硫酸铜产品生产中的废水减排技术试验研究

摘要

金属盐类生产的重金属废水排放极易造成环境的污染，例如硫酸铜产品的生产工艺过程，萃取工序产出大量高盐含镍废水，利用萃取浓缩低浓度含金属溶液技术，实现较高浓度硫酸镍溶液的直接回收、减少废水排放量，同时结合PFS-NaOH法处理高盐废水，提高重金属利用率。是实现湿法冶金清洁生产的重要途径之一。
　　结合硫酸铜产品萃取工序生产现有工艺对P204萃取剂的属性和相关理化参数进行查证和研究，主要以P204萃取剂对不同金属萃取顺序不同的原理，制定了初步技改路线，针对P204有机富集6g/L左右的含镍溶液所需萃取级数进行理论计算，确定了镍皂法富集回收低浓度含镍溶液的理论级数，并提出对萃取设备功能段改造的初设；对PFS（聚合硫酸铁）—NaOH废水处理方法的理论依据进行查证，以优化萃取过程产出废水的达标排放。
　　模拟甘肃金川某硫酸铜生产工艺，分别进行了镍皂富集和镍皂萃铜台架摇瓶小型试验，验证了将含镍6g/L溶液经过3级镍皂富集至40g/L的能力，以及镍皂萃取含铜60g/L、铜镍比为10:1左右料液的能力；进行PFS—NaOH废水处理工艺的实验室小试，验证了该方法优化含镍废水指标的可行性。
　　开展工业实践，对该硫酸铜生产车间的P204萃取箱进行功能级数改造，按照新工艺要求对部分管线进行了改动。投料调试获得生产实际运行参数及技术条件：V皂后有机：V硫酸镍液：V料液：V洗镍酸：V反萃酸=4：0.8：1：0.2：0.6，保持萃取段平衡PH：2.5、镍皂段平衡PH：4.0条件下，可将含镍6g/L左右溶液富集至40g/L以上，萃余液含镍降低至0.03g/L以下。减少废水日排放量70m3，全年减少废水排放23100m3；使用PFS—NaOH法替代原有石灰乳沉淀法进行高盐含镍废水工业处理实践，与改进后萃取工艺进行良好对接，处理后废水含镍可以达到0.5mg/L以下。
　　通过对较低含镍溶液量的减少，相应节约后续含镍溶液处理运行费用为323.9元/m3，全年节约费用532.93万元。实现了在原工艺基础上减少废水排放10％，通过节约重金属回收利用成本；相应增加企业经济效益，缩小了废水及重金属污染，消减了环境压力，带来了显著的环境和社会效果。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1我国水资源现状

1.2湿法冶炼行业开展节约用水的必要性

1.3湿法冶炼实施节约用水的途径

1.4萃取技术在湿法冶金清洁生产中的应用

1.5 选题内容及意义

1.6本章小结

第二章 硫酸铜产品生产工艺废水减排技术研究路线

2.1废水减排技术—萃取浓缩技术研究路线

2.2废水达标优化技术 — PFS-NaOH技术路线

2.3本章小结

第三章 镍皂萃取含铜料液的实验室小试

3.1试验溶液及方案选择

3.2试验内容及目的

3.3试验装置及试验方法

3.4试验过程

3.5试验试剂及分析方法

3.6试验结果及讨论

3.7本章小结

第四章 PFS—NaOH废水处理工艺实验室小试

4.1试验溶液及方案选择

4.2试验内容及目的

4.3试验装置及试验方法

4.4分析试剂及分析方法

4.5试验过程

4.6试验结果及讨论

4.7本章小结

第五章 镍皂萃取含铜料液减少废水量的工艺实践

5.1工艺设备现状

5.2工艺设备改造方案

5.3改造后工艺实践及讨论

5.4本章小结

第六章 PFS—NaOH废水处理的工艺实践

6.1废水处理现有工艺及设备

6.2废水处理工艺及设备改造方案

6.3改造后工艺实践及讨论

6.4本章小结

第七章 经济效益评价及综合效益分析

7.1改造投资费用

7.2经济效益评价

7.3综合效益分析

7.4本章小结

第八章 结论

致谢

参考文献