一种铜冶炼制硫酸系统外排废酸中回收铜的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种铜冶炼制硫酸系统外排废酸中回收铜的方法。该方法包括以下步骤：S1，使用电渗析装置处理铜冶炼制硫酸系统外排的废酸，得到含有铜在内的重金属的液体和含砷的稀硫酸；S2，将含有重金属的液体与硫化剂进行硫化反应，控制溶液电位值，使铜以硫化物的形式沉淀出来与其他重金属分离；S3，将S2硫化反应后的产物进行固液分离，得到滤液和滤渣；以及S4，将滤渣返回铜冶炼系统。应用本发明专利技术的技术方案，使用电渗析技术将废酸中的铜与砷分离开，解决了传统的铜冶炼制硫酸系统外排废酸硫化工艺难以将铜、砷分离的问题；另外，硫化反应的滤渣主要成分为硫化铜，滤渣返回铜冶炼系统实现了废酸中大部分铜元素的有效回收。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工领域，具体而言，涉及一种铜冶炼制硫酸系统外排废酸中回收铜的方法。
技术介绍
铜火法冶炼产生的烟气含有大量的SO2，通常配套烟气制硫酸系统以利用硫资源，满足环保要求。冶炼烟气经洗涤净化后，通过催化剂的作用使SO2转化成SO3，并通过浓硫酸吸收将SO3转化为硫酸产品。在烟气洗涤净化过程中，烟气中的砷、氟、氯、重金属烟尘等杂质进入洗涤酸中，当杂质富集到一定程度时即向系统外排出一定量的废酸。铜冶炼制硫酸系统外排废酸中含铜量较高，有些工程可达5～10g/l。目前铜冶炼烟气制硫酸系统外排的废酸多采用化学沉淀法进行处理，即通过加入药剂将废酸中的砷、铜、重金属、硫酸等转化为沉淀从液相分离出来，处理后的废水达标排放。化学沉淀法工艺成熟、投资较低、处理效果稳定，但需要投加大量药剂，同时产出大量废渣，劳动强度大，操作环境差。化学沉淀法产出的废渣含有砷、铜、锌、铅等元素，因此多属危险废物，存在二次污染的风险。并且化学沉淀法中铜与砷同时沉淀，难以分离，铜元素无法实现回收。因此在环保要求日益严格的情况下，该方法亟待改进或替代。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种铜冶炼制硫酸系统外排废酸中回收铜的方法，以解决现有技术中铜冶炼制硫酸系统外排废酸处理工艺难以将铜、砷分离的技术问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种铜冶炼制硫酸系统外排废酸中回收铜的方法。该方法包括以下步骤：S1，使用电渗析装置处理铜冶炼制硫酸系统外排的废酸，得到含有铜在内的重金属的液体和含砷的稀硫酸；S2，将含有重金属的液体与硫化剂进行硫化反应，控制溶液电位值，使铜以硫化物的形式沉淀出来与其他重金属分离；S3，将S2硫化反应后的产物进行固液分离，得到滤液和滤渣；以及S4，将滤渣返回铜冶炼系统。进一步地，硫化剂为硫化钠和/或硫氢化钠。进一步地，S3中采用压滤机进行固液分离。进一步地，进一步包括对S2中硫化反应的尾气进行吸收处理的步骤。进一步地，采用碳酸钠或氢氧化钠溶液对尾气进行吸收处理。进一步地，包括对S3中得到的滤液回用或处理后排放。进一步地，回用是指滤液用作湿法冶炼系统的补充水，或用于制酸系统净化工段的补充水，处理具体包括使用石灰法处理。应用本专利技术的技术方案，使用电渗析技术将废酸中的铜与砷分离开，解决了传统的铜冶炼制硫酸系统外排废酸硫化工艺难以将铜、砷分离的问题；另外，硫化反应的滤渣主要成分为硫化铜，滤渣返回铜冶炼系统实现了废酸中大部分铜元素的有效回收，提高了资源利用效率。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术一实施方式的铜冶炼制硫酸系统外排废酸中回收铜的方法的流程示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。根据本专利技术一种典型的实施方式，提供一种铜冶炼制硫酸系统外排废酸中回收铜的方法。该方法包括以下步骤：S1，使用电渗析装置处理铜冶炼制硫酸系统外排的废酸，得到含有铜在内的重金属的液体和含有砷的稀硫酸；S2，将含有重金属的液体与硫化剂进行硫化反应，控制溶液电位值，使铜以硫化物的形式沉淀出来与其他重金属分离；S3，将S2硫化反应后的产物进行固液分离，得到滤液和滤渣；以及S4，将滤渣返回铜冶炼系统。其中，电渗析是一种利用膜的选择透过性对水中荷电性质不同的离子进行分离进而实现化合物分离的工艺。电渗析装置的主要部件为阴、阳离子交换膜、隔板与电极三部分。阴阳离子选择性的通过阴阳离子交换膜，从而实现废酸中硫酸、砷、氟、氯与重金属的分离。硫酸、砷、氟、氯停留在浓相中，重金属进入到淡相中。电渗析技术虽已有成熟的应用，但主要应用于食品、化工、制药等行业，由于强酸性条件下的电渗析膜研发的困难较大，主要是膜结构的稳定性以及高浓度氢离子对分离性能的影响，并且应用范围不广，因此尚未得到广泛研究和应用，也没有在冶炼废酸处理中应用的实例。应用本专利技术的技术方案，使用电渗析技术将废酸中的铜与砷分离开，解决了传统的铜冶炼制硫酸系统外排废酸硫化工艺难以将铜、砷分离的问题；另外，硫化反应的滤渣主要成分为硫化铜，滤渣返回铜冶炼系统实现了废酸中大部分铜元素的有效回收，提高了资源利用效率。本专利技术中硫化剂可以是硫化钠和/或硫氢化钠，硫化氢、硫化亚铁等，其理论加入量按化学反应平衡计算，实际工程中可以通过投加管道上的调节阀与反应槽出口溶液电位值连锁对加入量进行调节。优选的，硫化剂为硫化钠和/或硫氢化钠，该硫化剂容易获得。采用此硫化剂，主要涉及如下反应：Na2S+H2SO4＝Na2SO4+H2SH2S+CuSO4＝CuS(黑色沉淀)+H2SO4优选的，S3中采用压滤机进行固液分离，可以是使用立式或厢式压滤机。根据本专利技术一种典型的实施方式，该处理方法还包括对S2中硫化反应的尾气进行吸收处理的步骤。优选的，采用碱法吸收工艺对尾气进行处理，使用碳酸钠或氢氧化钠溶液洗涤尾气，吸收其中的硫化氢。根据本专利技术一种典型的实施方式，进一步包括对S3中得到的述滤液回用或处理后排放，其中，回用是指滤液用作湿法冶炼系统的补充水，或用于制酸系统净化工段的补充水，处理具体包括使用石灰法处理。根据本专利技术一种典型的实施方式，如图1所示，工艺步骤如下：S1，使用电渗析装置处理铜冶炼制硫酸系统外排的废酸，得到含有铜在内的重金属的液体和含有砷的稀硫酸；S2，将含有重金属的液体与硫化钠在硫化反应器中进行硫化反应，控制溶液电位值，使铜以硫化物的形式沉淀出来与其他重金属分离；S3，将S2硫化反应后的产物采用压滤机进行固液分离，得到滤液和滤渣；以及S4，将滤渣返回铜冶炼系统，S3中得到的所述滤液回用或处理后排放。另外，还可以包括对硫化反应的尾气进行吸收排放的步骤。下面将结合实施例进一步说明本专利技术的有益效果，以下实施例中没有详细描述的技术手段均可采用现有技术中的常规技术手段实现。实施例1某冶炼厂制酸系统外排的废酸成分如表1所示。表1序号名称单位数据1废酸量m3/d2402废酸中硫酸浓度％903废酸中含砷浓度mg/l120004铜离子浓度mg/l60005铁离子浓度mg/l3006铅离子浓度mg/l1007锌离子浓度mg/l3008氟mg/l10009氯mg/l2000根据图1所示的工艺流程，本实施例的工艺步骤如下：S1，使用电渗析装置处理铜冶炼制硫酸系统外排的废酸，得到含有铜在内的重金属的液体和含有砷的稀硫酸；其中铜元素有90％以上进入含重金属的液体中，砷元素有90％以上进入稀硫酸中，从而实现铜砷分离；含砷的稀硫酸另行处理；S2，将含有重金属的液体与硫化钠进行硫化反应，控制溶液电位值0～150mV，使铜以硫化物的形式沉淀出来与其他重金属分离；铜去除效率可达98％以上；S3，将S2硫化反应后的产物采用压滤机进行固液分离，得到滤液和滤渣；滤液另行处理；S4，将滤渣返回铜冶炼系统。从以上的描述中，可以看出，本专利技术上述的实施例实现了如下技术效果：使用电渗析技术将废酸中的铜与砷分离开，解决了传统的铜冶炼制硫酸系统外排废酸硫化工艺难以将铜、砷分离的问题；另外，硫化反应的滤渣主要成分为硫化铜，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜冶炼制硫酸系统外排废酸中回收铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，使用电渗析装置处理铜冶炼制硫酸系统外排的废酸，得到含有铜在内的重金属的液体和含砷的稀硫酸；S2，将所述含有重金属的液体与硫化剂进行硫化反应，控制溶液电位值，使铜以硫化物的形式沉淀出来与其他重金属分离；S3，将所述S2硫化反应后的产物进行固液分离，得到滤液和滤渣；以及S4，将所述滤渣返回铜冶炼系统。

【技术特征摘要】
1.一种铜冶炼制硫酸系统外排废酸中回收铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，使用电渗析装置处理铜冶炼制硫酸系统外排的废酸，得到含有铜在内的重金属的液体和含砷的稀硫酸；S2，将所述含有重金属的液体与硫化剂进行硫化反应，控制溶液电位值，使铜以硫化物的形式沉淀出来与其他重金属分离；S3，将所述S2硫化反应后的产物进行固液分离，得到滤液和滤渣；以及S4，将所述滤渣返回铜冶炼系统。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫化剂为硫化钠和/或硫氢化钠。3.根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏甲明，高飞，马小乐，岳焕玲，周翠芳，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11