金川集团有限公司镍冶炼厂的冶炼生产主要以硫化矿为原料。 火法冶炼过程中，与矿石伴生的硫化物转化为二氧化硫，与高温含尘的多组分烟气混合，进入配套设备。 冶炼烟气制酸系统，烟气经净化工艺洗涤、冷却、除去杂质、粉尘后用于硫酸生产。 烟气净化过程中会产生大量成分复杂、重金属离子含量较高的酸性废水。 这种酸性废水主要含有镍、铜、铅等重金属，以及砷、氟、氯元素等有害杂质。 由于这部分酸性废水不能直接回用，造成了水资源的浪费和生产成本的增加。 为此，镍冶炼厂开发了镍冶炼酸性废水综合处理技术。 该技术克服了传统技术对酸性废水不稳定成分处理的限制，可实现酸性废水稳定达标排放。
1、常规酸性废水处理工艺
目前，有色冶炼烟气制酸酸性废水的常规处理采用硫化钠去除重金属、电石渣中和、铁盐除砷等工艺。
1.1 硫化工艺
硫化工艺主要采用硫化物沉淀法处理酸性废水。 将硫化钠添加到酸性废水中。 基于各种硫化物的溶度积不同，酸性废水中的大部分重金属离子与硫化钠反应生成不溶性金属硫化物并沉淀。 分离。 反应式如下：
制酸系统排出的酸性废水进入原液储罐，与原液一起泵入硫化反应罐，加入硫化钠溶液去除砷元素。 原酸性废水在文丘里反应器中与硫化钠溶液发生反应，然后进入硫化反应池进一步反应。 硫化后的酸性废水流入硫化浓缩池进行沉淀分离。 浓缩机上清液进入稀酸罐，底流由泵加压送至硫化压滤机。 硫化渣经压滤机脱水后，作为危险废渣运输或储存，滤液进入稀酸罐。
1.2 中和过程
中和工艺主要采用电石渣作为中和剂。 添加的中和剂与酸性废水中的砷、重金属污染物发生反应，形成氢氧化物沉淀，从而达到去除废水中重金属离子的目的。 将电石渣加入一级石膏反应罐中，将硫化液中和至pH=3。 在此pH值条件下，反应主要有两个部分：中和硫酸和除氟。 反应式如下：
电石渣进一步加入二级中和槽，将pH值提高到9~10，然后进入除氟反应槽，分别加入PAM混凝剂。 在此条件下，主要发生两个反应：与重金属离子形成氢氧化物沉淀和脱除氟。 反应式如下：
1.3 深加工工艺
酸性废水通过硫化工艺去除大部分重金属离子和砷后，通过两级中和工艺去除酸性水中的H2SO4和F-，然后进入深度处理工艺，利用铁盐进一步去除废水中残留的重金属离子和砷。 氢氧化铁具有很强的吸附和絮凝能力，可以达到去除废水中砷、镉等有害杂质的目的。 当pH值在9左右时，废水中的重金属离子可以以氢氧化物的形式被去除。 反应式如下：
除了由铁离子和砷生产砷酸铁外，氢氧化铁还可以作为载体与砷酸根离子和砷酸铁共沉淀。 反应式如下：
酸性废水处理系统通常使用硫化钠作为硫化剂。 大量钠离子的加入会造成回用过程中钠离子的积累，产生大量结晶盐，增加酸性废水处理成本。 同时，目前工业用硫化钠质量分数为60%，其中含有硫代硫酸钠、亚硫酸钠、水不溶物等杂质，可能造成硫化钠用量超标。 而且中和过程中使用了大量的电石渣，导致废水硬度非常高，难以直接回用。 中和石膏渣中砷含量较高，属于危险固体废物，不利于石膏渣资源化利用。 也增加了垃圾处理的难度和成本。
2、酸性废水综合处理及回用工艺
目前，镍冶炼厂制酸系统产生的部分酸性废水排至铜业公司硫酸厂酸性废水处理系统，采用硫化-中和沉淀法进行综合处理。 另一部分酸性废水采用硫化氢去除重金属，密滤分离固体废物，三效蒸汽脱除溶液中的氟和氯，然后用于制备硫酸中的成品酸系统。 酸性废水综合处理系统包括硫化氢合成、硫化物净化、污水酸浓缩、氟氯汽提、混酸等工艺。
2.1 硫化氢合成
采用甲醇裂解制氢工艺，甲醇和水的混合蒸气在反应器中加压催化完成转化反应，反应生成氢气和二氧化碳的混合转化气。 反应式如下：
在一定温度和压力下，氢气与液态硫发生合成反应，生成硫化氢。 在合成反应洗涤塔中，硫磺从塔顶流向塔底，纯氢气从塔底进入，使氢气与反应室内的液硫充分接触，反应生成硫化氢。 反应式如下：
2.2 硫化纯化
它主要采用合成的硫化氢作为硫化剂，在反应器中与酸性废水进行两级气液接触反应。 重金属污染物（As、Cu、Pb等）与解离的硫离子结合形成不溶性沉淀后，再进行固液分离，净化去除酸性废水中的重金属杂质。 反应结束后，过量的硫化氢气体和浓密机溢出的硫化物废气通过管道收集，废气经吸收处理后达标排放。
2.3 废酸浓缩
硫化纯化后的稀酸通过三效蒸发系统浓缩。 三效蒸发浓缩技术是利用蒸汽将混合液中的不同组分根据沸点的不同进行浓缩分离。 采用蒸汽作为热源来加热料液。 随着料液温度升高，首先达到水的沸点。 水汽化，从液态转变为水蒸气，通过气液分离，溶质浓度不断增加。 在一定压力下，溶液的沸点随着溶质浓度的增加而升高。 溶质浓度越高，沸点越高，所需的蒸汽压力也越高。 三效蒸发将多个蒸发器串联运行，产生的二次蒸汽作为下一个蒸发器的热源，使蒸汽热能得到多次利用，从而有效提高热能利用率。
2.4 脱氟氯
在污染酸的浓缩过程中，氟离子和氯离子也被浓缩和富集。 大部分氟离子和氯离子的富集严重影响浓酸的资源回收利用。 因此，采用氟氯离子汽提装置将浓缩后的浓酸溶液中的氟离子和氯离子转化分离。 利用氟氯汽提塔独特的设备结构，液相在壁内形成微米级液膜，大大增加气液传质面积，促进液相中的氟、氯离子转化为分子状态。
氟化氢和氯化氢以气态挥发并逸出。 同时，外部快速的气液传质进一步加速了挥发过程。 最终实现硫酸中氟、氯离子的深度净化，使浓硫酸达到回用指标要求。 脱氟、脱氯后的尾气进入尾气吸收装置，被液碱吸收后达标排放。
2.5 混酸
酸性镍冶炼废水经硫化、浓缩、净化后，首先输送至压滤缓冲罐，再通过压滤泵输送至压滤机进行固液分离。 压滤液进入酸水高位罐，与700kt/a硫酸系统生产的w(H2SO4)98%硫酸一起进入混酸罐。 混酸后生成w(H2SO4)93.0%~93.5%的浓硫酸，再经浓缩硫酸板式换热器冷却后，送至硫酸仓库储存，作为成品硫酸出口。 混酸过程中脱离的氟化氢、氯化氢和少量硫酸雾通过脱气风机泵入氟氯吸收塔，被碱溶液中和吸收。 氟氯吸收塔内循环液间歇排放，排放液输送至700kt/a硫酸系统尾吸流程。 进一步碱洗后的洁净气体通过尾气烟囱排放，达到标准。
三、经营效果和效益
酸性废水综合处理回收工艺采用高纯硫化氢作为硫化剂，有效保证了硫化效果和速度，同时避免了钠离子等杂质带入系统。 采用新工艺后，取代了中和工艺，大大减少了炉渣的产生量。 同时，净化后的酸性废水与混酸一起循环使用，实现了酸性废水的资源化利用。
2018年9月，镍冶炼厂成功应用冶炼酸性废水综合处理回收工艺，形成处理规模300m3/d的镍冶炼酸性废水处理系统。 目前，系统各工序运行平稳，生产指标正常。 混酸后产品酸质量达到GB/T534-2014《工业硫酸》一级指标，废气各项指标符合环保要求。
该系统有效减少了酸性废水排放量/年，创造直接经济效益约798万元/年，具有显着的经济效益、环境和社会效益。
4。结论
金川集团有限公司镍冶炼厂镍冶炼酸性废水综合处理技术的应用，从源头上大幅减少了酸性废水的产生量，大幅减少了危险固废的产生量，实现了综合处理和资源化酸性废水的综合利用。 重复使用。 该技术对于同类有色金属冶炼酸性废水的处理具有良好的应用和推广价值。 （来源：金川集团有限公司镍冶炼厂）