高砷污酸处理技术的改进

收稿日期:2012-12-15;修回日期:2013-03-15基金项目:湖南省湘南稀贵金属配合物及其应用重点实验室开放课题重点项目(NO.2012XGJSZD03),湘南学院大学生研究性学习和创新性实验计划项目(湘南学院院发2011-122)作者简介:许小燕(1990-),女,湖南衡阳人,研究方向:工业三废处理和综合利用;通信作者:肖圣雄(1975-),男,湖南郴州人,副教授.高砷污酸处理技术的改进许小燕1,曾�玲2,肖圣雄1,谢正祥1,舒�健1,郑小芳1(1.湘南学院化学与生命科学系,湖南郴州�423000;2.金贵银业股份有限公司,湖南郴州�423000)摘�要:为了解决一步铅炼生产过程中排放的具有色度大,酸度高,含砷等有害物质的污酸废水问题,在原工艺的基础上加以改进,设计了一套新的处理工艺,即硫化沉淀-强化吸附协同处理方法.分别在硫化反应阶段、一段生物反应和二段生物反应阶段加入定量的絮凝剂PMA和聚合硫酸铁,发现改进后的工艺大大的减少了硫化钠的用量,提高了除砷的效率,使排放水中的含砷量小于0.5mg�L,同时重金属离子和pH值都达到国家排放标准,并降低了生产成本,为强酸废水、砷污染的控制和治理、提供一条经济可行的新途径.关键词:一步炼铅;污酸;除砷;硫化沉淀-强化吸附;絮凝剂PMA中图分类号:X703.1������文献标识码:A�������DOI:10.3969�j.jssn.1672-8173.2013.02.029引�言硫酸工业是我国国民经济的基础产业之一,但冶炼烟气制酸过程中产生的污酸,含有大量对环境污染的重金属汞,镉,铅特别含砷多等.污酸中的砷处理不当就会进入大气,水体和土壤中,再通过呼吸道,消化道和皮肤等各种途径被人和动物吸收,当这些重金属在人和动物体内积累到一定程度时,即会直接影响人和动物的生长发育,生理化机能,甚至引起动物的死亡[1].我国砷资源储藏量占全球总量的70%,也是遭受砷污染最严重的国家之一.大多数砷的化合物都具有毒性,由于大家对砷的认知不足,导致滥用而流入到环境中造成很大潜在危险.因此,除砷成了冶金化工工业重要的目标之一.随着国家对污染控制力度的加强,控制指标的要求更加严格,相关技术工作很多科学家已经在治理含砷以及重金属污酸方面总结出很多方法,目前针对铅冶炼系统污酸处理方法主要包括共沉淀法,铁屑法,硫化法等[2-10].本工作以郴州市金贵铅冶炼工厂为研究对象,经过采样分析得出此工艺产生污酸的特点是高砷、高酸、重金属种类多浓度大.在原设备基础上,我们改进污酸处理工艺,大大提高了除砷效果.1�原工艺原理以及存在的问题分析金贵银业采用的原工艺是氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅(SKS法),SKS法炼铅的基本原理是铅精矿的氧化熔炼在密闭的氧气熔炼底吹炉中进行.其中主要的化学反应是:PbS+2PbO=3Pb+SO2�底吹炉熔炼产生的SO2烟气经过余热锅炉降温和电收尘器净化后送硫酸车间进行制酸.1.1�原工艺原理硫化反应:底吹炉烟气制酸净洗涤时产生的污酸,由净化岗位输送至污酸收集池存储.生产处理时经污酸输送泵提升至硫化反应槽.然后根据污酸含砷量把配置好的硫化钠溶液从硫化钠储液槽通过投加泵进入硫化反应槽,与污酸废水中的As、Hg、Pb、Zn、Cd、Fe等离子进行硫化反应,生成难溶于水的金属硫化物沉淀,硫化反应完全后液体经过耐酸泵输送至澄清池,硫化物沉淀于池底与液体分离.沉积在沉淀池下部的As、Hg、Pb、1222013年4月第34卷第2期���������������湘南学院学报JournalofXiangnanUniversity���������������Apr.,2013Vol.34No.2Zn、Cd、Fe等硫化物经污泥底流泵泵至隔膜压榨自动型箱式压滤机脱水,压滤渣金属硫化物作为产品回收利用,滤液自流至稀酸池.一段中和反应:稀酸池的稀酸经泵至一段中和槽,粉末状石灰在石灰配置槽配置成石灰乳液,经自流至中和槽与稀酸进行中和反应,严格控制pH值在8-11之间.中和槽出水经污泥泵泵至石膏压滤机脱水,石膏渣运至渣场堆放处理,滤液自流至中间池.二阶段中和反应:中间池液体泵至二段中和槽,投入硫配置好的硫酸亚铁溶液和PAM(聚丙烯酰胺)溶液,同时在冲入压缩空气的情况下曝气1h以上,再加入石灰乳回调PH值至排放标准.然后压滤机压滤,滤液排放,滤渣运送至渣场堆放处理.1.2�原工艺处理污酸法存在的问题分析该系统在净化工段每天产生大约100立方污酸,按H2SO4含量为45g�L计算得到含酸总量大约为4500kg,即产生的废酸较多.从污酸处理池里采取一定量的污酸样品,用离子鉴定,滴定分析,沉淀分离等方法进行检测,发现污酸中主要污染物为As、Hg、Pb、Zn、Cd、F、Fe等离子,其中酸性浓度太高,远远超过国家排放标准.在上述