申请日2013.06.30
公开(公告)日2013.09.18
IPC分类号C02F9/04; C02F101/20; C02F1/56; C02F1/66
摘要
本发明提供了一种硫酸制酸工艺中酸性废水处理系统及利用该系统进行的硫酸制酸工艺中酸性废水的处理方法，所述系统包括依次连接的一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜、渣罐及渣浆泵，所述一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜内均带有搅拌桨;所述一级反应釜下部与二级反应釜下部之间、二级反应釜上部与三级反应釜上部之间、三级反应釜上部与渣罐之间分别通过第一连通管、第二连通管及溢流管相连接，所述第一连通管还连接有硫化钠泵及硫化钠储罐，所述第二连通管上还连接有硫酸亚铁泵及硫酸亚铁储罐。本发明能够有效去除酸性废水中的砷以及铜、铅、镉等重金属离子。
权利要求书
1. 一种冶炼烟气制酸工艺中酸性废水的处理系统，其特征在于，包括依次连接的一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜、渣罐及渣浆泵，所述一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜内均带有搅拌桨;所述一级反应釜下部与二级反应釜下部之间、二级反应釜上部与三级反应釜上部之间、三级反应釜上部与渣罐之间分别通过第一连通管、第二连通管及溢流管相连接，所述第一连通管还连接有硫化钠泵及硫化钠储罐，所述第二连通管上还连接有硫酸亚铁泵及硫酸亚铁储罐。
2.根据权利要求1所述的一种冶炼烟气制酸工艺中酸性废水的处理系统，其特征在于，所述三级反应釜与渣罐之间还设有四级反应釜，所述四级反应釜内带有搅拌桨，所述三级反应釜的下部与四级反应釜的下部之间通过第三连通管相连接，所述四级反应釜上部与渣罐之间通过溢流管相连接，所述第三连通管上还连接有絮凝剂泵及絮凝剂储罐。
3.一种利用权利要求1所述酸性废水处理系统进行的冶炼烟气制酸工艺中酸性废水的处理方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：
采用酸性废水处理系统，该系统包括依次连接的分矿器、一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜、渣罐及渣浆泵，所述一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜内均带有搅拌桨;所述一级反应釜下部与二级反应釜下部之间、二级反应釜上部与三级反应釜上部之间、三级反应釜上部与渣罐之间分别通过第一连通管、第二连通管及溢流管相连接，所述第一连通管还连接有硫化钠泵及硫化钠储罐，所述第二连通管上还连接有硫酸亚铁泵及硫酸亚铁储罐;
将选矿过程中产生的碱性尾矿浆与冶炼烟气制酸工艺产生的酸性废水送入一级反应釜内进行中和反应，并控制使反应后料浆的pH值为6-8;反应后料浆经第一连通管进入二级反应釜，同时，硫化钠储槽内的硫化钠溶液通过硫化钠泵并经第一连通管进入二级反应釜内，与料浆进行反应;反应后的料浆经第二连通管进入三级反应釜，同时，硫酸亚铁储槽内的硫酸亚铁溶液通过硫酸亚铁泵并经第二连通管进入三级反应釜内，与料浆进行反应;反应后的料浆由三级反应釜溢流至渣罐内，然后通过渣浆泵进行排放。
4.根据权利要求3所述的一种冶炼烟气制酸工艺中酸性废水的处理方法，其特征在于，所采用酸性废水处理系统还包括四级反应釜，所述四级反应釜设于三级反应釜与渣罐之间，所述四级反应釜内带有搅拌桨，所述三级反应釜的下部与四级反应釜的下部之间通过第三连通管相连接，所述四级反应釜上部与渣罐之间通过溢流管相连接，所述第三连通管上还连接有絮凝剂泵及絮凝剂储罐;
将三级反应釜内反应后的料浆经第三连通管送入四级反应釜，同时，絮凝剂储槽内的絮凝剂通过絮凝剂泵并经第三连通管进入四级反应釜内，与料浆进行反应;反应后的上清料浆由四级反应釜溢流至渣罐内，然后通过渣浆泵进行排放。
5. 根据权利要求3所述的一种冶炼烟气制酸工艺中酸性废水的处理方法，其特征在于，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。
说明书
一种冶炼烟气制酸工艺中酸性废水 的处理系统及方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，涉及一种冶炼烟气制酸工艺中酸性废水的处理系统及利用该系统进行的冶炼烟气制酸工艺中酸性废水的处理方法。
背景技术
金属硫化矿冶炼过程中会产生大量的SO2烟气，该部分SO2烟气通常通过冶炼烟气制酸工艺来制备硫酸，而冶炼烟气制酸工艺中烟气净化工序广泛采用湿法洗涤烟气净化技术进行SO2烟气净化。由于SO2烟气中含有大量有害杂质，其中包括砷以及铜、铅、镉等重金属离子。该部分有害杂质在洗涤过程中沉积在循环洗涤水中，该循环洗涤水又由于吸收烟气中的SO2形成酸性废水。为了减少有害离子对净化工序的损害，该部分酸性废水需要定期从制酸系统中排出，由于含有较多的有害杂质，导致该酸性废水无法回收再利用，直接外排又会造成环境污染，因此需对其进行中和治理。目前，对该酸性废水的中和治理广泛采用的是石灰中和法，但该工艺会有大量废渣产生，且增加了固体粉尘和颗粒物对环境会造成破坏。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种冶炼烟气制酸工艺中酸性废水的处理系统，以对冶炼烟气制酸工艺产生的酸性废水进行有效中和处理并去除酸性废水中的重金属离子和其他有害杂质。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述系统进行的冶炼烟气制酸工艺中酸性废水的处理方法。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种冶炼烟气制酸工艺中酸性废水的处理系统，包括依次连接的一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜、渣罐及渣浆泵，所述一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜内均带有搅拌桨;所述一级反应釜下部与二级反应釜下部之间、二级反应釜上部与三级反应釜上部之间、三级反应釜上部与渣罐之间分别通过第一连通管、第二连通管及溢流管相连接，所述第一连通管还连接有硫化钠泵及硫化钠储罐，所述第二连通管上还连接有硫酸亚铁泵及硫酸亚铁储罐。
进一步地，所述三级反应釜与渣罐之间还设有四级反应釜，所述四级反应釜内带有搅拌桨，所述三级反应釜的下部与四级反应釜的下部之间通过第三连通管相连接，所述四级反应釜上部与渣罐之间通过溢流管相连接，所述第三连通管上还连接有絮凝剂泵及絮凝剂储罐。
一种利用上述酸性废水处理系统进行的冶炼烟气制酸工艺中酸性废水的处理方法，包括如下工艺步骤：
采用酸性废水处理系统，该系统包括依次连接的分矿器、一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜、渣罐及渣浆泵，所述一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜内均带有搅拌桨;所述一级反应釜下部与二级反应釜下部之间、二级反应釜上部与三级反应釜上部之间、三级反应釜上部与渣罐之间分别通过第一连通管、第二连通管及溢流管相连接，所述第一连通管还连接有硫化钠泵及硫化钠储罐，所述第二连通管上还连接有硫酸亚铁泵及硫酸亚铁储罐;
将选矿过程中产生的碱性尾矿浆与冶炼烟气制酸工艺产生的酸性废水送入一级反应釜内进行中和反应，并控制使反应后料浆的pH值为6-8;反应后料浆经第一连通管进入二级反应釜，同时，硫化钠储槽内的硫化钠溶液通过硫化钠泵并经第一连通管进入二级反应釜内，与料浆进行反应;反应后的料浆经第二连通管进入三级反应釜，同时，硫酸亚铁储槽内的硫酸亚铁溶液通过硫酸亚铁泵并经第二连通管进入三级反应釜内，与料浆进行反应;反应后的料浆由三级反应釜溢流至渣罐内，然后通过渣浆泵进行排放。
进一步地，所采用酸性废水处理系统还包括四级反应釜，所述四级反应釜设于三级反应釜与渣罐之间，所述四级反应釜内带有搅拌桨，所述三级反应釜的下部与四级反应釜的下部之间通过第三连通管相连接，所述四级反应釜上部与渣罐之间通过溢流管相连接，所述第三连通管上还连接有絮凝剂泵及絮凝剂储罐;
将三级反应釜内反应后的料浆经第三连通管送入四级反应釜，同时，絮凝剂储槽内的絮凝剂通过絮凝剂泵并经第三连通管进入四级反应釜内，与料浆进行反应;反应后的上清料浆由四级反应釜溢流至渣罐内，然后通过渣浆泵进行排放。
进一步地，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。
一、本发明二级反应釜内的反应原理如下：
Na2S + CuSO4 ==== CuS + Na2SO4
2HAsO2 + 3Na2S ==== As2S3 + H20
硫化钠溶液将部分重金属离子转化为不溶或难溶的硫化物进行沉淀(以铜、砷为例);而且，根据金属硫化物溶解度的大小，其沉淀析出的次序为：As3+>Cu2+>Pb2+>Cd2+>Ni2+，位置越靠前的金属硫化物，其溶解度越小，越容易析出。
二、本发明三级反应釜内的反应原理如下：
12 FeSO4 + 6H2O + 3O 2 ==== 4 Fe2(SO4)3 + 4Fe (OH)3
Fe2(SO4)3 + 6NaOH ==== 2Fe (OH)3 + 3Na2SO4
AsO33- + Fe (OH)3 ==== FeAsO3 + 3OH-
AsO43- + Fe (OH)3 ==== FeAsO4 + 3OH-
首先，硫酸亚铁经氧化反应生成硫酸铁和氢氧化铁;氢氧化铁是胶状物质，能吸附料浆中的杂质悬浮物，而且沉降速度快、絮体颗粒大，污泥体积小且密实，能够起到净水作用;部分氢氧化铁还与砷酸根离子和亚砷酸根离子反应生成砷酸铁和亚砷酸铁沉淀， Fe (OH)3胶体同时吸附生成的砷酸铁和亚砷酸铁而共沉，除砷效果显著。
三、经絮凝沉降处理后，向四级反应釜内再加入一定浓度的聚丙烯酰胺溶液作为助凝剂，可加速絮体的沉降，四级反应釜上部经中和处理和除去有害杂质的上清料浆溢流至渣罐内，含杂及重金属离子的沉淀物沉积于四级反应釜底部。
本发明的有益效果在于：本发明能够有效去除酸性废水中的砷以及铜、铅、镉等重金属离子;本发明方法有效利用了选矿产生的尾矿浆，成本低且高效，减少了环境污染