铜冶炼污水处理培训课件

铜冶炼污水处理培训课件第一章铜冶炼污水概述铜冶炼过程会产生大量含有重金属和酸性物质的废水，对环境和健康构成严重威胁本章将详细介绍铜冶炼污水的来源、成分特点及其环境危害，为后续处理技术的学习奠定基础污水来源污染特性了解冶炼过程中不同环节产生的废分析典型污染物组成及浓度范围水类型环境影响铜冶炼污水的来源铜冶炼过程中会产生多种类型的废水，主要可分为以下几类•酸性废水主要来自烟气洗涤系统，pH值通常在2-4之间•含重金属废水来自冶炼过程中的冷却水和矿石浸出液•含有机物废水主要来自选矿浮选和浸出过程铜冶炼污水的环境危害重金属污染酸碱平衡破坏铜冶炼废水中含有铜、锌、铅、镉等废水pH值低至2-4，直接排放会严重重金属离子，这些重金属具有生物累破坏自然水体的酸碱平衡，导致水生积性，进入水体后会通过食物链富生物死亡，破坏水生态系统结构，降集，最终危害人类健康超标排放会低水体自净能力导致水体长期污染，修复难度大毒性物质威胁含有氰化物、砷、硫化物等剧毒物质，对水生生物具有急性毒性，可能导致鱼类、浮游生物等大量死亡，并通过饮用水威胁人类健康安全铜冶炼污水的典型成分分析铜冶炼污水成分极为复杂，具有高浓度、多组分、强酸性的特点参数典型浓度范围排放标准重金属含量铜可达，远超排放标准•100-800mg/L

0.5mg/LCu2+100-800mg/L

0.5mg/L伴生金属锌、铁、铅•50-200mg/L200-1000mg/L5-50mg/LZn2+50-200mg/L

1.5mg/L酸性程度值通常为，硫酸根浓度可达•pH2-45000-10000mg/LPb2+5-50mg/L

0.5mg/L有害物质部分工艺中含有氰化物和砷•5-50mg/L10-100mg/L有机污染物值在，部分含苯酚类物质•COD100-500mg/LpH值2-46-9COD100-500mg/L60mg/L氰化物5-50mg/L

0.5mg/L铜冶炼厂废水排放示意图酸性废水区，硫酸根pH:2-4:5000-10000mg/L重金属区，Cu:100-800mg/L Zn:50-200mg/L有毒物质区氰化物，砷:5-50mg/L:10-100mg/L第二章铜冶炼污水处理核心技术针对铜冶炼污水的特性，工业实践中已发展出一系列成熟技术本章将详细介绍物理化学预处理、火法贫化、湿法浸出、重金属去除、氰化物处理以及有机物降解等核心技术的原理、应用条件及操作要点1预处理阶段中和调pH、沉淀分离2重金属去除离子交换、膜分离3深度处理催化氧化、生物降解4资源化利用金属回收、水循环物理化学预处理技术物理化学预处理是铜冶炼污水处理的第一道工序，主要目标是调节pH值、去除悬浮物和初步分离重金属中和调节使用石灰、氢氧化钠等碱性物质将废水值调至，•pH7-9促进重金属离子形成氢氧化物沉淀混凝沉淀投加、等混凝剂，促进胶体颗粒聚集，形成易•PAC PAM于沉淀的大颗粒气浮分离通过溶气释放微小气泡，粘附细小颗粒物并带至水面，适•用于含油脂废水氧化还原反应使用氧化剂、氧化氰化物，还原剂•H2O2NaClO处理六价铬Na2S典型设备包括中和池、混凝池、气浮机和沉淀池等预处理能去除60-的悬浮物和的重金属离子80%30-50%火法贫化技术简介技术原理工艺流程在还原性气氛下高温1250-1350℃熔炼铜渣，添加还原剂炭粉、铜渣→破碎筛分→配料添加还原剂→熔炼→冷却→磁选/浮选→铜精焦炭将氧化态铜还原为金属铜或硫化铜，促使铜颗粒聚集长大，便于矿→污水处理后续回收技术优势技术挑战工艺成熟可靠，适应性强，铜回收率高可达，最终产品质能耗高吨标煤吨渣，设备投资大，对操作人员技术要求高，85-95%

1.5-2/量好，市场接受度高二次污染需妥善处理火法贫化技术在我国大型铜冶炼企业应用广泛，是处理高铜含量渣料的主流技术，但需注意控制烟气和废水的二次污染湿法浸出技术湿法浸出是利用化学溶剂将固体物料中的有价金属溶解到溶液中的过程，是铜冶炼废水处理和资源回收的重要技术酸浸工艺使用硫酸、盐酸等酸性溶液浸出铜渣，溶解Cu、Zn等金属，浸出率可达80-95%，但选择性较差萃取分离典型的湿法浸出系统包括浸出罐、萃取塔和电积槽，实现从废水中回收金使用有机萃取剂如LIX984选择性萃取浸出液中的铜离子，分离纯化属资源电积沉铜经萃取富集的铜溶液进入电解槽，在直流电作用下，铜离子在阴极析出，得到高纯铜近年来，微生物浸出技术以其环保、低能耗的特点受到关注，嗜酸硫杆菌能够氧化硫化矿物，促进金属溶解，适用于低品位矿和尾矿处理重金属离子去除技术离子交换技术膜分离技术纳米材料技术利用阳离子交换树脂如D

001、732型吸附废采用纳滤膜、反渗透膜拦截废水中的重金属离纳米铁、纳米二氧化钛等新型材料因其高比表面水中的铜、锌等金属离子，可实现选择性分离和子，适用于低浓度废水的深度处理膜法水质稳积和活性位点，对重金属离子具有优异的吸附和富集处理后水中重金属含量可降至

0.1mg/L定，自动化程度高，但易受膜污染影响，需定期催化降解能力，是未来技术发展方向处理效率以下，树脂可反复再生使用清洗维护高但成本较高氰化物废水处理技术氧化法最常用的氰化物处理方法，利用强氧化剂将剧毒的CN-氧化为低毒的CNO-或完全分解为CO2和N2•碱性氯化法pH10条件下，使用NaClO氧化，去除率99%•臭氧氧化法使用O3氧化，无二次污染，但成本高•过氧化氢法使用H2O2+Cu2+催化氧化，操作简便生物法利用特定微生物假单胞菌等降解氰化物，处理成本低，环境友好，但受温度和pH影响大，适用于低浓度氰废水的后处理化学沉淀法在铜浮选和浸出过程中，常使用氰化物作为抑制剂和络合剂，产生的含氰废水毒加入Fe2+盐类，生成稳定的亚铁氰化合物沉淀，操作简单，但会产生含铁性强，必须专门处理氰化物的危险废渣，需进一步处理废水中有机物处理技术生物处理技术高级氧化技术适用于生化性好的有机污染物，常用工针对难降解有机物的强力处理技术艺包括•Fenton氧化Fe2+催化H2O2生•活性污泥法利用好氧微生物降解成·OH自由基有机物，COD去除率可达80-•光催化氧化TiO2等半导体在UV90%•生物膜法如生物转盘、生物滤光照下产生强氧化性空穴池，抗冲击负荷能力强•臭氧氧化强氧化性气体，可直接•厌氧-好氧组合工艺适用于高浓或间接氧化有机污染物度有机废水，可产生沼气利用蒸发浓缩技术对难处理的高盐高COD废水，通过多效蒸发技术浓缩污染物•适用于小水量、高污染物浓度的特种废水•可实现废水零排放，但能耗较高•浓缩液需妥善处理，避免二次污染铜冶炼污水处理工艺流程图上图展示了现代铜冶炼污水处理的完整流程从原水进入到最终达标排放，废水依次经过以下处理单元0102预处理一级处理格栅去除大颗粒杂质→调节池均质均量→pH调节加石灰至8-9混凝沉淀加PAC50-80mg/L，PAM2-3mg/L→气浮去除悬浮物0304二级处理深度处理重金属去除离子交换/化学沉淀→生化处理活性污泥法，HRT=8h过滤砂滤→高级氧化→膜分离→达标排放/回用每个处理单元都有关键控制参数，如温度、pH值、药剂投加量、停留时间等，需要严格监控以保证处理效果第三章案例分析与未来展望本章将聚焦铜冶炼污水处理领域的前沿研究和典型工程案例，分析昆明理工大学水环境污染防治创新团队的研究成果，探讨铜渣综合回收利用技术进展，并展望行业未来发展趋势通过案例分析，帮助学员将理论知识应用于实际工程实践中科研亮点高校与企业联合攻关技术难题工程案例工业实践中的成功经验与教训发展趋势技术创新与政策导向分析昆明理工大学水环境污染防治创新团队研究亮点昆明理工大学水环境污染防治创新团队长期致力于矿冶废水处理研究，取得了一系列突破性成果开发了铜渣多金属协同浸出技术，实现铜、铁、锌等多种金属的高效分离回收，浸出率较传统工艺提高15-20%研制了纳米铁基复合材料，对重金属和有机污染物具有协同吸附催化作用，处理效率提高30%以上提出了短流程无废渣处理新工艺，将传统三段式处理简化为一体化处理，减少占地50%，降低运行成本30%研发了基于微生物群落构建的生物强化技术，针对特定污染物定向培养功能菌群，提高处理效率团队已获得国家发明专利15项，发表SCI论文80余篇，成果在云南、江西等多家铜冶炼企业得到应用，创造经济效益超过2亿元，环境效益显著铜渣综合回收利用技术进展亿吨

0.8%40%3铜渣中铜含量铁含量年产生量高于部分原生铜矿

0.4-铜渣中铁含量丰富，可作中国铜渣年产生量巨大，

0.6%，具有显著的回收为钢铁冶炼原料资源化利用潜力大价值铜渣综合利用主要包括以下几个方向铜渣冷却方式对后续处理影响显著金属回收通过火法、湿法等工艺回水淬渣快速冷却，形成玻璃体，浸

1.•收铜、铁、锌等有价金属出率高但能耗大建材利用制备水泥、砖块、路基材风冷渣缓慢冷却，结晶度高，浸出

2.•料等建筑材料难度大但建材利用好环保材料制备吸附剂、催化剂等环改性渣添加改性剂调控冷却过程，

3.•保功能材料兼具两者优点典型铜渣火法贫化工艺比较电炉贫化法真空贫化法采用电弧炉高温熔炼，温度控制精确在真空条件下1-10Pa低温1150-℃，适应性强℃熔炼，降低能耗1300-15001250•优点温度控制精确，产品质量•优点能耗低，铜回收率高90-稳定，铜回收率，烟气少，污染小83-88%95%•缺点电耗高800-1000kWh/•缺点设备复杂，真空系统维护吨渣，电极消耗大，投资成本高难，处理量小，投资大应用案例江西铜业集团贵溪冶应用案例东营方圆有色金属有••炼厂，处理能力万吨年限公司，处理能力万吨年50/10/反射炉贫化法使用反射炉熔炼，燃料为煤或天然气，生产规模大优点处理能力大万吨年以上，操作成熟，投资较低•100/缺点能耗高吨标煤吨渣，烟气量大，环保压力大•2-3/应用案例云南铜业玉溪冶炼厂，处理能力万吨年•80/生产废液铜回收技术PCB印制电路板生产过程中产生大量含闭路循环系统是废液处理的最佳实PCB PCB铜废液，铜浓度高达5-15g/L，是重要的践，包括二次铜资源我国产业规模全球第PCB废液分类收集按铜含量、值等•pH一，废液处理和资源回收技术日益成分类收集储存熟预处理系统去除油污、悬浮物等影•主要技术路线响回收效率的杂质铜回收单元电解或化学沉淀回收铜电解回收技术直接电解法和膜电解•资源法，回收率80-95%浓缩处理蒸发、反渗透等技术处理化学沉淀法添加还原剂、等置•Fe Al剩余废液换沉淀铜水回用系统处理后水质达标回用于离子交换电积联合工艺适用于中低浓•-生产度废液先进企业实现了零排放目标，每吨板可回收铜，年创效益数PCB20-30kg百万元铜冶炼污水处理中的关键设备介绍中和反应器电解回收装置材质橡胶衬里碳钢或FRP材质PVC外壳，钛阳极，不锈钢阴极功能调节pH值，促进重金属沉淀功能电沉积回收铜关键参数搅拌功率

0.1-

0.15kW/m³，停留时间关键参数电流密度150-300A/m²，电压2-3V30-60分钟膜分离系统斜板沉淀池材质聚砜或聚酰胺膜元件材质混凝土结构，衬防腐层功能深度去除离子和有机物功能固液分离，沉降悬浮物关键参数膜通量15-30L/m²·h，运行压力关键参数表面负荷

1.0-

1.5m³/m²·h，斜板倾

0.5-

1.5MPa角60°生物反应器离子交换柱材质混凝土或不锈钢材质FRP或橡胶衬里钢功能微生物降解有机污染物功能选择性吸附重金属离子关键参数MLSS3000-5000mg/L，DO2-关键参数空塔速度8-15BV/h，树脂床高2-3m4mg/L污水处理操作与维护要点日常监测设备维护污泥处理•在线监测pH值、•搅拌设备检查轴•污泥浓缩重力浓ORP、流量、浊度等承、叶片磨损缩，含水率95%实验室分析计量泵校准流量，脱水处理板框压•••Cu2+、Zn2+、更换密封滤，含水率80%、等Fe3+COD膜系统定期化学清资源化利用制备建•••出水水质每4小时洗酸洗+碱洗材、回收金属一次，确保达标离子交换再生液配安全处置危废填埋••污泥含水率控制在制与再生操作场规范处置•75-80%操作人员须掌握工艺原理和设备特性，能够应对进水波动、设备故障等异常情况建立完善的运行记录和应急预案，保证系统安全稳定运行环境法规与排放标准法律法规体系排放标准要求•《中华人民共和国环境保护法》环保基本法《铜、镍、钴工业污染物排放标准》GB25467-2010是铜冶炼行业废水排放的主要标准，规定了水污染物排放限值•《中华人民共和国水污染防治法》水环境保护专门法•《排污许可管理条例》企业排污管理法规污染物直排限值间排限值•《危险废物经营许可证管理办法》危废处置法规pH6-96-9铜冶炼企业须按规定取得排污许可证，安装自动监测设备并与环保部门联网，保存原始监测记录不少于5年COD60mg/L100mg/L铜

0.5mg/L

1.0mg/L铅

0.5mg/L

1.0mg/L锌

1.5mg/L

4.0mg/L氰化物

0.5mg/L

0.5mg/L砷

0.3mg/L

0.5mg/L2021年生态环境部发布的《重点管理名录（2021年版）》将铜冶炼列为重点管理行业，未来排放标准可能进一步加严，企业应提前布局绿色循环经济理念在铜冶炼污水处理中的应用污水资源化金属循环利用将铜冶炼废水视为含铜溶液而非废弃物，从废水和污泥中回收铜资源，返回生产线，形通过先进工艺回收铜、锌等有价金属，创造经成闭环某大型铜冶炼厂通过废水处理年回收济价值处理后水质达标回用于生产，减少新铜800吨，相当于3200吨铜精矿的产量鲜水取用量能源梯级利用污泥资源化利用冶炼余热为废水处理提供热能，采用厌氧含铜污泥经脱水后返回冶炼系统，实现金属再处理产生的沼气发电，降低处理成本，提高能提取低金属含量污泥制备建材、陶瓷或吸附源效率材料，变废为宝绿色循环经济理念的应用使铜冶炼企业从末端治理转向全过程控制，推动产业链绿色升级，实现经济效益与环境效益的双赢现代铜冶炼污水处理厂实景现代铜冶炼污水处理厂已实现高度自动化和智能化，配备先进的在线监测设备和自动控制系统中控室可实时监控各处理单元运行参数，自动调整药剂投加量，确保处理效果设备选型注重节能环保，提高资源回收率，降低运行成本未来技术趋势展望智能化处理系统基于大数据和人工智能技术的智能化污水处理系统将成为趋势，实现精准投药、预测性维护和自适应控制，降低运行成本20-30%新型材料技术石墨烯、MOF、生物基吸附剂等新型材料在废水处理中的应用将更加广泛，提供更高效、选择性更强的污染物去除方案一体化处理工艺集成化、模块化处理设备将替代传统分散单元，缩短工艺流程，降低占地面积，简化系统操作与维护生物强化处理与生态修复技术结合将为处理后的轻度污染区域提供更经济、可持续的环境恢复方案碳中和背景下，铜冶炼污水处理将更注重能源效率和碳排放，低碳技术将获得更多应用机会典型案例分享某大型铜冶炼厂污水处理升级改造背景与挑战解决方案该铜冶炼厂位于长江经济带，年产铜30万吨，采用源头减排+资源回收+深度处理的综合解日产废水5000吨面临的主要问题决方案•原处理系统老旧，效率低下，稳定性差

1.源头分类收集系统改造，避免交叉污染•铜回收率低，资源浪费严重

2.高浓度含铜废水采用新型电解技术回收铜•难以满足日益严格的排放标准

3.引入膜分离-离子交换联合工艺深度处理•处理成本高，年运行费用超过2000万元

4.应用智能控制系统，优化运行参数15%40%100%铜回收率提升运行成本降低达标率年增收超过1500万元年节约费用800万元出水稳定达到特别排放限值培训总结与关键知识点回顾污水特性•铜冶炼污水具有高浓度、多组分、强酸性特点•主要含铜、锌、铁等重金属离子和硫酸根•不同冶炼工艺产生的废水成分差异大处理技术•物理化学预处理是基础，包括中和、沉淀等•火法贫化与湿法浸出是回收铜的核心技术•生物法与高级氧化法用于有机物降解•膜分离技术用于深度处理和水质提升未来方向•绿色环保与资源化利用是主要发展方向本次培训系统介绍了铜冶炼污水处理的基本原理、核心技术和前沿趋势，希望学员能将所•智能化、自动化系统提升运行效率学知识应用于实际工作中，为铜冶炼行业的绿色发展做出贡献•新材料、新工艺不断突破技术瓶颈•全流程管理实现污染物减量与循环处理污水不仅是环保责任，更是回收有价资源的机遇互动问答环节问题1如何提高火法贫化中的问题2离子交换技术和膜分离问题3如何降低铜冶炼污水处铜回收率？技术各有什么优缺点？理系统的运行成本？合理控制熔炼温度1250-1350℃和还离子交换优点是选择性高、运行稳定，缺源头减量是关键，通过工艺优化减少废水原剂用量3-5%是关键可添加适量硫点是再生产生二次污染；膜分离优点是出产生量；加强资源回收，提高金属回收效化剂如硫铁矿促进铜以硫化铜形式富水水质好、自动化程度高，缺点是膜污染益；采用能耗低的处理工艺，如重力流替集，并严格控制氧化还原气氛，避免铜的严重、运行成本高实际应用中常结合使代泵送；利用冶炼余热为污水处理提供能过度氧化用，发挥各自优势源；建立智能控制系统优化药剂投加量欢迎学员分享实际工作中遇到的技术难题，我们可以共同探讨解决方案，促进经验交流与技术创新参考文献与推荐阅读学术论文专业书籍张明等，《纳米铁基复合材料处理铜冶王洪涛，《铜冶炼工艺与设备》，冶•炼酸性废水研究》，环境科学学报，金工业出版社，2020，2022423:124-132张兆峰，《重金属废水处理技术》，•陈志强等，《铜冶炼渣资源化利用技术化学工业出版社，2021研究进展》，有色金属科学与工程，刘永杰，《工业废水资源化利用技术•，2021124:87-96手册》，科学出版社，2019刘宏图等，《铜冶炼渣综合回收利用进昆明理工大学环境科学与工程学院，•展》，冶金分析，，2021412:21-29《矿冶废水处理与资源化技术》，科学出版社，2022李军等，《铜冶炼废水电化学处理技术技术规范研究》，环境工程学报，，2020146:1567-1575《铜冶炼污染防治最•HJ2030-2013陈茹，《PCB生产废液处理与铜回收技佳可行技术指南》术》，电子工艺技术，，2022432:《铜、镍、钴工业•GB25467-2010112-119污染物排放标准》谢谢聆听！携手共筑绿色铜冶炼未来我们的责任未来展望铜冶炼行业是国民经济的重要组成部期待各位学员将所学知识应用到实际工分，也是环境保护的重点领域作为行作中，不断探索创新，为铜冶炼行业的业从业者，我们既要追求经济效益，也绿色转型贡献智慧和力量要承担环保责任，实现绿色发展让我们携手努力，共同推动铜冶炼行业通过先进污水处理技术的应用和创新，的可持续发展，为建设美丽中国贡献力我们可以将环境挑战转化为资源机遇，量！推动铜冶炼行业走上可持续发展道路绿水青山就是金山银山，保护环境就是保护生产力。