SMM4月26日讯：在SMM主办的2023SMM（第十八届）国际铜业峰会-铜矿&铜冶炼可持续发展论坛上，长沙有色冶金设计研究院有限公司教授级高工、全国有色行业设计大师副总工程师李绪忠给大家带来了铜冶炼废水处理技术及发展方向的分享。铜冶炼厂废水分类、污酸处理技术、酸性废水处理技术、初期雨水处理技术、一般生产废水处理技术、废水处理零排放技术以及发展方向等均是其介绍的角度。
铜冶炼厂废水分类
污酸处理技术
污酸蒸发浓缩+硫化法技术：
该技术是利用热风将浓度低的污酸蒸发浓缩产出55%的浓缩酸，同时脱除污酸中的氟和氯。浓缩酸用硫化法除去杂质铜、铅、砷后，过滤得到纯净的浓缩酸，返到硫酸生产系统或其他生产系统使用。该技术已有工程案例。
特种纳滤膜法：
该技术是用0.5~5nm、表面ZETA电位为-5~-50mV的非对称膜将所有酸液进行膜分离，得到含重金属离子和少量卤离子的酸液，同时得到富集卤离子的废水。去除酸液中的重金属离子，得到净化稀酸，净化稀酸进行浓缩或回用于制备聚合硫酸铁絮凝剂。该技术为中国科学院过程工程研究所提出。
“硫化+选择性分离离子膜”技术：
该技术是在污酸中投加硫化剂，先回收部分有价金属，再脱除砷；处理后的污酸在电场作用下，采用选择性分离离子膜对氟离子、氯离子与硫酸根离子进行电电渗析分离，氟离子、氯离子脱除后得到的稀硫酸回用于生产；高氟氯废水采用中和+吸附处理回用或排放。该技术为北京矿业科技集团有限公司提出。
“硫细菌还原硫酸盐”技术：
该技术采用氧化锌中和，在一定环境下，引入硫细菌，提供电子供体，硫细菌可以还原硫酸盐得到S2- ，去除重金属，氯化钙除氟，该法生化反应条件苛刻，且要牺牲酸度，是以排放为目的，氯离子不做要求。欧洲已有案例。
污酸中氟、氯及砷等重金属分离后，污酸资源化就能实现了，同时可回收重金属。
酸性废水处理技术
1） 石灰中和法
石灰中和法是向重金属废水中投加石灰乳(Ca(OH)2)，使重金属离子与氢氧根反应，生成难溶的金属氢氧化物沉淀、分离。对于含有多种重金属离子的废水，可以采用一次中和沉淀，也可以采用分段中和沉淀的方法。一次中和沉淀是一次投加碱，提高pH 值，使各种金属离子共同沉淀。分段中和是根据不同金属氢氧化物在不同pH值下沉淀的特性，分段投加碱，控制不同的pH 值，使各种重金属分别沉淀，有利于分别回收不同金属。该技术流程短、处理效果好、操作管理简单、处理成本低廉、便于回收有价金属的特点。各种金属离子的去除率分别可达：Cu 98~99%、As 98~99%、F 80~99%、其他重金属离子98~99%。该技术适用于含铁、铜、锌、铅、镉、钴、砷废水的处理，该技术不适用于汞的脱除。
2） 、石灰-铁盐（铝盐）法
石灰-铁盐法是向废水中加石灰乳(Ca(OH)2)，并投加铁盐，如废水中含有氟时，需投加铝盐。将pH调整至9~11，去除污水中的As、F、Cu、Fe 等重金属离子。铁盐通常采用硫酸亚铁、三lv化铁和铁盐，铝盐通常采用硫酸铝、氯化铝。该技术除砷效果好，工艺流程简单，设备少，操作方便，可去除钒、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镉、锡、汞、铅、铋等，可以使除汞之外的所有重金属离子共沉；但砷渣过滤困难。各种金属离子去除率分别为：Cu 98~99%、As 98~99%、F 80~99%、其他重金属离子98~99%。
该技术适用于含砷、含氟废水的处理。
酸性废水处理技术及评价
初期雨水处理技术
初期雨水来源、水质及污染特征：
来源：降雨初期时的雨水溶解了空气中的大量酸性气体、工厂废气等污染性气体。降落地面后，又由于冲刷厂房屋面、厂区道路等，使得前期雨水中含有大量的污染物质，下表为180d内本冶炼厂初期雨水水质监测结果。污染特征：可以看出初期雨水水质已经超出直接排放水体水质标准，携带的污染种类多且难于控制。主要污染物为pH值、重金属、悬浮泥沙等污染物，并且含有砷。
初期雨水处理技术：
1）混凝沉淀（含磁混凝）
2）石灰铁盐除砷
3）硫化剂、重金属捕捉剂、生物制剂去除除重金属
一般生产废水处理技术
一般生产废水处理常用技术：
1 ）净化+膜法废水深度处理技术
净化+膜法废水深度处理技术是为提高水的重复利用率，对一般生产废水进行深度处理，使处理后水质达到工业循环水的标准，回用于循环水系统的补充水。除盐产生的浓盐水回用于冲渣等，不外排。膜分离技术是利用高压泵在浓溶液侧施加高于自然渗透压的操作压力，逆转水分子自然渗透的方向，迫使浓溶液中的水分子部分通过半透膜成为稀溶液侧净化水的过程。其工艺过程包括盘式过滤或精密过滤、微滤或超滤、反渗透等。
反渗透系统产生的淡水回用于生产线，浓水可独立处理后排放，也可将浓水排入废水调节池进一步处理。该技术工艺流程短，减少占地面积。全过程均属物理法，不发生相变。
2） 废水除油技术
含油废水先经隔油池回收浮油，再进行第二步油水分离，常用的方法有活性炭吸附法及粗粒化油水分离法等。
废水除油可使用融合多种除油技术，集污水的预处理、油水分离和油的回收于一体的高效油水分离装置。出水含油低于5mg/L。
该技术适用于萃余液、反萃废水等含油废水的处理。
3） 一般废水处理常用技术评价
一般废水处理新技术
1 )电絮凝法处理重金属废水
电絮凝法是以铝、铁等金属为阳极，以石墨或其他材料为阴极，在电流作用下，铝、铁等金属离子进入水中与水电解产生的氢氧根形成氢氧化物，氢氧化物絮凝将重金属吸附，生成絮状物，从而使水得到净化。
该技术具有结构紧凑，占地面积小，不需要使用药剂，维护操作方便，自动化程度高等优点。但该技术电源性能有待改善，目前只适用于处理中低浓度重金属废水，产生的二次固体废弃物较多，易造成二次污染。
2 )微生物法处理重金属废水
微生物处理法是利用细菌、真菌（酵母）、藻类等生物材料及其生命代谢活动去除或积累废水中的重金属，并通过一定的方法使重金属离子从微生物体内释放出来，从而降低废水中重金属离子的浓度。微生物法处理重金属废水主要通过吸附作用及沉淀作用。微生物法处理重金属废水与传统的物理化学方法相比有以下优点：运行费用低，生成的化学或生物污泥量少；去除极低浓度重金属离子的效率高；操作pH 及温度范围宽(pH3~9，温度4~90℃)；高吸附率，高选择性。技术研发重点集中在菌种的分离提取、基因工程菌的构造、混合菌的培养、优势菌的筛选、培养、驯化等方面。
废水处理零排放处理技术
综合废水深度处理技术路线
1、除硬度：采用CO2+NaOH脱钙软化，树脂深度除硬度；
2、除COD：采用高级氧化技术；
3、脱盐淡化：采用高压海淡膜+碟管式反渗透浓缩，辅以中低压卷式膜对产水进行脱盐；
4、蒸发结晶：采用硫酸钠三效结晶+冷冻结晶+氯化钠单效结晶+杂盐干燥进行盐硝分离。
发展方向
废水、初期雨水的收集：
1）废水从埋地自流输送发展为压力输送
2）初期雨水分区域多点收集后统一输送
3）屋面初期雨水收集与地面初期雨水分质收集
4）塑料排水明渠成套产品应用于雨水收集
分子筛技术净化污酸：
首先，去除悬浮物后的污酸加入分子筛（硅铝酸盐）吸附氟、氯，然后用改性分子筛（硅铝酸盐，里面负载铁离子）吸附砷及重金属，得到相对纯净的污酸。
吸附量25%-28%，目标物去除率可达95%到98%，分子筛吸附饱和后，用浓硫酸解吸，重复使用。
该技术有长沙达诺智能科技公司提出，目前进入扩大试验阶段。
硫酸钠制酸碱技术（双极膜）
双极膜电渗析（BPED）是一种利用离子在直流电场下迁移作用的电化学分离过程。双极膜电渗析是在直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性，使溶液中呈离子状态的溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。
产品：
80g/L的氢氧化钠
98g/L的硫酸
石膏渣的提纯技术应用可行性
清华大学化工系持续开展 “固固分离平台技术”研发，研究难处理大宗工业固废和贫杂资源的高效分离，在工业石膏（磷石膏、脱硫石膏、钛石膏、氟石膏等）全面除杂、难处理贫杂矿或冶金渣（磷、钛、锰、铁、镍、贵金属等）富集分离等方面取得突破，正与相关单位合作推进产业应用。该技术也可望用于其它贫杂无机资源的廉价高效分离富集。
原料：工业固废石膏（磷石膏、脱硫石膏、钛石膏、氟石膏等）；
产品：高纯石膏：纯度≥98%, 白度≥90，Cl-≤200ppm；
除杂成本：100-150（原料级）-200-250（填料级）元/吨；（注：不含烘干或焙烧成本）
售价：>500（原料级）-800（填料级）元/吨；
投资：1000-2500 万元（1-10 万吨/年）；年利润：500-3000 万元，1-2 年收回投资。
高级氧化技术运用
废水深度处理时应去除COD,可采用高级氧化技术：
臭氧催化氧化法、臭氧双氧水法、电化学催化氧化法、多维电解吸附法。
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