[实用新型]一种含重金属酸性废水的资源化硫化处理系统

说明书

技术领域

本实用新型属于火法冶炼及化工环保领域，具体涉及一种资源化、高效硫化处理冶炼烟气制酸过程中酸性废水的装置。

背景技术

我国有色金属矿来源众多，并且许多金属矿伴生。近年来由于全球富矿紧缺，冶炼企业大量使用低品位矿、复杂多元素矿及高砷氟杂矿。在火法冶炼有色金属过程中，矿石中的金属硫化物燃烧转化成二氧化硫，夹杂在高温的含尘烟气中从冶金炉窑等设备中排入与之配套的冶炼烟气制酸系统。进入冶炼烟气制酸系统的重金属离子、烟尘、卤族元素化合物等有害物质对制酸系统的产品质量有影响，需要在制酸系统净化工序排出，排出的稀硫酸溶液含有这些杂质，对环境危害大，需要处理达标后方可排放到厂外环境中。

酸性废水的高效、低成本达标处理一直以来是烟气制酸系统的难题。目前有色金属冶炼企业酸性废水处理技术90%以上均采用硫化法作为其处理工艺的某一单元。硫化法是指向酸性废水中投加硫化剂，使酸性废水中大部分金属离子与硫化剂基于各种硫化物溶度积不同而生成难溶金属硫化物沉淀分离的方法。常用的硫化剂为硫化钠溶液，按照《重金属污水化学法处理设计规范》，硫化钠的投配质量分数需控制在10%之内，10%的硫化钠溶液由有效成分仅为60%的工业固体硫化钠溶解配置而成。该工艺一直面临着硫化效率低、硫化危废渣量大、装置投资费用高、硫化剂未得到资源化综合利用等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是改进上述现有酸性废水硫化技术中存在的问题，提供一种硫化效率高、硫化危废渣量小、硫化运行成本低、硫化剂综合利用的酸性废水硫化装置。

本实用新型的技术方案：一种含重金属酸性废水的资源化硫化处理系统，包括硫化钠溶解槽、硫酸稀释器、固定床反应器、真空干燥器、气体发生器、气体缓冲罐、硫化反应器、酸性废水调节池、碱液吸收塔、浓密机、压滤机，所述硫化钠溶解槽通过管道连通所述气体发生器，所述硫酸稀释器通过管道连通所述气体发生器，气体发生器设有排气管，排气管连通所述气体缓冲罐，气体缓冲罐通过气泵、管道连通所述硫化反应器，所述酸性废水调节池通过管道连通所述硫化反应器，所述硫化反应器设有余气排出口，余气排出口通过风机、管道连通所述碱液吸收塔，所述硫化反应器通过管道连通所述浓密机，所述浓密机通过泥浆泵连接所述压滤机；所述气体发生器通过管道连通所述真空干燥器，真空干燥器内的固态硫酸钠转入固定床反应器；组成部分间的物料输送时能实现自流的通过管道连通，管道上设截止阀，不能实现自流的，在连通管道上设泵、风机等强制输送；所述硫酸稀释器、气体发生器设有冷却装置；硫化钠溶液从硫化钠溶解槽出后进入气体发生器，硫酸从硫酸稀释器出后进入气体发生器，气体发生器中溶解的硫化钠溶液和加入的硫酸反应生成气体硫化氢和液相硫酸钠溶液，硫化氢气体经气体缓冲罐（储存硫化氢气体）进入硫化反应器，来自冶炼烟气制酸过程中含杂质的酸性废水在酸性废水调节池内汇集均化，均化后的酸性废水用泵输送至硫化反应器中，残余硫化氢气体进入碱液吸收塔被吸收，硫化后的酸性废水进入浓密机进行浓密增稠，增稠底液经泥浆泵输送至压滤机，压滤机分离固液。

在硫化钠溶解槽中用70~90℃热水将工业级硫化钠溶解，硫化钠溶解槽设有搅拌器，以提高溶解效率。硫酸稀释器用于将质量浓度为98%的原料浓硫酸稀释至质量浓度75%，硫酸稀释器需要不断冷却，以移除硫酸稀释时放出的大量热量。

所述气体发生器的冷却装置为器外壁设置的高压夹套水管循环冷却装置，以不断持续给气体发生器降温，维持内部反应进行。

所述真空干燥器用于将硫酸钠溶液蒸发干燥，形成固态硫酸钠。真空干燥器有集液槽，真空干燥器中蒸发出的水份收集到集液槽，收集的液体输送到硫化钠溶解槽用于溶解硫化钠，以减少系统的水耗。

所述碱液吸收塔的碱液区设有排液口，排液口通过泵、管道与所述硫化钠溶解槽相连通。

所述硫化反应器的硫化氢气体进入管设在顶部，酸性废水进入管接入硫化氢气体进入管，硫化氢气体自硫化反应器顶部垂直进入，酸性废水通过硫化氢管道逆喷随硫化氢一起进入硫化反应器内，酸性废水中的重金属与硫化氢反应生成金属硫化物沉淀。对于水量较大系统，可用两到三台硫化反应器串联运行，提高硫化效率。

碱液吸收塔中用氢氧化钠液将硫化反应器中多余的硫化氢吸收后达标排放，吸收液的主要成分为可溶性的硫化钠，返回至硫化钠溶解槽重复利用。所述吸收装置配置液相换热器，通过不断为吸收液降温以保证吸收效果，换热器可选择占地面积较小的板式换热器，碱液吸收塔所用氢氧化钠液的质量浓度为32%。