在冶煉生產(chǎn)過程中，含SO?和SO?的煙氣經(jīng)稀酸洗滌凈化后產(chǎn)生大量污酸，這些污酸富含銅、砷、鐵等重金屬雜質(zhì)。傳統(tǒng)石灰中和-鐵鹽沉淀法存在處理效果不穩(wěn)定、渣量大（約為硫化法的20倍）且易產(chǎn)生二次污染等問題。硫化法除砷技術(shù)因其高效性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，已成為解決高砷污酸處理難題的關(guān)鍵技術(shù)。

硫化法除砷技術(shù)原理

硫化法除砷基于金屬硫化物溶度積遠(yuǎn)低于氫氧化物的特性。在酸性條件下（pH=1-3），硫化劑（Na?S或NaHS）首先與酸反應(yīng)生成H?S氣體，隨后H?S與污酸中的砷反應(yīng)生成As?S?沉淀。該過程同步去除銅、鉛、鎘等重金屬，形成MS型硫化物（M代表金屬離子）。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：

高效去除：As去除率可達(dá)99.9%，出水ρ(As)<0.3mg/L；

資源回收：處理后的稀酸可直接回用于磷肥/硫酸生產(chǎn)；

危廢減量：渣量僅為石灰法的5%，且As?S?沉淀物可資源化利用；

經(jīng)濟(jì)性：噸水處理成本較傳統(tǒng)方法降低40-60%。

關(guān)鍵工藝系統(tǒng)

多級(jí)硫化反應(yīng)系統(tǒng)

針對(duì)不同砷濃度采用差異化設(shè)計(jì)：

高砷污酸（As>500mg/L）：采用兩級(jí)硫化反應(yīng)，一級(jí)去除率>95%，二級(jí)確保出水達(dá)標(biāo)。湖北某化肥廠案例顯示，兩級(jí)系統(tǒng)使As從480mg/L降至0.8mg/L；

低砷污酸：采用大容積單級(jí)反應(yīng)槽，通過延長HRT（≥30min）和優(yōu)化攪拌（G值50-300s?1）保證去除效果。

氣液強(qiáng)化裝置

創(chuàng)新性氣液強(qiáng)化器通過以下方式提升效率：

壓力控制：維持60-75kPa壓力提升H?S溶解度；

清液循環(huán)：摻入As<50mg/L的清液攜帶硫化渣，增大氣液接觸面積；

尾氣回用：含H?S尾氣返回預(yù)處理段，實(shí)現(xiàn)"以廢治廢"。

運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化

藥劑投加：按S/As摩爾比3-4.5投加，實(shí)際用量需考慮重金屬競(jìng)爭(zhēng)消耗。某工程中NaHS投加量為理論值的1.1-1.2倍時(shí)效果最佳；

反應(yīng)條件：

溫度30-40℃（過高導(dǎo)致H?S逸散，過低減慢反應(yīng)速率）；

pH值1.5-3.0（過酸降低S2?濃度，堿性生成可溶性硫代酸鹽）；

固液分離：采用FBL過濾器+板框壓濾，污泥含水率≤70%，固含量<10mg/L。

工程應(yīng)用案例

江蘇某填埋場(chǎng)處理項(xiàng)目（200m3/d規(guī)模）實(shí)施效果：

進(jìn)水指標(biāo)：As=4160mg/L，Cu=35mg/L，電導(dǎo)率40.8mS/cm；

工藝組合：預(yù)處理-接觸蒸發(fā)-尾氣冷凝三級(jí)系統(tǒng)；

處理效能：冷凝液As<35mg/L，濃縮液體積減少85%；

經(jīng)濟(jì)效益：利用填埋氣作熱源，運(yùn)行成本180元/噸。

技術(shù)挑戰(zhàn)與發(fā)展

現(xiàn)存問題

鈉鹽積累：Na?S引入的Na?影響酸回用，需配套脫鹽工藝；

安全風(fēng)險(xiǎn)：H?S泄漏風(fēng)險(xiǎn)要求嚴(yán)格的氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；

殘液處理：濃縮液含鹽量>150g/L，固化填埋成本高。

創(chuàng)新方向

新型硫化劑：采用FeS/FeS?替代Na?S，避免鈉離子引入且緩釋S2?；

智能控制：基于ORP-pH聯(lián)動(dòng)的PID控制系統(tǒng)，加藥誤差從±15%降至±5%；

污泥資源化：酸浸-電解工藝回收Cu（純度99.5%）和Fe?O?磁性材料。

硫化法除砷技術(shù)通過硫化物沉淀與氣液傳質(zhì)強(qiáng)化的協(xié)同，為高砷污酸處理提供了高效解決方案。隨著材料革新與智能控制技術(shù)的融合，該工藝將在實(shí)現(xiàn)"近零排放"與"資源循環(huán)"目標(biāo)中發(fā)揮更重要作用。