一种硫化矿焙烧烟气制酸系统污酸的处理方法
【专利摘要】本发明属于冶金、化工【技术领域】，特别是涉及一种硫化矿焙烧烟气制酸系统污酸的处理方法。本方法是将烟气洗涤产生的低浓污酸和部分中浓污酸循环洗涤烟气，逐步使硫酸浓度达到中浓污酸，在循环过程中脱除污酸中部分的F、Cl；采用自热系统将中浓污酸通过换热器加热，脱除污酸中90wt%以上的F、Cl，得到高浓污酸，挥发出的氢氟酸和盐酸分别采用低浓度氢氟酸和盐酸吸收；将高浓污酸冷却至室温，结晶析出有价金属离子的沉淀，分离沉淀得到工业应用的硫酸和回收利用的有价金属资源。本发明采用自循环法提高污酸浓度，利用生产中的余热进行污酸的加热浓缩，工艺流程简单、杂质脱除率高、成本低、节能环保，可实现污酸的脱杂和回收利用。
【专利说明】一种硫化矿焙烧烟气制酸系统污酸的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金、化工【技术领域】，特别是涉及一种硫化矿焙烧烟气制酸系统污酸的处理方法。
【背景技术】
[0002]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，在洗涤的过程中烟气和烟尘中的砷、铜、氟、氯等污染物进入稀酸，为防止砷和氟等物质在稀酸中累积，生产中需定期排出一定的污酸。
[0003]污酸废水处理方法可分为两大类:第一类是使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶的重金属化合物，经沉淀和浮上法从废水中除去。具体方法有中和法、硫化法、还原法、氧化法、离子交换法、离子浮上法、活性炭法、铁氧体法、(隔膜)电解法、电絮凝法和生物吸附法等。第二类是将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下，进行浓缩和分离，具体方法有反渗透法、电渗析法、蒸发浓缩法和膜分离法等。
[0004]目前大部分冶炼企业采用硫化-石灰铁盐法、石灰-铁盐法处理污酸。由于污酸的重金属浓度较高，在处理过程中有价金属都转移到废渣中，难以回收利用，同时产生大量危险废物，易造成严重的二次污染。另外由于投加大量的石灰乳，使得处理后废水的硬度过高，严重的影响废水的回用。因此，污酸处理成为有色金属冶炼企业环保工作的难点和重点，是制约我国有色金属冶炼工业进一步发展的桎梏，关系到企业的可持续发展。
[0005]传统的污酸处理方法更多的是以污酸处理为重点，关注污酸处理后的达标排放问题，通常将污酸中所有的重金属元素全部转移到废渣中，造成了污酸处理废渣的大量堆积，得不到有效的处置。同时由于废渣中有价金属含量比较低，而且还存在着大量的杂质元素，影响了废渣中的有价金属的综合利用，造成有价金属的流失。另外随着中和反应的进行，污酸中的稀酸也被中和掉了，没能有效地回收利用。因此，污酸处理过程中废渣的减量化和无害化及资源综合回收利用受到广泛关注。
【发明内容】
[0006]本发明针对污酸处理工程中有价金属和稀酸的回收利用等问题，提供了一种硫化矿焙烧烟气制酸系统污酸的处理方法，其成本低，可实现废渣的减量，对污酸的处理量大，并可实现资源综合回收。
[0007]实现本发明所述目的采取的步骤是:采用自循环法将烟气洗涤产生的低浓污酸和部分中浓污酸循环用来洗涤烟气，逐步使硫酸浓度达到25?35wt%的中浓污酸，在循环过程中脱除污酸中部分的F、Cl ;采用自热系统将中浓污酸通过换热器加热，脱除污酸中90wt%以上的F、C1，得到硫酸浓度45?55wt%的高浓污酸，挥发出的HF和HCl分别采用低浓度氢氟酸和盐酸吸收；将高浓污酸冷却至室温，结晶析出有价金属离子的沉淀，分离沉淀得到工业应用的硫酸和回收利用的有价金属资源。
[0008]低浓污酸的主要成分为，含硫酸3?10wt%，含氟2?30g/L，含氯0.2?5.0g/L,含砷2.7?35g/L，含铜0.5?4g/L ;换热器对中浓污酸的加热是在93?98°C进行，吸收挥发出的HF和HCl所用的氢氟酸和盐酸浓度分别为5?20wt%和5?15wt% ;对高浓污酸结晶析出的是As、Cu离子的沉淀。
[0009]循环用于洗涤烟气的中浓污酸占全部中浓污酸的20?50wt%。
[0010]对中浓污酸通过换热器加热的自热系统热源来自硫化矿焙烧产生的余热。
[0011]高浓污酸在加热时其中的F、Cl分别以气态HF和HCl排出。
[0012]本发明的有益效果是:
(I)节能环保。本发明采用物理法和化学法结合处理污酸，使污酸回收再利用。换热过程采用系统余热，无需单独加热设备和能源消耗，节省了污酸处理费用；不需要石灰中和污酸，避免产生大量石膏渣，避免了大量废渣的产生。
[0013](2)污酸处理量大，杂质脱除率高，F、Cl脱除率能达到90wt%以上。工艺简单，污酸循环和换热不会影响硫酸生产系统正常运行。
[0014](3)资源综合利用率高。本发明污酸处理过程通过提高污酸的浓度和温度，使F、Cl以气态挥发脱除，以氢氟酸和盐酸形式回收再利用；通过蒸发浓缩和冷却结晶使污酸中砷、铜等杂质形成相应的盐沉淀析出，得到可供回收利用的有价金属资源；处理后的污酸中硫酸浓度达到50wt%以上，可供工业应用，有效实现了污酸的脱杂和回收利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例
[0016]实施例1:将含硫酸3.59wt%、含氟2.31g/L、含氯0.67g/L、含砷2.87g/L、含铜
0.64g/L的低浓污酸采用循环富集法得到硫酸浓度23.9wt%的中浓污酸；采用自热系统将中浓污酸通过换热器加热到95°C ±2°C，将硫酸浓度提高到47wt%，挥发出的HF和HCl采用上述方法吸收，脱除污酸中92.6wt%的F、91.3wt%的Cl ;将硫酸浓度为50wt%左右的高浓污酸冷却至室温，结晶析出51.2%d的As、62.3%的Cu ;过滤分离沉淀得到硫酸浓度为52.9wt%的高浓污酸和砷铜结晶盐。
[0017]实施例2:将含硫酸6.32wt%、含氟17.2g/L、含氯1.95g/L、含砷15.3g/L、含铜
2.71g/L的低浓污酸采用循环富集法得到硫酸浓度19.lwt%的中浓污酸；采用自热系统将中浓污酸通过换热器加热到95°C ±2°C，将硫酸浓度提高到50wt%，挥发出的HF和HCl采用上述方法吸收，脱除污酸中93.2wt%的F、92.5wt%的Cl ;将硫酸浓度为50wt%的高浓污酸冷却至室温，结晶析出63.2%d的As、75.8%的Cu ;过滤分离沉淀得到硫酸浓度为49.8wt%的高浓污酸和砷铜结晶盐。
[0018]实施例3:将含硫酸9.27wt%、含氟28.9g/L、含氯4.76g/L、含砷30.7g/L、含铜
3.96g/L的低浓污酸采用循环富集法得到硫酸浓度15.2wt%的中浓污酸；采用自热系统将中浓污酸通过换热器加热到95°C ±2°C，将硫酸浓度提高到54wt%，挥发出的HF和HCl采用上述方法吸收，脱除污酸中91.8wt%的F、90.7wt%的Cl ;将硫酸浓度为54wt%的高浓污酸冷却至室温，结晶析出68.2%d的As、79.1%的Cu ;过滤分离沉淀得到硫酸浓度为47.9wt%的高浓污酸和砷铜结晶盐。
【权利要求】
1.一种硫化矿焙烧烟气制酸系统污酸的处理方法，其特征是:将烟气洗涤产生的低浓污酸和部分中浓污酸循环洗涤烟气，逐步使硫酸浓度达到25?35wt%的中浓污酸，在循环过程中脱除污酸中部分的F、Cl ;采用自热系统将中浓污酸通过换热器加热，脱除污酸中90wt%以上的F、C1，得到硫酸浓度45?55wt%的高浓污酸，挥发出的HF和HCl分别采用氢氟酸和盐酸吸收；将高浓污酸冷却至室温，结晶析出有价金属离子的沉淀，分离沉淀得到工业应用的硫酸和回收利用的有价金属资源。
2.根据权利要求1所述的硫化矿焙烧烟气制酸系统污酸的处理方法，其特征是:低浓污酸的主要成分为，含硫酸3?10wt%，含氟2?30g/L，含氯0.2?5.0g/L，含砷2.7?35g/L，含铜0.5?4g/L ;换热器对中浓污酸的加热是在93?98°C进行，吸收挥发出的HF和HCl所用的氢氟酸和盐酸浓度分别为5?20被％和5?15wt% ;对高浓污酸结晶析出的是As、Cu离子的沉淀。
3.根据权利要求2所述的硫化矿焙烧烟气制酸系统污酸的处理方法，其特征是:循环用于洗涤烟气的中浓污酸占全部中浓污酸的20?50wt%。
4.根据权利要求2所述的硫化矿焙烧烟气制酸系统污酸的处理方法，其特征是:对中浓污酸通过换热器加热的自热系统热源来自硫化矿焙烧产生的余热。
5.根据权利要求2所述的硫化矿焙烧烟气制酸系统污酸的处理方法，其特征是:所述的高浓污酸在加热时其中的F、Cl分别以气态HF和HCl排出。
【文档编号】C01B7/01GK104386654SQ201410651205
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】朱北平, 曹元庆, 牛辉, 王邦伟, 王私富, 惠寅 申请人:云南华联锌铟股份有限公司