一种铜冶炼硫化后液及生产废水的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水处理方法，具体是一种铜冶炼中硫化后液及生产废水的处理方 法。
【背景技术】
[0002] 铜冶炼生产过程中产生了大量的生产废水，分别来自生产的各工序：精矿干燥、熔 炼炉、转炉、阳极炉、发电车间、制氧站、硫酸车间、电解车间、渣冷等；废水中的主要污染成 分为酸碱、悬浮物、重金属离子（如Cu、Pb、CcU As等）等；在铜冶炼厂废水处理过程中，为 中和大量的酸性废水，传统的石灰铁盐法投加了大量的石灰乳、硫酸亚铁，这样就造成了最 终出水中Ca 2+含量较高（约600~1000mg/L)，总溶解性固体（盐类）也较高；另外，传统 的石灰铁盐法的处理流程冗长、运行管理复杂、成本相对较高，而且出水只能基本做到达标 排放，不满足回用水的水质标准；因此，如何提高铜冶炼废水回用处理的技术研宄是国内外 科研工作者、工程技术人员所研宄的热点之一。
[0003] 国内现阶段铜冶炼企业处理硫化后液及生产废水的方法主要有石灰-硫酸亚铁 二段法、石灰-电化学二段法、石灰中和-硫酸亚铁一段法等，一般进入污水处理站的污 水特点是处理量大，成份复杂，重金属离子，特别是砷离子，给污水处理工艺的选择带来一 定的难度。按照《铜、钴、镍工业污染物排放标准》（GB25467-2010)限定的砷排放浓度为 0. 5mg/L，在设计选取的工艺指标中，砷离子的总去除率要达到99 %以上，才能使处理水达 标排放；石灰-硫酸亚铁一段法，多年前已经被实践证实达标率低于90%，污泥多，药剂消 耗大；采用石灰-电化学方法进行废水处理保证达标率，但电化学法存在自动化要求高、铁 极板消耗量大、一次基础设施投入大等缺点；石灰-硫酸亚铁二段法中一段石灰法的砷去 除率仅达98 %，若要实现砷达标必须设定两段（两个沉淀池），在二段投加铁盐处理，才能 实现砷达标，成本高。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种污泥产生量低、达标率较高且稳定的铜 冶炼中硫化后液及生产废水的处理方法。
[0005] 本发明解决以上技术问题的技术方案：
[0006] 一种铜冶炼硫化后液及生产废水的处理方法，其特征是它包含以下步骤：
[0007] (I)PH调节和初步沉淀，向待处理溶液中投入氢氧化钙至PH为10,得到初步处理 溶液；
[0008] (2)二次沉淀除砷，向步骤一初步处理溶液中投入强氧铁，持续搅拌反应，通过补 加强氧铁来保持溶液的PH为8. 5,按以往我公司实验数据，氢氧化钙与强氧铁需按先后顺 序分开投加，氢氧化钙投加后控制PH = 10,使上述反应中的铁砷盐和钙盐在碱性条件下完 全沉淀；在上述反应中，要保证砷的去除率达到99%，关键在控制强氧铁中和反应的条件， PH = 8. 5时，可使出水中As < 0? 5mg/L ;
[0009] 强氧铁是一种聚合高分子铁，具有强氧化性、絮凝性、重金属捕捉性等优势，能够 有效氧化废水中As离子使其由三价砷变为更易沉淀的五价砷，五价砷的盐类比三价砷的 盐类溶解度小，且砷的铁盐溶解度亦很小，在高分子铁的作用下，砷可以较完全氧化并沉 淀，大幅提高砷的去除率。根据生产经验，砷去除率可以达到99%以上；
[0010] 主要反应机理：
[0011] 2Fe (OH) 3+3As203= 2Fe (AsO 2) 3 I +3H 20，
[0012] Fe (OH) 3+H3As04= FeAsO 4 I +3H 20 ;
[0013] (3)沉淀分离，在与步骤二相同的搅拌条件下，向步骤二溶液中继续加入PAM(聚 丙烯酰胺，非离子型高分子絮凝剂），持续搅拌3~5min后进行固液分离，所述固体混合物 进行压滤后得到污泥和滤液，污泥即能排出；其滤液可作循环水使用；
[0014] 污泥产生量主要来自于废水中酸度及砷的含量，酸度恒定时，影响因素来自于砷 能否去除，由于硫酸亚铁在去除砷时需要由二价铁氧化为三价铁的过程中反应效率不高， 需要大量投加硫酸亚铁保证砷的去除。最后还需要投加大量石灰将酸性硫酸亚铁中和为碱 性致使整体污泥量产生较多，而强氧铁为三价铁无需进行氧化，有效成分多，利用效率高。 通过投加强氧铁可以避免过量无效铁的投加，进而减少石灰投加量。
[0015] 本发明进一步限定的技术方案为：
[0016] 进一步的，步骤二中，当As含量在50~300mg/L之间时，也可按照Im3废水对应 4kg强氧铁进行投加，可以保证废水中砷及其他重金属离子的充分去除。当As含量低于 50mg/L时，强氧铁的投加量可适当降低，但仍需通过补加强氧铁来保持溶液的PH为8. 5。
[0017] 进一步的，强氧铁中各化合物按质量比计为，聚合硫酸铁：硫酸亚铁：亚硝酸 钠：双氧水=100 : 5 : 1 : 0.5。该配方的主要特色在于：既有铁离子的絮凝性能，同时 双氧水在酸性条件及二价铁离子的催化作用下释放出氧化性较强的羟基自由基，使药剂本 身具有非常强的氧化性，能够有效氧化废水中As离子使其从三价砷变为更易沉淀的五价 砷，且砷的铁盐溶解度亦很小。在高分子铁的作用下，砷可以较完全氧化并沉淀，大幅提高 砷的去除率。根据云铜冶炼加工总厂的生产经验，砷去除率可以达到99%以上。
[0018] 进一步的，待处理溶液通过溜槽导入一次反应槽中进行步骤一的处理，处理完得 到的所述初步处理溶液分为两部分，其分别为：一部分作为反应溶液运送至下一工段的二 次反应槽进行步骤二的反应，另一部分作为预混溶液被抽送至溜槽的入口端与待处理溶液 预混。高浓度石灰回流技术的目的是大幅提高石灰有效成分的利用效率，根据生产经验， 可以减少25%以上的石灰投加量，并减少污泥中氢氧化钙含量，从而实现石灰、污泥同时减 量。
[0019] 我公司通过多年研宄发现，若进行连续生产流程，石灰投加在一次反应槽中，会有 一半以上氢氧化钙反应不完全而进入下一段的曝气及沉淀池中，导致了石灰无用消耗及污 泥增加；故我公司在一次反应槽前加一段1米左右溜槽，把硫化后液及生产废水通过溜槽 进入一次反应槽；根据云铜冶炼加工总厂的生产经验，两部分混合液比约为1 : 1。
[0020] 进一步的，预混溶液从槽底向上1/3H处抽取，其中H为所述初步处理溶液的总深 度，抽取速度为lm/s，在一次反应槽上设泵，泵进口位于一次反