1.2.3　铜冶炼行业水污染治理现状

(1)铜冶炼行业水污染治理情况概述

国内较大的铜冶炼企业在工业废水治理方面均能遵循清洁生产原理,从废水产生源头削减工业废水,尽量做到清污分流,提高工业用水循环率,减少废水的产生;对于生产中所产生的工业废水,目前仍以石灰中和法为主,常用的处理方法还有硫化法等。

对于酸性废水,一般采用两段石灰中和法:第一段用石灰乳将废水的pH值调节到2.5~3,分离沉淀的石膏;第二段经分离石膏后的废水中投加铁盐,并用石灰乳再中和至pH=9,去除As、Pb、Cd、Zn、Cu等重金属离子。经两段处理后废水基本达到排放标准,再输送至厂工业废水处理站进一步处理后排放。

铜冶炼企业一般建有厂工业废水处理站,负责处理全厂生产所产生的工业废水,目前主要采取的处理工艺为石灰中和法,部分企业在石灰中和后投加硫化钠,进一步深度处理生产废水,保证达标排放。

近几年来,我国对企业环保要求越来越高,因此部分大型冶炼企业实施工业生产废水零排放工程,大大提高本企业工业用水回用率,基本做到不排放工业废水。主要措施如下:

① 改造工业用水循环系统,提高工业用水循环率。

② 合理调配企业生产用水,改建供排水管网,提高工业用水回用率,将原来排放的部分轻污染的废水调配作为其他用水,例如将循环水系统排污水供给湿法收尘用水;酸性废水处理后用于冲渣等。

③ 提高工业废水处理技术水平,将污染较严重的废水处理后回用;为防止用水设备结垢,一些企业采用膜处理技术去除废水中Ca2+,使这些废水能回用于生产。

我国大中型铜冶炼厂均建有酸性废水处理站和厂工业废水处理站,且全年365d运转,以保证外排废水达标。

(2)铜冶炼行业废水处理设施

1)火法炼铜废水处理设施

废水处理设施主要包括废酸处理站、废水处理总站等处理设施。

① 废酸处理站。污酸废水是指制酸车间硫酸净化工段产生的废水,主要污染成分包括硫酸和铜、砷、镉等重金属离子。污酸废水一般采用硫化⁃石膏处理工艺,含有大量杂质的废酸原液首先进入硫化工序,在废酸中加入Na₂S,即产生H₂S;H₂S再与废酸中的铜和砷反应,生成硫化物的沉淀。硫化反应后液通过浓密机沉降,浓密机底流用压滤机过滤分离出砷滤饼,压滤机滤液与浓密机上清液汇合后送往石膏工序。

在石膏工序,向废酸中加入石灰石乳液,并控制一定的pH值和反应时间,废酸中的大部分硫酸和氢氧化钙反应生成石膏,部分氟也与氢氧化钙反应生成氟化钙沉淀进入石膏中。反应后液通过浓密机沉降,浓密机底流用离心机和陶瓷过滤机或石膏压滤机分离出石膏,滤液与浓密机上清液汇合后送往污水处理总站。

污酸处理工艺流程见图1⁃4。

② 废水处理总站。废水处理站一般采用石灰乳两段中和加铁盐除砷的处理工艺。经过硫化工序和石膏工序处理后,废酸原液中的硫酸、铜及砷的大部分均被除去,剩下含有少量杂质的石膏反应后液与全厂主要工艺污水和受污染的地面水汇合成混合废水,按一定铁/砷的比例加入硫酸亚铁以强化除砷效果。中和工序按一次中和→氧化→二次中和三步进行。在一次中和槽加电石渣浆液,并控制pH=7。一次中和反应后液溢流至一组敞开的三联槽,在pH=7的条件下用空气曝气氧化,其中的三价砷氧化为五价砷,二价铁氧化成三价铁,这样更利于砷铁共沉。最后,控制pH=9,加入电石渣浆液进行二次中和。为了加速中和反应沉淀物的沉降速度,在二次中和反应后液中加入聚丙烯酰胺凝聚剂,再通过浓密机沉降,底流送真空过滤机和中和压滤机过滤,上清液进入澄清池进一步澄清后通过排放口排放。

废水处理站工艺流程见图1⁃5。

2)湿法炼铜废水处理设施

堆浸工程萃余液返回酸性水集水库,实施闭路循环。在实际运行中,少量萃余液进入公司处理站再次回收废水中Cu等有价金属,回收后废水采用HDS工艺处理达标后排放。HDS系统在原有的石灰中和系统的基础上新增两个反应槽及底渣回流管路、增加了曝气装置及自动控制系统,解决了长期困扰酸性水处理的结钙问题。

湿法炼铜废水处理工艺流程简图见图1⁃6。