中國報告大廳網(wǎng)訊，在2025年硫酸銅產(chǎn)業(yè)布局持續(xù)優(yōu)化的背景下，硫酸銅作為農(nóng)業(yè)、工業(yè)領(lǐng)域的重要化工原料，其生產(chǎn)工藝的綠色化與污染防治水平，直接關(guān)系到產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。甘肅某冶煉廠依托當?shù)刭Y源優(yōu)勢，以多種含銅物料為原料，采用高效浸出工藝生產(chǎn)硫酸銅，在提升產(chǎn)能與產(chǎn)品質(zhì)量的同時，也面臨著 “三廢”(廢水、廢氣、固廢)處理的關(guān)鍵問題。深入分析該冶煉廠硫酸銅生產(chǎn)的工藝流程、“三廢” 產(chǎn)排情況及對應(yīng)防治措施，不僅能為該廠的環(huán)保升級提供依據(jù)，也能為2025年全國范圍內(nèi)同類硫酸銅生產(chǎn)企業(yè)的污染治理提供參考，助力整個硫酸銅產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的協(xié)同發(fā)展。以下是2025年硫酸銅產(chǎn)業(yè)布局分析。
《2024-2029年中國硫酸銅行業(yè)市場深度研究與戰(zhàn)略咨詢分析報告》指出，甘肅某冶煉廠硫酸銅生產(chǎn)以廢電解液、脫銅后液、銀硒液、收塵液、電鍍用硫酸銅結(jié)晶母液、廢酸等含銅鎳溶液為液體原料，以脫銅粉、海綿銅、電鍍污泥、含銅酸泥、粗硫酸銅等含銅物料為固體原料，采用高效浸出工藝開展生產(chǎn)。該工藝主要涵蓋備料、浸出、溶銅、離心淋洗、冷凍結(jié)晶、干燥、篩分、包裝等環(huán)節(jié)，最終產(chǎn)出主品位為 96%、98% 的工業(yè)硫酸銅產(chǎn)品。工藝控制中，浸出液含銅量需保持在 120~140g/L，含酸量控制在 90~120g/L;當有粗硫酸銅供應(yīng)時，可適當降低浸出液含銅和含酸指標，通過補加粗硫酸銅的方式滿足結(jié)晶前液技術(shù)要求。浸出工序產(chǎn)出的結(jié)晶母液先進入冷卻結(jié)晶機，利用循環(huán)水降溫至 30~40℃后進行離心、淋洗，分離出的硫酸銅半成品(含水率約 5%)進入干燥工序，剩余結(jié)晶母液則進入冷凍結(jié)晶工序;冷凍結(jié)晶需將溫度降至 - 10℃，隨后離心并采用自來水淋洗，產(chǎn)出的硫酸銅半成品同樣進入干燥系統(tǒng)，產(chǎn)生的離心母液(含淋洗水)70% 返回系統(tǒng)作為浸出前液，30% 返回現(xiàn)有電鍍用硫酸銅系統(tǒng)分離銅鎳。干燥環(huán)節(jié)采用振動流化床，通過控制參數(shù)使硫酸銅產(chǎn)品含水率低于 1%，干燥后尾氣排放溫度約 40℃，經(jīng)處理后達標排放，篩分環(huán)節(jié)產(chǎn)生的不合格硫酸銅返回浸出工序重新處理。
液體原料方面，廢電解液、脫銅后液、收塵液、銀硒液、廢酸等外來高酸含銅溶液運輸至儲罐區(qū)存放，電鍍用硫酸銅母液進入母液槽，之后通過泵與管道打入溶銅中間槽。固體原料中，脫銅粉、電鍍污泥、含銅酸泥、其他含銅廢物(主要成分為 CuS、CuCO?、Cu (OH)?)等危險廢物，以噸包袋形式在各產(chǎn)生單位貯存間存放，由危險廢物專用運輸車輛轉(zhuǎn)運至危險廢物原料庫;含水率較高、易結(jié)塊的物料采用地面堆存方式，含水率較低且不結(jié)塊的物料用噸包袋貯存。海綿銅和粗硫酸銅則由普通翻斗汽車運往銅鹽分廠一般固體原料庫堆放。固體原料的轉(zhuǎn)運流程為：先在原料庫內(nèi)由鏟車裝入料斗，再用叉車將料斗倒運至浸出廠房。
儲罐內(nèi)的各液體原料通過管道和泵送入浸出廠房內(nèi)的 4 臺浸出槽，作為浸出前液。隨后，分多次、緩慢向浸出前液中投入脫銅粉、海綿銅、電鍍污泥、含銅酸泥及其他含銅物料(主要成分為 CuCO?、CuS、Cu (OH)?)，加料時采用天車將料斗中的物料從浸出槽入口(直徑 50cm)投入。浸出過程中，向槽內(nèi)鼓入空氣，同時借助槽內(nèi)配套的帶葉片攪拌設(shè)施進行攪拌，并通入熱蒸汽保溫，使浸出溫度維持在 65~80℃。該工序原料中的 Cu 主要以單質(zhì)與氧化銅形式存在，發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下：
2Cu + O? + 2H?SO? = 2CuSO? + 2H?O
CuO + H?SO? = CuSO? + H?O
需注意的是，項目所用高酸含銅液相當于濃度為 17%~20% 的稀硫酸，與 Cu 反應(yīng)不會產(chǎn)生 SO?氣體。
浸出過程結(jié)束后，通過泵將物料打入浸出中間槽進行壓濾，產(chǎn)生的浸出渣用于現(xiàn)有系統(tǒng)回收鎳(現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)有沉鎳和洗鎳工序)，該工序壓濾渣占工藝過程壓濾渣總量的 70%。壓濾后液即為浸出液，用泵打入溶銅中間槽，此時向槽內(nèi)加入粗硫酸銅，同時加入電鍍用硫酸銅結(jié)晶母液輔助粗硫酸銅溶解。溶解完成后再次壓濾，產(chǎn)生的壓濾渣主要為粗硫酸銅中的雜質(zhì)及第一次壓濾未完全過濾的雜質(zhì)，渣量約占總渣量的 20%，同樣送往現(xiàn)有原料庫用于鎳回收;壓濾液作為結(jié)晶前液，進入一次壓濾中間槽。
溶銅過程壓濾產(chǎn)生的結(jié)晶前液，由泵送入冷卻結(jié)晶機，利用現(xiàn)有循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水降溫。當溫度降至 30~40℃時進行離心，同時采用自來水淋洗(每噸硫酸銅產(chǎn)品約消耗淋洗水 0.3m3)，離心產(chǎn)生的硫酸銅半成品(含水率約 5%)進入干燥工序，母液則進入冷卻結(jié)晶母液槽。為進一步降低雜質(zhì)含量、保證硫酸銅產(chǎn)品質(zhì)量，冷卻結(jié)晶母液槽內(nèi)的母液再次壓濾，產(chǎn)生的壓濾渣(占全工藝過程總渣量的 10%)用于現(xiàn)有系統(tǒng)回收鎳，壓濾液進入二次壓濾中間槽，準備進入冷凍結(jié)晶工序。各壓濾機產(chǎn)生的壓濾渣含水率約 25%。
冷卻結(jié)晶產(chǎn)生的壓濾液從二次壓濾中間槽進入冷凍結(jié)晶機，該工序采用環(huán)保型制冷劑 R507-a，通過將乙二醇冷凍后與介質(zhì)進行熱交換實現(xiàn)冷凍結(jié)晶。當系統(tǒng)溫度降至 - 10℃左右時進行離心，同時用自來水淋洗，離心產(chǎn)出的硫酸銅半成品進入干燥系統(tǒng)，冷凍結(jié)晶母液(含淋洗水)進入冷凍結(jié)晶母液中間槽。其中，70% 的母液返回系統(tǒng)作為浸出前液使用，剩余 30% 返回現(xiàn)有硫酸銅系統(tǒng)分離 Cu、Ni。
冷卻結(jié)晶和冷凍結(jié)晶工序得到的硫酸銅半成品(含水率約 5%)，進入一臺振動流化干燥床干燥，干燥熱源為現(xiàn)有蒸汽系統(tǒng)提供的蒸汽，干燥溫度約 90℃，產(chǎn)品含水率控制在 1% 以內(nèi)。干燥產(chǎn)生的尾氣含有顆粒物和硫酸霧，先經(jīng)旋風除塵器去除顆粒物，再進入酸霧凈化塔去除硫酸霧并進一步除雜，最終尾氣通過 15m 高排氣筒排放。干燥后的硫酸銅產(chǎn)品進入旋振篩篩分，合格產(chǎn)品進入包裝線制成袋裝產(chǎn)品，不合格硫酸銅返回浸出工序重新浸出。
硫酸銅生產(chǎn)過程中的有組織廢氣，主要污染因子包括顆粒物和硫酸霧，部分環(huán)節(jié)還涉及重金屬。顆粒物產(chǎn)生于備料、浸出槽進料、干燥、篩分環(huán)節(jié);硫酸霧及其中的重金屬產(chǎn)生于浸出、溶銅、壓濾、冷卻結(jié)晶、二次壓濾、干燥、篩分環(huán)節(jié)，包裝環(huán)節(jié)也會產(chǎn)生含重金屬的顆粒物。
針對顆粒物，采取封閉原料庫內(nèi)進料的方式，將進料斗設(shè)置在封閉空間內(nèi)，并在其上方安裝水霧噴淋降塵設(shè)施;同時，使料斗出口與浸出槽進口緊密對接，降低落料高度，在浸出槽上方同樣設(shè)置水霧噴淋設(shè)施。對于硫酸霧及干燥包裝環(huán)節(jié)的顆粒物，在硫酸霧產(chǎn)生節(jié)點全部安裝收集支管，將廢氣收集后引入酸霧凈化塔;干燥包裝環(huán)節(jié)的粉塵先通過配套支管引入旋風除塵器去除較大顆粒物，再進入酸霧凈化塔進一步處理，最終所有處理后的廢氣經(jīng) 15m 高排氣筒排放，排放指標執(zhí)行《無機化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(GB31573-2015)。根據(jù)《排污許可證申請與核發(fā)技術(shù)規(guī)范無機化學(xué)工業(yè)》中相關(guān)行業(yè)產(chǎn)排污工序?qū)?yīng)的可行性技術(shù)，硫酸銅生產(chǎn)屬于硫酸鹽行業(yè)，干燥包裝環(huán)節(jié)顆粒物采用旋風除塵 + 濕法除塵相結(jié)合的治理工藝，符合可行技術(shù)要求。
硫酸銅生產(chǎn)廢水主要包括冷卻結(jié)晶和冷凍結(jié)晶后離心洗滌水、地面沖洗水、循環(huán)水、系統(tǒng)定期排污水、酸霧吸收塔定期排污水，廢水污染因子涵蓋 pH 值、COD、SS、Ni、Cu、Pb、As、Cr、Cd、石油類、氨氮等。
冷卻結(jié)晶淋洗產(chǎn)生的廢水作為離心母液進入冷卻結(jié)晶母液中間槽，隨后進入冷凍結(jié)晶工序，除少量進入硫酸銅產(chǎn)品和壓濾渣外，其余最終進入結(jié)晶母液，隨母液返回浸出工序利用;地面沖洗廢水含有少量重金屬，返回現(xiàn)有工程浸出系統(tǒng)利用;酸霧吸收塔廢水呈酸性，返回浸出工序作為浸出前液利用;循環(huán)水系統(tǒng)定期排污水依托現(xiàn)有系統(tǒng)排入市政污水管網(wǎng)，最終進入城市污水處理廠處理。從工藝適配性來看，離心淋洗廢水含有 Cu、Ni 等重金屬與硫酸，酸霧凈化塔廢水因吸收硫酸霧同樣呈酸性，而浸出工序需加入含銅酸性溶液，因此這兩類廢水返回浸出工序，既能為浸出富集銅，又能提供硫酸，符合工藝條件;且離心淋洗廢水返回浸出工序富集銅后，可通過沉鎳工序收集硫酸鎳并進一步利用。
硫酸銅生產(chǎn)產(chǎn)生的固體廢物主要為壓濾渣和車輛、設(shè)備檢修產(chǎn)生的廢機油。壓濾渣來源于浸出、溶銅、冷卻結(jié)晶工序，其中含有 Ni;現(xiàn)有硫酸銅系統(tǒng)設(shè)有洗鎳和沉鎳工序，可對 Ni 進行回收，洗鎳工序產(chǎn)生硫酸鎳溶液，沉鎳工序則在萃取工序產(chǎn)生的硫酸鈉萃余液中加入碳酸鈉，生成碳酸鎳返回浸出工序，隨后逐步進入萃取、洗鎳工序，最終產(chǎn)生硫酸鎳溶液實現(xiàn)回收利用。對于車輛、設(shè)備檢修產(chǎn)生的廢機油，采用定期處理、處置的方式，確保其不會對環(huán)境造成污染。
甘肅某冶煉廠硫酸銅生產(chǎn)依托高效浸出工藝，以多種含銅物料為原料，通過備料、浸出、溶銅、離心淋洗、冷凍結(jié)晶、干燥、篩分、包裝等完整工序，產(chǎn)出 96%、98% 主品位的工業(yè)硫酸銅產(chǎn)品，且全過程嚴格控制關(guān)鍵工藝參數(shù)，如浸出液含銅 120~140g/L、含酸 90~120g/L，冷卻結(jié)晶溫度 30~40℃，冷凍結(jié)晶終點溫度 - 10℃，離心淋洗水消耗 0.3m3/ 噸產(chǎn)品等，為硫酸銅產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率提供了保障。
在生產(chǎn)過程中，該廠明確了 “三廢” 的產(chǎn)排環(huán)節(jié)與污染因子：廢氣以顆粒物、硫酸霧及重金屬為主，廢水含多種重金屬與有機、無機污染物，固廢則包括可回收鎳的壓濾渣和需定期處置的廢機油。針對這些問題，該廠采取了針對性防治措施，如廢氣通過旋風除塵 + 酸霧凈化塔處理后達標排放，廢水優(yōu)先回用浸出工序?qū)崿F(xiàn)資源循環(huán)，固廢中壓濾渣回收鎳、廢機油定期處置，形成了 “產(chǎn)生 - 收集 - 處理 - 回用 / 處置” 的完整污染治理鏈條。
這些措施的實施，不僅能有效控制硫酸銅生產(chǎn)對環(huán)境的污染，還能提升資源利用效率，為該廠實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。同時，該冶煉廠的實踐經(jīng)驗，也為 2025 年硫酸銅產(chǎn)業(yè)布局中同類企業(yè)的污染防治提供了可借鑒的模式，推動整個產(chǎn)業(yè)向綠色、高效、環(huán)保的方向邁進，助力實現(xiàn)硫酸銅產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的統(tǒng)一。
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