[发明专利]一种铜冶炼硫酸污酸废水资源利用和得到含砷产品的方法

说明书

本发明属于工业污水处理技术领域，具体公开了一种铜冶炼硫酸污酸废水资源利用和得到含砷产品的方法，步骤：1、氧化三价砷：污酸废水依次经过空气、双氧水氧化。2、砷和氟氯分离：氧化后进行负压蒸发得到含氟氯的冷凝液A、浓缩液B和五氧化二砷结晶体。3、氟氯分离：用氧化镁对冷凝液A吸收，得到氟化镁产品和稀盐酸。4、回收有价金属：向浓缩液B中加入硫化钠溶液，得到有价金属沉淀和含砷废液C，有价金属沉淀可回炉提炼。5、结晶：向含砷废液C中加入片碱或回用的浓缩碱液E，调节pH至13.5‑14.0，得到砷酸钠产品和结晶滤液D，结晶液滤D浓缩后得到硫酸钠产品和浓缩碱液E。本发明将硫酸污酸废水进行资源回用，并得到五氧化二砷和砷酸钠产品。

技术领域

本发明涉及工业污水处理技术领域，尤其涉及一种铜冶炼硫酸污酸废水资源利用和得到含砷产品的方法，本发明方法适用于高酸度、含氟氯砷及有价金属的废水处理。

背景技术

硫酸污酸广泛存在于铜冶炼行业，它具有酸度大、含砷氟氯以及其他有价金属元素的特点，是铜冶炼行业最难处理的一股废水。处理这股废水的传统技术是硫化法和石灰铁盐法，它们虽然都能使硫酸污酸废水达到国家排放标准。但是随着环保法律法规也越来越严格，达标排放已经不能满足现在的环保要求，硫酸污酸的资源回用是大势所趋。

目前硫酸污酸资源回用的处理技术有两种，一种是“硫化除砷+热风吹脱除氟氯+酸浓缩回用”，另一种是“蒸发浓缩除氟氯+硫化除砷+酸浓缩回用”。前者存在的技术难点如下：①污酸中的有价金属元素因为浓度相对较低，不能有效区分硫化砷和其他有价金属的硫化物的分界点，导致有价金属不能回收利用；②酸浓缩后，其浓缩液中砷含量超出国家标准，需要进一步的硫化除砷后，才能回用；③热风吹脱氟氯效率较低，所消耗的热风量较大。后者存在的技术难点是：①硫化处理成本比较高，产生的硫化砷渣极难处理。②负压蒸发的同时，砷和氟氯一起进入冷凝液，砷逃逸至冷凝液的比例最高可达20％，导致冷凝液不能回用，只能通过加钙的方式进行处理，则导致较多的含砷钙渣产生；(申殿邦.有色冶炼烟气制酸所产污酸处理技术的研究[C]2011.)和(刘晓来.铜冶炼污酸蒸发浓缩除氟、氯、砷实验研究[D].2014.)。

因此如何高效实现砷与氟氯的分离、污酸中有价金属回收、无硫化砷渣产生、实现砷的产品化是十分有意义的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题和硫酸污酸废水特殊的水质状况，提出一种新的铜冶炼硫酸污酸废水资源利用和得到含砷产品的方法，所述硫酸污酸为铜冶炼企业烟气生产硫酸过程中产生的硫酸污酸废水，简称“污酸”。所述污酸中砷含量在5-10g/L；氯离子含量在0-10g/L(优选不取0)；氟离子含量在0-5g/L(优选不取0)，有价金属元素含量总和在0.5-5g/L(优选0.8-2g/L)；

所述有价金属元素包括但不限于铜、铅、镉、锌。

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的。

一种铜冶炼硫酸污酸废水资源利用和得到含砷产品的方法，依次包括如下步骤：

(1)氧化阶段：在污酸废水储罐中对污酸进行空气曝气，气液比为1.0，曝气时间为5-15h，曝气后溶液中溶解氧在8.5-9.5mg/L；再向曝气后的污酸废水中加入质量分数为8-10％的双氧水，进一步氧化污酸中的三价砷。

所加双氧水中过氧化氢的物质的量与曝气后污酸中三价砷物质的量比值为(1-1.3)：1。

所述双氧水的加入方式为从双氧水氧化反应装置的底部分两步投加，第一步加入量为总投加量的70-80％，第二步投加剩余双氧水；

测经双氧水氧化后污酸的pH值；

如果测得pH值≥1.0，则加入浓度不低于95wt％的硫酸至pH值1.0，然后进入步骤(2)；

如果测得pH值1.0，则直接进入步骤(2)；