一种有色金属冶炼污酸净化处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种有色金属冶炼污酸净化处理方法，包括如下步骤：(1)在污酸中加入浓硫酸，调节酸度达到40～50g/L，加入白烟灰，在温度为70～80℃下浸出，然后加入氧化锌使pH达到2.5～3.0，搅拌反应并过滤；(2)将滤液分别通过氯离子交换树脂除氯，氟离子交换树脂除氟；(3)将离子交换后的液体分别经旋流电积除砷，旋流电积回收锌。本发明处理过的污酸达到零排放，且能够分离出其中的砷，回收其中的重金属锌，解决了传统污水处理产生石膏渣的堆存问题，达到铅锌铜联合冶炼企业污水、固废的零排放和综合回收与利用。
【专利说明】一种有色金属冶炼污酸净化处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有色金属冶炼领域，具体涉及一种污酸净化处理方法。
【背景技术】
[0002] 污酸是冶炼烟气制硫酸过程中洗涤烟气产生的废酸。有色金属冶炼厂硫酸车间净 化工段对冶炼烟气进行洗涤净化后，烟气中的砷、氟、氯、烟尘等杂质进入循环酸中，当杂质 富集到一定程度时即向系统外排出一定量的污酸。有色金属冶金产生的污酸，其酸度高、重 金属种类多且浓度高，同时含有大量难以去除的砷、氟、氯。现阶段主要采用石灰石膏法、化 学沉淀法、石灰铁盐法、硫化法、膜法等各种方法进行组合处理，处理工艺存在处理费用高、 难以稳定达标排放、出水钙离子浓度高回用困难、石膏渣堆存填埋占用土地资源量大、反渗 透膜易堵塞等诸多缺点，难以满足国家环保新政策的要求。如何稳定的去除砷、氟、氯，且能 够回收酸性重金属污水中废酸及有价金属成为摆在环境保护研究工作者面前的一道难题。
【发明内容】
[0003] 本发明针对现有技术的不足，提供一种有色金属冶炼污酸净化处理方法，采用本 发明的工艺处理过的污酸达到零排放，且能够分离出其中的砷，回收其中的重金属锌。
[0004] 本发明的有色金属冶炼污酸净化处理方法，步骤如下：
[0005] a、将铅或锌冶炼厂的污酸加入浓硫酸调节酸度达到40?50g/L，加入铜冶炼厂的 白烟灰（污酸和白烟灰液固比40?50 : 1)，在温度为70?80°C下浸出，然后加入锌冶炼 厂的氧化锌PH达到2. 5?3. 0,搅拌反应，经过滤得到经一次处理的污水。
[0006] b、将步骤a的经一次处理的污水泵入氯离子交换树脂除氯，得到经二次处理的污 水。
[0007] c、将步骤b的经二次处理的污水泵入氟离子交换树脂除氟，得到经三次处理的污 水。
[0008] d、将步骤c的经三次处理的污水经旋流电积除重金属和砷，得到经四次处理的电 积后液和电积渣。
[0009] e、将步骤d的经四次处理的电积后液经旋流电积回收其中的锌。
[0010] 步骤d的电积渣送至锌冶炼厂的回收系统，回收其中的锌，固化其中的砷。
[0011] 步骤b中的氯离子交换树脂达到饱和时，用硫酸逆流再生。再生液为盐酸，可回收 利用。
[0012] 步骤c中的氟离子交换树脂达到饱和时，用硫酸铝溶液逆流再生。再生液经沉淀 后得氟化铝固体，上清液为硫酸，均可回收利用。
[0013] 本发明采用离子交换树脂方法除氟氯，原理为：当含氯、氟高的硫酸锌溶液分别进 入到氯、氟离子交换柱，氯离子、氟离子将分别取代各自树脂上的硫酸根，从而从溶液中将 氯、氟去除。树脂吸附一段时间后，达到饱和状态，为了在吸附和解析氯、氟离子的过程中不 引入新的离子，常选用硫酸作为氯离子交换树脂的解析剂，硫酸铝作为氟离子交换树脂的 解析剂。
[0014] 与传统电积技术相比，旋流电积技术可以在目标金属离子浓度较低的多金属溶液 中进行选择电积，并且获得高纯度金属产品。旋流性电积阴极反应：金属（或类金属）阳离 子在阴极得到电子形成金属（或类金属）：Zn 2++2eT= Zn、As 3++3eT= As ;阳极反应：阳极有 几个可能的反应，最主要的反应是溶液中的水氧化产生氧气，反应如下：2H20 = 02+4H++4e' 当电解液中的金属浓度降低时，很难保证金属在阴极还原而不产生其它反应，在金属浓度 较低时最易发生的化学反应是氢气的产生，反应如下 ：2H++2eT= H2。
[0015] 本发明先将污酸进行调酸和中性浸出，然后采用离子交换树脂方法除氟氯，步骤b 氯的脱除率可达95%，步骤c氟的脱除率可达90%。采用旋流电积技术除砷、回收锌，步骤 d砷的脱除率可达99. 2%、锌的脱除率可达60%。氯、氟、砷去除率稳定，对系统中的氯、氟、 砷形成开路。水处理中不引入钙离子且直接回用，减少了管道设备结垢的可能性，解决了传 统污水处理产生石膏渣的堆存问题。本发明达到铅锌铜联合冶炼企业污水、固废的零排放 和综合回收与利用。本发明的方法处理效果稳定、高效、操作简单；工艺流程短，占地面积 少；成本低，节能环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 附图1为本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
[0017] 为了便于理解本发明，以下用实施例予以详细的说明。
[0018] 白烟灰是金属冶炼过程中烟气收尘所得烟灰，一般主要成分含量范围为：Pb 48 ?50%，As 13 ?15%，Zn 3 ?4%。
[0019] 实施例1
[0020] 本实施例所用污酸来自甲厂和乙厂，但两厂的污酸酸度差距大，F含量低于标准水 平，所以先进行了酸度和F含量的调配。
[0021] (1)调酸和中浸
[0022] ①将甲厂和乙厂的污酸按体积比为2 : 1进行混合，以使处理的污酸酸度更具典 型性，再加入60mL浓硫酸至溶液的酸度为43g/L，同时为加入8. 8g NaF，使F含量更符合典 型污酸的F含量；混合后各成分含量见下表：
[0023]
【权利要求】
1. 一种有色金属冶炼污酸净化处理方法，包括如下步骤： (1) 在污酸中加入浓硫酸，调节酸度达到40?50g/L，加入白烟灰，在温度为70?80°C 下浸出，然后加入氧化锌使pH达到2. 5?3. 0,搅拌反应并过滤； (2) 将滤液分别通过氯离子交换树脂除氯，氟离子交换树脂除氟； (3) 将离子交换后的液体分别经旋流电积除砷，旋流电积回收锌。
2. 根据权利要求1所述的有色金属冶炼污酸净化处理方法，其特征在于污酸为铅或锌 冶炼污酸，白烟灰为铜冶炼烟灰。
3. 根据权利要求1或2所述的有色金属冶炼污酸净化处理方法，其特征在于步骤（1) 中污酸和白烟灰按液固比40?50 : 1加入。
4. 根据权利要求1所述的有色金属冶炼污酸净化处理方法，其特征在于步骤（2)所用 氯离子交换树脂和氟离子交换树脂为苯乙烯系阴离子交换树脂。
5. 根据权利要求1或4所述的有色金属冶炼污酸净化处理方法，其特征在于步骤（2) 离子交换流速为1700?1800mL/h。
6. 根据权利要求1、2或4所述的有色金属冶炼污酸净化处理方法，其特征在于步骤 ⑶旋流电积除砷条件为：温度70?80°C，电流密度1200?1500A/m2,电解液pH 2. 5? 3. 0 ;旋流电积回收锌条件为：温度70?80°C，电流密度400?500A/m2,电解液pH 2. 5? 3. 0。
【文档编号】C25C1/16GK104478140SQ201410690268
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】李绪忠, 肖功明, 虢振强, 王水云, 高伟, 卢丽, 赵凌波, 陈林, 吴班, 陈寒秋, 邓涛, 门海芬, 张弘强, 贺迎春, 夏传 申请人:长沙有色冶金设计研究院有限公司, 五矿铜业(湖南)有限公司, 浙江科菲科技股份有限公司, 湖南合晟节能环保科技有限公司