污酸综合治理方案

1污酸综合治理方案广州市绿易化工科技有限公司©20112目录一、污酸背景...........................................................................................................................................................3二、治理方案...........................................................................................................................................................3三、回收价值分析...................................................................................................................................................4四、总结...................................................................................................................................................................53一、污酸背景有色金属是国民经济重要的基础原材料，是我国城镇化、工业化、信息化、低碳化的过程中不可缺少的拼图。预计2010年十种有色金属产量将超3100万吨，其中铜、铅、锌产量约占总产量的45%。这三种金属的生产皆以硫化矿为主要原料，建立制酸系统来缓解SO2的排放问题。冶炼过程中产生的烟气，在送入硫酸车间前，先在净化工序的空塔中洗涤除杂。为避免洗涤水中杂质浓度过高，制酸系统需要排放出一部分的废酸，即为污酸。无独有偶，以硫铁矿为原料的制酸工厂亦会产生大量的污酸，每生产一吨硫酸会产生约50kg污酸。由于烟气中含有大量的细颗粒烟尘，砷、汞、铅、锌、镉等金属蒸汽，SO2和SO3等，在洗涤过程中这些物质进入污酸，导致污酸的性质非常复杂，体现在如下几点：1)成分复杂。污酸中含有铜、铅、锌、镉、砷、汞等重金属离子，一般含量根据矿物的成分而定。2)酸度高。污酸中硫酸的质量分数大多超过5%，部分甚至达到30%。3)As含量高。砷的浓度大多超过1g/L，部分甚至达到10g/L。大多以亚砷酸的形式存在。目前对于污酸的治理方法有“石灰多段中和”、“石灰中和——铁盐絮凝”、“电石渣中和法”。这些工艺或可将污酸治理至达标水平，但皆存在着以下一些缺陷。1)污酸酸度高，中和剂消耗量大，同时产生大量石膏渣。石膏渣中混合着砷酸钙、亚砷酸钙，综合利用困难。2)用石灰中和，污酸中酸未能充分利用。3)有价金属难回收。石灰第二段中和将大部分有价金属沉淀下来，有价金属品位低，回收困难，基本无回收价值。4)砷酸钙、亚砷酸钙在酸性条件下不稳定。长期堆存时，在酸雨的作用下，易分解，造成二次污染。砷酸铁是国际公认的最为有效固定砷的一种化合物，被广泛用于治理水体中的砷污染。为此，拟采用“碱性有色废料中和——砷酸铁结晶固砷”方案治理污酸，并回收污酸及废料中有色金属。二、治理方案以碱性(非钙系)废料（暂定为电弧炉废钢炼钢产出的烟尘）为中和剂，调节、控制特定的条件，从溶液生长出砷酸铁、二水合砷酸铁（臭葱石），并在后续过程中相继回收各有价金属。本方案的主体流程如下：4回收金属水处理pH调节浸渣盐酸(含砷)污酸EAFD砷酸盐结晶砷酸铁石膏试剂2金属产物试剂1返下一轮深加工净水氯化钙体系转换图1污酸治理方案主体流程图工艺说明：1)将污酸的硫酸体系，转变为盐酸体系，并保持溶液高酸性质，这样产出硫酸钙，杂质较少，送去深加工，产出附加值较高的产品。2)用电弧炉尘调节溶液至pH0.5~1.5，此时炉尘中的氧化锌，二价铁，铅溶解进入溶液，消耗酸，并提供一定的铁，供沉砷用。中和渣循环使用至一定程度后，送有关工厂深度回收。3)控制一定的铁砷摩尔比，加入试剂1，结晶产出砷酸铁或臭葱石。多余的铁以针铁矿或氢氧化铁形式沉淀出来，并进一步共沉淀砷、锑、锗、氟。4)以金属硫化物、氧化物的形式分步回收金属。该步骤产出的溶液为氯化钙盐溶液。浓缩后，返回体系转换用。三、经济数据以表1成分的污酸、及表2成分的电弧炉尘为例，对本方案做简单的回收价值分析。表1污酸分析结果(mg/L)元素结果元素结果H2SO410%As2000Se0.01Ni6.8Sn10.5Ga0.4Zn200Co2.3Sb4.1Fe5005Hg0.01Cr0.6Pb10Si93.7Cd3.5Na15In0.8Be0.04B650.6Ca10Mn12.2Cu10Mg75.7La0.7V0.7Sc0.06Al54.2K74.9Nb0.4Ag0.5W0.2Ti0.7Bi4.5Zr0.4Mo0.2Y0.2P78.1Ba0.2表2电弧炉的典型成分元素ZnPbFe含量,%201.510污酸治理量49500m³/a(150m³/d)，比重1.064，需要消耗电弧炉尘量10748吨/a，污酸中金属回收率按90%计算，电弧炉尘中锌、铅、铁的回收率为95%，95%，60%。金属价格取自上海有色网。相关经济数据如下：表3营运成本项目规格年消耗(吨)单价（元/吨）年成本（万元）原材料污酸4950000EAFD10749600645硫化钙80%15115000227石灰96%230025057石灰石96%155623036七水硫酸亚铁98%05000硫酸98%05000氧化剂有效氯30%10001500150砷渣填埋费132115020浸出渣填埋处理费用358300氯氧化锌煅烧费用51301500769其他56湿法非电积用电3008582度0.551656劳动开支人工成本12人1,50022保险及养老金32.6%7行政1其他维修费用33.17不可预见费15.00%328税前经营成本合计2,518税务开支增值税(国税)17%57附加税(地方税)增值税的11%6设备折旧38所得税(国税)15%39总税务开支102税后经营成本合计2,620表4建设成本项目内容资金[万元]备注土地20亩260设备反应器,容器,泵,过滤器等.332土建240安装管道,设备,电缆,通风.50固定资产投入合计882前期费用立项,设计,环境评估,安全评审等100流动资金662不可预见费用15%132合计1776总投资金额表5收入规格产量(吨/年）单价（元/吨）折扣（%）年收入（万元）硫酸钙8800350100%3087Zn金属吨205218000602400Pb金属吨1531700065170Cu金属吨0.570000652污酸治理费49500m³20.0100%99合计2979利润330表6小结建设成本(万元）营运成本(万元）收入(万元）利润(万元）NPV10年，10%(万元）IRRPT(年）17762649297933041316%7.16四、总结1)年治理49500m³的污酸、10748吨电弧炉尘，产出铁砷渣1320吨，浸出渣3600吨，其中浸出渣可进一步回收。同样的污酸若采用常规工艺将产出15000吨(干重)以上的渣，并且含水高，难过滤干燥，体积庞大。2)回收锌2050吨，铅153吨，铜0.5吨。硫酸钙8800吨。年收入超过2500万元。3)具体的操作成本将取决于污酸的成分，产量。