本發明涉及化工領域，具體而言，涉及一種銅冶煉制硫酸系統外排廢酸中回收銅的方法。
背景技術：
：銅火法冶煉產生的煙氣含有大量的SO2，通常配套煙氣制硫酸系統以利用硫資源，滿足環保要求。冶煉煙氣經洗滌凈化后，通過催化劑的作用使SO2轉化成SO3，并通過濃硫酸吸收將SO3轉化為硫酸產品。在煙氣洗滌凈化過程中，煙氣中的砷、氟、氯、重金屬煙塵等雜質進入洗滌酸中，當雜質富集到一定程度時即向系統外排出一定量的廢酸。銅冶煉制硫酸系統外排廢酸中含銅量較高，有些工程可達5～10g/l。目前銅冶煉煙氣制硫酸系統外排的廢酸多采用化學沉淀法進行處理，即通過加入藥劑將廢酸中的砷、銅、重金屬、硫酸等轉化為沉淀從液相分離出來，處理后的廢水達標排放。化學沉淀法工藝成熟、投資較低、處理效果穩定，但需要投加大量藥劑，同時產出大量廢渣，勞動強度大，操作環境差。化學沉淀法產出的廢渣含有砷、銅、鋅、鉛等元素，因此多屬危險廢物，存在二次污染的風險。并且化學沉淀法中銅與砷同時沉淀，難以分離，銅元素無法實現回收。因此在環保要求日益嚴格的情況下，該方法亟待改進或替代。技術實現要素：本發明旨在提供一種銅冶煉制硫酸系統外排廢酸中回收銅的方法，以解決現有技術中銅冶煉制硫酸系統外排廢酸處理工藝難以將銅、砷分離的技術問題。為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種銅冶煉制硫酸系統外排廢酸中回收銅的方法。該方法包括以下步驟：S1，使用電滲析裝置處理銅冶煉制硫酸系統外排的廢酸，得到含有銅在內的重金屬的液體和含砷的稀硫酸；S2，將含有重金屬的液體與硫化劑進行硫化反應，控制溶液電位值，使銅以硫化物的形式沉淀出來與其他重金屬分離；S3，將S2硫化反應后的產物進行固液分離，得到濾液和濾渣；以及S4，將濾渣返回銅冶煉系統。進一步地，硫化劑為硫化鈉和/或硫氫化鈉。進一步地，S3中采用壓濾機進行固液分離。進一步地，進一步包括對S2中硫化反應的尾氣進行吸收處理的步驟。進一步地，采用碳酸鈉或氫氧化鈉溶液對尾氣進行吸收處理。進一步地，包括對S3中得到的濾液回用或處理后排放。進一步地，回用是指濾液用作濕法冶煉系統的補充水，或用于制酸系統凈化工段的補充水，處理具體包括使用石灰法處理。應用本發明的技術方案，使用電滲析技術將廢酸中的銅與砷分離開，解決了傳統的銅冶煉制硫酸系統外排廢酸硫化工藝難以將銅、砷分離的問題；另外，硫化反應的濾渣主要成分為硫化銅，濾渣返回銅冶煉系統實現了廢酸中大部分銅元素的有效回收，提高了資源利用效率。附圖說明構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：圖1示出了根據本發明一實施方式的銅冶煉制硫酸系統外排廢酸中回收銅的方法的流程示意圖。具體實施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。根據本發明一種典型的實施方式，提供一種銅冶煉制硫酸系統外排廢酸中回收銅的方法。該方法包括以下步驟：S1，使用電滲析裝置處理銅冶煉制硫酸系統外排的廢酸，得到含有銅在內的重金屬的液體和含有砷的稀硫酸；S2，將含有重金屬的液體與硫化劑進行硫化反應，控制溶液電位值，使銅以硫化物的形式沉淀出來與其他重金屬分離；S3，將S2硫化反應后的產物進行固液分離，得到濾液和濾渣；以及S4，將濾渣返回銅冶煉系統。其中，電滲析是一種利用膜的選擇透過性對水中荷電性質不同的離子進行分離進而實現化合物分離的工藝。電滲析裝置的主要部件為陰、陽離子交換膜、隔板與電極三部分。陰陽離子選擇性的通過陰陽離子交換膜，從而實現廢酸中硫酸、砷、氟、氯與重金屬的分離。硫酸、砷、氟、氯停留在濃相中，重金屬進入到淡相中。電滲析技術雖已有成熟的應用，但主要應用于食品、化工、制藥等行業，由于強酸性條件下的電滲析膜研發的困難較大，主要是膜結構的穩定性以及高濃度氫離子對分離性能的影響，并且應用范圍不廣，因此尚未得到廣泛研究和應用，也沒有在冶煉廢酸處理中應用的實例。應用本發明的技術方案，使用電滲析技術將廢酸中的銅與砷分離開，解決了傳統的銅冶煉制硫酸系統外排廢酸硫化工藝難以將銅、砷分離的問題；另外，硫化反應的濾渣主要成分為硫化銅，濾渣返回銅冶煉系統實現了廢酸中大部分銅元素的有效回收，提高了資源利用效率。本發明中硫化劑可以是硫化鈉和/或硫氫化鈉，硫化氫、硫化亞鐵等，其理論加入量按化學反應平衡計算，實際工程中可以通過投加管道上的調節閥與反應槽出口溶液電位值連鎖對加入量進行調節。優選的，硫化劑為硫化鈉和/或硫氫化鈉，該硫化劑容易獲得。采用此硫化劑，主要涉及如下反應：Na2S+H2SO4＝Na2SO4+H2SH2S+CuSO4＝CuS(黑色沉淀)+H2SO4優選的，S3中采用壓濾機進行固液分離，可以是使用立式或廂式壓濾機。根據本發明一種典型的實施方式，該處理方法還包括對S2中硫化反應的尾氣進行吸收處理的步驟。優選的，采用堿法吸收工藝對尾氣進行處理，使用碳酸鈉或氫氧化鈉溶液洗滌尾氣，吸收其中的硫化氫。根據本發明一種典型的實施方式，進一步包括對S3中得到的述濾液回用或處理后排放，其中，回用是指濾液用作濕法冶煉系統的補充水，或用于制酸系統凈化工段的補充水，處理具體包括使用石灰法處理。根據本發明一種典型的實施方式，如圖1所示，工藝步驟如下：S1，使用電滲析裝置處理銅冶煉制硫酸系統外排的廢酸，得到含有銅在內的重金屬的液體和含有砷的稀硫酸；S2，將含有重金屬的液體與硫化鈉在硫化反應器中進行硫化反應，控制溶液電位值，使銅以硫化物的形式沉淀出來與其他重金屬分離；S3，將S2硫化反應后的產物采用壓濾機進行固液分離，得到濾液和濾渣；以及S4，將濾渣返回銅冶煉系統，S3中得到的所述濾液回用或處理后排放。另外，還可以包括對硫化反應的尾氣進行吸收排放的步驟。下面將結合實施例進一步說明本發明的有益效果，以下實施例中沒有詳細描述的技術手段均可采用現有技術中的常規技術手段實現。實施例1某冶煉廠制酸系統外排的廢酸成分如表1所示。表1序號名稱單位數據1廢酸量m3/d2402廢酸中硫酸濃度％903廢酸中含砷濃度mg/l120004銅離子濃度mg/l60005鐵離子濃度mg/l3006鉛離子濃度mg/l1007鋅離子濃度mg/l3008氟mg/l10009氯mg/l2000根據圖1所示的工藝流程，本實施例的工藝步驟如下：S1，使用電滲析裝置處理銅冶煉制硫酸系統外排的廢酸，得到含有銅在內的重金屬的液體和含有砷的稀硫酸；其中銅元素有90％以上進入含重金屬的液體中，砷元素有90％以上進入稀硫酸中，從而實現銅砷分離；含砷的稀硫酸另行處理；S2，將含有重金屬的液體與硫化鈉進行硫化反應，控制溶液電位值0～150mV，使銅以硫化物的形式沉淀出來與其他重金屬分離；銅去除效率可達98％以上；S3，將S2硫化反應后的產物采用壓濾機進行固液分離，得到濾液和濾渣；濾液另行處理；S4，將濾渣返回銅冶煉系統。從以上的描述中，可以看出，本發明上述的實施例實現了如下技術效果：使用電滲析技術將廢酸中的銅與砷分離開，解決了傳統的銅冶煉制硫酸系統外排廢酸硫化工藝難以將銅、砷分離的問題；另外，硫化反應的濾渣主要成分為硫化銅，濾渣返回銅冶煉系統實現了廢酸中大部分銅元素的有效回收，提高了資源利用效率。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3