1.46mol/L。
上述步骤（3）中得到的清液包括以下组分：As4.0～8.0mg/L、Zn1.5～4.5mg/L、Cu1.0～3.0mg/L、Pb0.5～1.5mg/L、Cd2.0～5.0mg/L和Hg0.00～0.001mg/L。
硫化钠处理上述步骤（1）的污酸中的杂质金属的原理为：
氢氧化钠处理上述步骤（3）的残液中的杂质金属的原理为：
本发明的有益效果是：（1）与传统方法相比，本方法加入的石灰乳含量较少，因此产生的砷渣量小；（2）采用本方法能综合回收污酸中的砷元素和硫酸，实现污酸的综合利用；（3）本方法原料成本较低，具有推广应用的价值。
附图说明
图1是本发明污酸综合利用方法工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该污酸综合利用方法，其具体步骤如下：
（1）首先污酸中通过加入氧化钙调节pH至2，然后加入硫化钠，在搅拌速度为300r/min、温度为30℃条件下还原反应30min得到混合液体，混合液体经过滤后得到沉砷液和含砷渣，其中污酸包括以下组分：As2200mg/L、Zn3500mg/L、Cu200mg/L、Pb5.00mg/L和Cd300.00mg/L、pH为0.5，硫化钠的加入量为与Hg、As、Cu、Cd完全反应的理论量；
（2）将步骤（1）得到的沉砷液、另配制好的酸性溶液以400ml/h的流速分别从酸、水注入口流入到阴离子交换膜扩散渗析器中，注入完成后静止2h，即得到硫酸溶液和残液，其中另配制好的酸性溶液的酸度为5g/L，得到的硫酸溶液浓度为0.32mol/L，送铜电解车间循环使用。
（3）向步骤（2）得到的残液中加入氢氧化钠直至不在产生沉淀，在搅拌速度300r/min、温度为25℃条件下反应0.5h，最后经过滤得到清液和沉淀，沉淀回收利用，清液用清水稀释至pH为7时排放。
上述步骤（1）得到的含砷渣按如下步骤回收砷：将含砷渣与浓硫酸在温度为80℃条件下反应2h，过滤后得到硫磺渣及滤液，滤液自然冷却结晶后，经过滤、洗涤得到三氧化二砷产品。其中浓硫酸为分析纯。
上述步骤（1）中污酸中砷的去除率达96%。
上述步骤（3）中得到的清液包括以下组分：As8.0mg/L、Zn4.5mg/L、Cu3.0mg/L、Pb1.5mg/L和Cd5.0mg/L。
实施例2
如图1所示，该污酸综合利用方法，其具体步骤如下：
（1）首先污酸中通过加入氧化钙调节pH至3，然后加入硫化钠，在搅拌速度为700r/min、温度为50℃条件下还原反应60min得到混合液体，混合液体经过滤后得到沉砷液和含砷渣，其中污酸包括以下组分：As3000mg/L、Zn4000mg/L、Cu300mg/L、Pb10.00mg/L、Cd380.00mg/L和Hg0.75mg/L、pH为1.5，硫化钠的加入量为与Hg、As、Cu、Cd完全反应的理论量的1.5倍；
（2）将步骤（1）得到的沉砷液、另配制好的酸性溶液以700ml/h的流速分别从酸、水注入口流入到阴离子交换膜扩散渗析器中，注入完成后静止3h，即得到硫酸溶液和残液，其中另配制好的酸性溶液的酸度为15g/L，得到的硫酸溶液浓度为1.46mol/L，送铜电解车间循环使用；
（3）向步骤（2）得到的残液中加入氢氧化钠直至不在产生沉淀，在搅拌速度800r/min、温度为50℃条件下反应1h，最后经过滤得到清液和沉淀，沉淀回收利用，清液用清水稀释至pH为7时排放。
上述步骤（1）得到的含砷渣按如下步骤回收砷：将含砷渣与浓硫酸在温度为140℃条件下反应3h，过滤后得到硫磺渣及滤液，滤液自然冷却结晶后，经过滤、洗涤得到三氧化二砷产品，其中浓硫酸为分析纯。
上述步骤（1）中污酸中砷的去除率达98%。
上述步骤（3）中得到的清液包括以下组分：As4.0mg/L、Zn1.5mg/L、Cu1.0mg/L、Pb0.5mg/L、Cd2.0mg/L和Hg0.001mg/L。
实施例3
如图1所示，该污酸综合利用方法，其具体步骤如下：
（1）首先污酸中通过加入氧化钙调节pH至2，然后加入硫化钠，在搅拌速度为500r/min、温度为40℃条件下还原反应50min得到混合液体，混合液体经过滤后得到沉砷液和含砷渣，其中污酸包括以下组分：As2800mg/L、Zn3800mg/L、Cu250mg/L、Pb8.00mg/L、Cd350.00mg/L和Hg0.55mg/L、pH为1.0，硫化钠的加入量为与Hg、As、Cu、Cd完全反应的理论量的1.2倍；
（2）将步骤（1）得到的沉砷液、另配制好的酸性溶液以500ml/h的流速分别从酸、水注入口流入到阴离子交换膜扩散渗析器中，注入完成后静止2.5h，即得到硫酸溶液和残液，其中另配制好的酸性溶液的酸度为10g/L，得到的硫酸溶液浓度为0.89mol/L，送铜电解车间循环使用；
（3）向步骤（2）得到的残液中加入氢氧化钠直至不在产生沉淀，在搅拌速度500r/min、温度为30℃条件下反应0.8h，最后经过滤得到清液和沉淀，沉淀回收利用，清液用清水稀释至pH为7时排放。
上述步骤（1）得到的含砷渣按如下步骤回收砷：将含砷渣与浓硫酸在温度为90℃条件下反应2.5h，过滤后得到硫磺渣及滤液，滤液自然冷却结晶后，经过滤、洗涤得到三氧化二砷产品，其中浓硫酸为分析纯。
上述步骤（1）中污酸中砷的去除率达97%。
上述步骤（3）中得到的清液包括以下组分：As6.0mg/L、Zn2.5mg/L、Cu1.8mg/L、Pb1.2mg/L、Cd3.0mg/L和Hg0.001mg/L。
Claims (3)
1.一种污酸综合利用方法，其特征在于具体步骤如下：
（1）首先向污酸中通过加入氧化钙调节pH至2～3，然后加入硫化钠，在搅拌速度为300～700r/min、温度为30～50℃条件下还原反应30～60min得到混合液体，混合液体经过滤后得到沉砷液和含砷渣；
（2）将步骤（1）得到的沉砷液、另配制好的酸性溶液以400～700ml/h的流速分别从酸、水注入口流入到阴离子交换膜扩散渗析器中，注入完成后静止2～3h，即得到硫酸溶液和残液；
（3）向步骤（2）得到的残液中加入氢氧化钠直至不再产生沉淀，在搅拌速度300～800r/min、温度为25～50℃条件下反应0.5～1h，最后经过滤得到清液和沉淀，沉淀回收利用，清液用清水稀释至pH为7时排放；
所述步骤（1）中的污酸包括以下组分：As2200～3000mg/L、Zn3500～4000mg/L、Cu200～300mg/L、Pb5.00～10.00mg/L、Cd300.00～380.00mg/L和Hg0.00～0.75mg/L，pH为0.5~1.5；
所述步骤（2）中另配制好的酸性溶液的酸度为5g/L～15g/L。
2.根据权利要求1所述的污酸综合利用方法，其特征在于：所述硫化钠的加入量为与Hg、As、Cu、Cd完全反应的理论量的1.0～1.5倍。
3.根据权利要求1所述的污酸综合利用方法，其特征在于：所述步骤（1）得到的含砷渣按如下步骤回收砷：将含砷渣与浓硫酸在温度为80～140℃条件下反应2～3h，过滤后得到硫磺渣及滤液，滤液自然冷却结晶后，经过滤、洗涤得到三氧化二砷产品。
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