工程科学学报.第43卷，第4期：521-528.2021年4月 Chinese Journal of Engineering,Vol.43,No.4:521-528,April 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.09.005;http://cje.ustb.edu.cn 污酸中有价成份的综合利用及有害元素As的去除工艺 试验研究 张二军)，周康根)区，张雪凯2，陈伟)，彭长宏) 1)中南大学治金与环境学院，长沙4100832)中南大学化学化工学院.长沙410083 ☒通信作者，E-mai:Zhoukg63@163.com 摘要目前我国大型冶炼企业产生的污酸均被当做一种高浓度重金属废水来处理，不仅需要高额的废水处理费用，而且还 会产生大量的废水处理渣.结合污酸及氧化锌烟灰的主要成份，采用循环浸出工艺，利用污酸对氧化锌烟灰进行浸出，浸出 完全后，综合回收浸出液中的Cu、Z、As.实验研究了终点pH、浸出温度、浸出时间对污酸一次浸出和二次循环浸出的影 响，以及双氧水加人量、温度、时间对一次除As的影响和硫化钠加入量、温度、时间对二次除As的影响.实验表明：最佳一 次浸出条件为终点pH值为1.5、反应温度为85℃、反应时间为5：最佳二次循环浸出条件为终点pH值为4、反应温度为 85℃：最佳一次除As条件为每毫升二次循环浸出液添加0.067mL双氧水、反应温度为40℃、反应时间为1.5h:最佳二次除 As条件为每毫升一次除As后液添加0.02g硫化钠、反应温度为35℃、反应时间为2h.污酸综合利用后，原来的高浓度重金 属废水变成了中性废水，其中的重金属(As、Cu、Zn)质量浓度分别降至3.26、2.63和50.63mgL,稍加处理即可达到污水综 合排放标准.此工艺既综合回收了污酸和氧化锌烟灰中的有价成份，又集中处理了有害元素As,消减了危险废物的产生量， 达到了节能减排的耳的 关键词污酸：综合利用：高浓度废水；A$:氧化锌烟灰 分类号X756 Experimental research on the comprehensive utilization of valuable components and centralized removal of harmful elements in waste acid ZHANG Er-jun,ZHOU Kang-gen ZHANG Xue-ka2),CHEN Wei,PENG Chang-hong 1)School of Metallurgy and Environment,Central South University,Changsha410083,China 2)College of Chemistry and Chemical Engineering,Central South University,Changsha 410083,China Corresponding author,E-mail:Zhoukg63@163.com ABSTRACT Currently in China,the waste acid generated from large-scale smelting plants is treated as"wastewater with high concentration of heavy metals",which leads to high cost and many wastewater treatment residues(hazardous wastes).In this paper, based on the main components of waste acid and zinc oxide dust,the adoption of a cyclic leaching process was proposed,in which zinc oxide dust is leached by waste acid,thus enabling the recovery of copper(Cu)and zinc(Zn)from the circulating leaching solution and the central treatment of arsenic (As).The main factors affecting the first and second cyclic leaching processes were investigated, including the final pH,leaching temperature,and leaching time.After leaching was completed,several factors in the first and second As removal processes were investigated,including the H2O2 dosage,Na2S dosage,removal temperature,and removal time.The following optimal conditions were identified:the optimal final pH,leaching temperature,and leaching time for the first leaching are 1.5,85C,and 收稿日期：2020-11-09 基金项目：中南大学博士后科研启动基金资助项目(140050037)污酸中有价成份的综合利用及有害元素 As 的去除工艺 试验研究 张二军1)，周康根1) 苣，张雪凯1,2)，陈    伟1)，彭长宏1) 1) 中南大学冶金与环境学院，长沙 410083    2) 中南大学化学化工学院，长沙 410083 苣通信作者，E-mail: Zhoukg63@163.com 摘    要    目前我国大型冶炼企业产生的污酸均被当做一种高浓度重金属废水来处理，不仅需要高额的废水处理费用，而且还 会产生大量的废水处理渣. 结合污酸及氧化锌烟灰的主要成份，采用循环浸出工艺，利用污酸对氧化锌烟灰进行浸出，浸出 完全后，综合回收浸出液中的 Cu、Zn、As. 实验研究了终点 pH、浸出温度、浸出时间对污酸一次浸出和二次循环浸出的影 响，以及双氧水加入量、温度、时间对一次除 As 的影响和硫化钠加入量、温度、时间对二次除 As 的影响. 实验表明：最佳一 次浸出条件为终点 pH 值为 1.5、反应温度为 85 ℃、反应时间为 5 h；最佳二次循环浸出条件为终点 pH 值为 4、反应温度为 85 ℃；最佳一次除 As 条件为每毫升二次循环浸出液添加 0.067 mL 双氧水、反应温度为 40 ℃、反应时间为 1.5 h；最佳二次除 As 条件为每毫升一次除 As 后液添加 0.02 g 硫化钠、反应温度为 35 ℃、反应时间为 2 h. 污酸综合利用后, 原来的高浓度重金 属废水变成了中性废水，其中的重金属（As、Cu、Zn）质量浓度分别降至 3.26、2.63 和 50.63 mg·L−1，稍加处理即可达到污水综 合排放标准. 此工艺既综合回收了污酸和氧化锌烟灰中的有价成份，又集中处理了有害元素 As，消减了危险废物的产生量， 达到了节能减排的目的. 关键词    污酸；综合利用；高浓度废水；As；氧化锌烟灰 分类号    X756 Experimental  research  on  the  comprehensive  utilization  of  valuable  components  and centralized removal of harmful elements in waste acid ZHANG Er-jun1) ，ZHOU Kang-gen1) 苣 ，ZHANG Xue-kai1,2) ，CHEN Wei1) ，PENG Chang-hong1) 1) School of Metallurgy and Environment, Central South University, Changsha 410083, China 2) College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China 苣 Corresponding author, E-mail: Zhoukg63@163.com ABSTRACT    Currently  in  China,  the  waste  acid  generated  from  large-scale  smelting  plants  is  treated  as “ wastewater  with  high concentration of heavy metals”, which leads to high cost and many wastewater treatment residues (hazardous wastes). In this paper, based on the main components of waste acid and zinc oxide dust, the adoption of a cyclic leaching process was proposed, in which zinc oxide dust is leached by waste acid, thus enabling the recovery of copper (Cu) and zinc (Zn) from the circulating leaching solution and the  central  treatment  of  arsenic  (As).  The  main  factors  affecting  the  first  and  second  cyclic  leaching  processes  were  investigated, including the final pH, leaching temperature, and leaching time. After leaching was completed, several factors in the first and second As removal processes were investigated, including the H2O2 dosage, Na2S dosage, removal temperature, and removal time. The following optimal conditions were identified: the optimal final pH, leaching temperature, and leaching time for the first leaching are 1.5, 85 ℃, and 收稿日期: 2020−11−09 基金项目: 中南大学博士后科研启动基金资助项目（140050037） 工程科学学报，第 43 卷，第 4 期：521−528，2021 年 4 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 43, No. 4: 521−528, April 2021 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.11.09.005; http://cje.ustb.edu.cn