有色行业酸回收及综合利用前景广阔
http://www.31cu.cn2020-09-16中国有色金属报

  硫酸作为基础工业化学原料,广泛应用于国民经济的各个领域。国家统计局统计和相关文献数据显示,2017年我国硫酸用量为9212.92万吨,2018年为9685.9万吨,2019年略下浮到8935.7万吨。我国的硫酸制取方法主要有硫磺制酸、有色冶炼烟气制酸和硫铁矿制酸,占比分别为45.8%,36.1%和17.1%,其中以硫磺制酸为主。由于需求量大及硫磺资料短缺,我国每年需要进口硫磺上千万吨以满足市场硫酸需求。同时,工业化生产中产生了大量的废硫酸,如能将工业废酸资源化处理,不但有利于绿色发展而且有利于我国硫酸行业的持续发展。

  废酸的来源

  在硫酸消费结构中,化肥行业虽用量最大,但生产过程中基本不产生废酸。我国年产1000万吨废酸量以上的主要有钛白粉行业、钢铁行业和有色冶炼行业等。钛白粉行业废酸主要来源于水解偏钛酸的生产工序,每生产1吨钛白粉产生约6吨废硫酸。2016年~2019年,我国钛白粉产能趋于稳定,年产约280万吨,年产废酸量约为1680万吨,主要成分为废硫酸及钛、铁等有价金属离子。

  钢铁行业废酸主要来源于硫酸表面酸洗生产工序,每生产1吨不锈钢产生约0.5吨废硫酸。2017年~2019年,我国不锈钢产能基本稳定在2800万吨,年产废硫酸量约1400万吨,主要成分为废硫酸及铁、铬等有价金属离子。

  有色冶炼烟气洗涤中,铜冶炼过程中吨铜生产的洗涤烟气洗涤废酸量约为0.2m3~0.3m3,废酸浓度约为8%~15%,锌冶炼过程中吨锌烟气洗涤废酸量约为0.3m3~0.5m3,铅冶炼过程中吨铅烟气洗涤废酸量约为0.6m3~1.0m3。中国有色金属工业协会统计数据显示,2017年~2019年,我国矿产铜锌铅产能总量在1700万~2000万之间小幅度波动。2017年,我国矿产铜、锌和铅产能分别为659万吨、622万吨和472万吨,矿产总量为1753万吨;2018年,我国矿产铜、锌和铅产能分别为634万吨、568万吨和511万吨,矿产总量为1713万吨;2019年,我国矿产铜、锌和铅量产能分别为743万吨,624万吨和580万吨,矿产总量为1947万吨。由产能保守估计,有色行业烟气洗涤废酸量约为480万吨~1020万吨,主要成分为硫酸、盐酸、氢氟酸和铜铅锌等,酸度约为2%~10%。有色冶炼生产过程中,在阴极铜等电解过程中,均需要定期排除废酸降低杂质离子浓度以保证产品质量。每产生1吨阴极铜等有价金属需要定期排除0.6m3电解废酸。据中国有色金属工业协会统计数据,近三年我国矿产铜锌铅产能总量为1700万~2000万,冶炼废酸量约为1020万~1200万吨,其主要成分为硫酸和铅锌铜等,酸度约为10%~20%。近三年,年产废酸量约为1500万~2220万吨。虽然根据环保要求,有色行业冶炼废酸全部进行了无害化处理,但目前综合利用水平仍有待提高。

  综上所述,我国钛白粉行业、钢铁行业和冶炼行业废酸量大,年产废酸量约5000万吨。同时,由于冶炼行业废酸以硫酸、氢氟酸和盐酸形成的高腐蚀性混酸体系为主,富含其他重金属,是目前废酸领域回收难度最大的废酸之一。

  有色行业废酸回收量现状及前景

  废酸的处置方法主要有两种。一种是传统的石灰中和法,也是目前比较常用的方法,即利用石灰、电石渣和熟石灰对废酸进行中和处理,中和后液再经铁盐法等深度处理可实现达标排放,但中和处理后会产生大量泥渣,废液中残留大量重金属离子。另一种是废酸资源化回收法,常见的处理工艺包括硫化法,硫化电渗析法,硫化-电渗析-蒸发法和硫化-蒸发吹脱法等。

  有色行业废酸成分复杂,回收难度大,技术门槛高。与此同时,近年来随着中国环境监管政策趋严,传统的石灰中和处理法由于不符合当下的环保政策要求,倒逼有色行业废酸处理朝着资源化回收方向推进。但总体而言,受制于技术门槛,行业内废酸回收率较小,2019年,有色行业废酸回收量约为22万吨,回收率小于5%。今年以来,有色行业铜铅锌产能基本趋于稳定,市场供需基本平衡,未来5到10年,年产废酸量基本持平,约为1800万吨,有色行业酸回收前景广阔。

  有色冶炼废酸作为危险废物的重要组成部分,其回收、资源化利用前景广阔。推进废酸的回收,不仅可以避免环境污染,减少原生资源使用,还能够催生新的节能环保产业,形成新的经济增长点。随着环保政策的不断完善和废酸回收机制的健全,我国有色行业废酸回收量仍将保持增长趋势,市场规模上百亿元。

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