劉 宏，符思發(fā)

（江西銅業(yè)股份有限公司貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

江西銅業(yè)股份有限公司貴溪冶煉廠新材料車間各工序產(chǎn)出的含銅酸性廢液經(jīng)硫化預(yù)處理后，產(chǎn)出廢液送至硫酸車間處理，含銅廢水渣送至備料返回主系統(tǒng)回收銅。由于各工序含銅酸性液中含氯離子，硫化后廢水渣中夾帶一定量的氯離子。廢水渣主要成分含Cu、As、Cl、Bi。車間全年產(chǎn)出廢水渣濕重約10072.6t，其中含氯約1.98%，全年約100t氯進(jìn)入閃速爐。氯離子能破壞金屬鈍化膜，使管路、金屬設(shè)備更容易受到腐蝕［1－2］，對下游工序的設(shè)備壽命以及生產(chǎn)安全會產(chǎn)生不利影響。為減少氯元素造成的不利影響，因此對廢水渣進(jìn)行脫氯研究處理。

1 工藝流程

廢水渣典型化學(xué)成分見表1。

表1 廢水渣典型化學(xué)成分 %

廢水渣處理工藝流程圖如圖1所示。

圖1 廢水渣處理工藝流程

新材料車間開展了廢水渣脫氯工業(yè)試驗，對返回主系統(tǒng)的廢水渣進(jìn)行了脫氯處理，利用廢水處理工序中擴散滲析產(chǎn)出的回收酸對廢水渣開展脫氯試驗，尋找最佳工藝參數(shù)，實現(xiàn)廢水渣脫氯目標(biāo)。

2 廢水渣處理試驗

試驗原料為廢水渣，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度、酸度、液固比及反應(yīng)時間，跟蹤各因素對廢水渣中氯的脫除率的影響。氯的檢測方法利用了碘量法原理。洗滌劑中有效氯在酸性溶液中與碘化鉀起氧化作用，釋放出碘，再以硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定碘，根據(jù)硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量計算出有效氯含量。

2.1 溶液酸度對廢水渣氯的脫除率的影響

試驗通過采用98%濃硫酸來調(diào)節(jié)溶液酸度，在反應(yīng)時間2.5h，液固比3.5∶1，溫度85℃的條件下，確認(rèn)溶液酸度對廢水渣中氯的脫除率的影響。溶液酸度和廢水渣氯脫除率關(guān)系如圖2所示。

圖2 溶液酸度對氯脫除率的影響

由圖2可知，當(dāng)溶液酸度在60g／L以下時，氯脫除率隨酸度的增大而上升，當(dāng)提高溶液酸度至60 g／L以上時，對氯的脫除率的影響很小，氯的脫除率增幅不大［3］。如果繼續(xù)提高酸的濃度，會造成硫酸用量的增大，增加設(shè)備的腐蝕，不利于減少經(jīng)濟損失［4］，故脫氯過程中硫酸酸度選擇60g／L。

2.2 反應(yīng)溫度對廢水渣氯的脫除率的影響

在反應(yīng)時間2.5h，液固比3.5∶1，酸度60g／L的條件下，確認(rèn)溫度對廢水渣中氯的脫除率的影響。反應(yīng)溫度和廢水渣氯的脫除率關(guān)系如圖3所示。

圖3 反應(yīng)溫度對氯脫除率的影響

由圖3可知，當(dāng)溶液溫度小于80℃時，隨著溫度的上升，氯的脫除率有較為明顯的增加，提高反應(yīng)溫度至80℃以上時，對氯的脫除率影響不大。反應(yīng)溫度越高，蒸汽消耗量越大，不利于節(jié)能降耗和降低生產(chǎn)成本［5］。因此，反應(yīng)溫度確定為80℃。

2.3 反應(yīng)時長對廢水渣中氯的脫除率的影響

在反應(yīng)溫度80℃，液固比3.5∶1，酸度60g／L的條件下，確認(rèn)反應(yīng)時間對廢水渣中氯的脫除率的影響。反應(yīng)時長和廢水渣氯脫除率關(guān)系如圖4所示。

圖4 反應(yīng)時長對氯脫除率的影響

由圖4可知，當(dāng)反應(yīng)時間在2.5h以內(nèi)，反應(yīng)時間越長，廢水渣氯的脫除率越高，當(dāng)反應(yīng)時間大于2.5h后，增加反應(yīng)時間，廢水渣氯的脫除率增加較小。從試驗圖表可知，反應(yīng)時間大于2.5h，廢水渣中氯已基本脫除。因而，將反應(yīng)時間確定為2.5h。

2.4 液固比對廢水渣氯的脫除率的影響

在反應(yīng)溫度80℃，酸度60g／L，反應(yīng)時長2.5h的條件下，確認(rèn)液固比對廢水渣氯的脫除率的影響。液固比和廢水渣氯脫除率關(guān)系如圖5所示。

圖5 溶液液固比對氯脫除率的影響

由圖5可知，廢水渣脫氯反應(yīng)液固比在小于4∶1時，隨著液固比的增加，廢水渣氯的脫除率增大較為明顯，廢水渣脫氯反應(yīng)液固比在4∶1～6∶1之間，提高反應(yīng)液固比，廢水渣氯的的脫除率增加不大。液固比過小，廢水渣投入多，因溶液粘度高而不利于攪拌和壓濾，液固比大，則造成濃硫酸的使用效率低，產(chǎn)出的廢水體積增加，所以采用液固比4∶1。

所以，廢水渣脫氯反應(yīng)條件：控制反應(yīng)酸度60 g／L，溶液液固比4∶1，溫度80℃以上攪拌2.5h。

3 生產(chǎn)實踐

根據(jù)試驗，控制反應(yīng)酸度60g／L，溶液液固比4∶1，溫度80℃以上攪拌2.5h，開展廢水渣處理生產(chǎn)實踐，從2021年9月至2022年5月，共整理9個批次相關(guān)數(shù)據(jù)，廢水渣處理生產(chǎn)統(tǒng)計情況見表2。

表2 廢水渣處理生產(chǎn)統(tǒng)計表

由表2可見，經(jīng)過9個批次廢水渣處理生產(chǎn)實踐，共處理廢水渣50t，氯含量0.99t，產(chǎn)出脫氯渣48 t，氯含量0.14t，廢水渣脫除率達(dá)85%。

4 結(jié) 語

1.廢水渣處理最佳工藝參數(shù)為：溶液反應(yīng)酸度60g／L，反應(yīng)液固比4∶1，溫度80℃，攪拌時間2.5 h，廢水渣中氯脫除率85%。

2.此工藝實現(xiàn)了廢水渣中氯的有效脫除［6］，脫氯后的含銅物料，氯含量由原來的1.98%降低至目前的0.3%，大大減少了進(jìn)入后續(xù)工序的氯離子含量，降低了對閃速爐相關(guān)設(shè)備的腐蝕。