论文部分内容阅读
本课题以大冶有色铜冶炼烟气制酸净化工段产生的含砷含氟废酸（其中含总砷2531 mg/L,含氟离子11490 mg/L等）为研究对象,提出“砷利用工序–氟利用工序–尾酸处理工序”的综合利用技术,既回收了砷、氟制得符合YS/T 99-1997质量标准As2O3-1和符合GB/T 4291-2007中CH-1冰晶石产品,终出水也达到GB 25467-2010《铜、钴、镍工业污染物排放标准》中相关要求。本论文着重研究了含砷含氟废酸综合利用技术中“砷利用工序”及一体化中试装置的开发与设计工作。在“砷利用工序”研究过程中,采用了“沉淀–球磨–酸浸–还原–结晶”的创新工艺。沉淀过程:控制p H为9,Cu/As为1.5:1,反应温度为30℃,反应时间40 min,砷沉淀率可达98.1%。球磨过程:球料比为4:1,球磨时间为40 min,球磨转速为350 r/min时,亚砷酸铜平均粒径降至2μm,同等条件下,浸出时砷浸出率大大增加。酸浸过程:控制硫酸质量分数为5%,液固比为4:1,反应时间30 min,亚砷酸铜平均粒径2μm,砷浸出率为95.6%。还原过程:选择气体流量16 L/h,反应温度为60℃,反应时间30 min,砷回收率为94.7%。结晶过程:控制结晶溶液p H为1、反应温度为20℃,此时砷回收率为92.3%。经“砷利用工序”后,废酸中总砷浓度降至45.2 mg/L,氟离子浓度降至10260 mg/L,需进一步进行“氟利用工序”及“尾酸处理工序”。此外,按该综合利用技术,设计了一套300 L/h的含砷含氟废酸综合利用一体化装置,经“沉淀–酸浸–还原–结晶–合成–中和–絮凝”后,氟离子浓度降至5.42 mg/L、总砷浓度降至0.27 mg/L,达到GB 25467-2010《铜、钴、镍工业污染物排放标准》要求。对该中试装置的可行性进行验证表明:该装置总投资为12.3万元,总成本为33.6万元,年均销售收入为36.2万元,2年内即可收回成本。湖北省科技支撑重点研究计划项目——研发与示范类（2015BCA249）通过“砷利用工序–氟利用工序–尾酸处理工序”系列研究后,实现了贵重资源的高附加值利用,达到环境效益、经济效益和社会效益的统一。