有色金属冶炼废水净化处理工艺的研究

2020-12-20沈军

世界有色金属 2020年16期

关键词：清液新工艺有色金属

沈军

（青海盐湖镁业有限公司，青海格尔木 816000）

在有色金属冶炼过程中产生的废水，其主要的污染物是重金属污染，这个问题在我国非常突出。

随着我国发展的持续加快，社会对于有色金属资源的需求越来越大，这也导致了近年来，我国污染事件发生的频率正在逐渐增加，这种情况出现的原因与有色金属冶炼有着非常密切的关系[1]。

因此，要根据有色金属冶炼的实际情况，分析有色金属冶炼废水的水质特征，创新现有的废水处理方法，以减少有色金属冶炼废水对人们正常生产和生活造成的影响，以保障我国有色金属行业能真正的实现可持续发展。

1 有色金属冶炼废水的来源、性质以及危害

1.1 有色金属冶炼废水的来源与性质

在有色金属冶炼的过程中，多个环节都会产生含有大量重金属污染的废水，比如为了提取有色金属加入的酸性冲洗液以及冷却作用的冷凝液和吸收作用的吸收液等，这些液体中都包含有大量的重金属污染，还有废酸、洗涤水等也包含有大量重金属元素[2]。

此外，在火法冶炼过程中，需要对熔融态炉渣进行水粹冷却，这个过程中也会产生高温含炉渣微粒的以及少了重金属元素的废水；洗涤工艺中、车间冲洗工艺中，都会产生大量含有酸以及重金属污染物的非法。循环水中也会产生大量含有重金属的废水，但是由于是循环使用，不会对环境造成大量污染，因此较为环保。

1.2 有色金属冶炼废水的危害

重金属是废水中的主要污染物，此外还有酸等。含有重金属和酸的废水如果不经处理直接排放到环境之中，会对自然环境造成极大的破坏。如果排放到土壤中，会改变土壤的酸碱平衡，导致植物死亡，而重金属会富集到动植物中，最近进入人体，造成长期影响[3]。如果直接排放到河流等生态系统中，会造成污染物大量扩散，造成更广范围的影响。不仅会造成流域内水生动植物的大量死亡，也会对沿岸的动植物、工农业以及人群造成严重影响，轻者会造成重金属富集，引发各种慢性病，导致多种畸形儿诞生等，重者会直接造成大量人类和动植物死亡，并对环境和生态系统造成长期破坏。

1.3 我国当前有色金属冶炼废水处理的现状

在我国发展初期，由于对环境污染的认识不足以及工业底子过于薄弱，矿物的开采与冶炼过程极为粗放，导致了大量重金属污染进入到了环境之中，对生态系统以及人们的生活造成了极为严重的影响。据相关统计数据表明，我国的江河湖库等的底质污染率已经高达80.1%。当然重金属水体污染问题不仅在国内较为严重，在国外也非常严重，尤其是发展较为落后的国家污染问题就越发突出，这与意识以及经济基础呈一定的正比关系，西方国家在工业发展初期也曾出现严重的环境污染问题。

近年来，随着我国经济的进步以及环保意识的增强，国家出台了一系列措施对有色金属冶炼过程中的废水处理划定红线，并积极开展对已污染地区的治疗工作，取得了较好的效果。

2 有色金属冶炼废水净化处理基本原理和工艺流程

2.1 工艺流程

经过石灰中和处理之后，有色重金属废水有害成分会得到有效降低，将有色重金属废水在斜板沉降池中进行沉降处理，等沉降物和水彻底的分离之后，还要对沉降物进行干燥处理，干燥之后，还要将沉降物放回生产系统占用，对有价值的非金属进行回收处理，处理之后，还要将沉淀之后的清液放入到二段中和池中，采用这种方式对上清液进行二次处理，并将处理完成的液体放入斜板中进行沉降处理，清液中的有害物质就会沉降到池中，沉降完成之后，还需要将上清液部分全部排放到湘江之中。在这个过程中还要对部分上清液进行再次过滤处理，处理过程中需要在上清液中添加缓蚀阻垢剂。并将这部分上清液放入到生产系统中进行回收处理。

2.2 基本原理

在对有色金属废水进行处理时，要在废水中加入中和的石灰乳，石灰乳可以有效降低重金属离子废水中的酸性，在碱性的环境下，重金属废水中的重金属物质会沉淀，利用沉淀的原理可以有效分离出重金属废水中的有害物质，重金属离子很难生成溶性沉淀。

通过沉淀的方式可以有效回收重金属废水中的有价值的重金属离子。在上清液中加入复配效剂缓蚀垢，可以对重金属的腐蚀速度进行有效控制，保障重金属腐蚀的速度在规定的范围之内，以达到对冶炼重金属废水进行有效控制的目的，利用复配效剂阻止垢成分的形成，以避免垢成分粘结，使得形成晶体结构，在晶体颗粒不增长的情况下，使其悬浮于水中，采用这种方式除垢。

3 废水处理的生产结果

3.1 生产工艺路线

在对废水进行处理时，需要将废水放入中和反应池中，通过这种方式对废水进行控制，采用石灰与其充分的反应，并将废水放入斜板池中，并对废水进行沉降分离处理，将废水的上清液放入到二段中和池中，并在中和池中放入聚硫酸铁，将上清液和硫酸铁混合之后对废水进行有效的控制，保障废水的酸碱度在8.5～7.0之间，并通过斜板对沉降池进行科学的分离处理，通过两次分离处理之后，还要对上清液进行检测，检测完成之后，将其排放出去。

除此之外，还要对沉淀物进行干燥处理，将有价值的金属进行回收处理，并将其放入到生产系统中，然后送到生产系统，以备回收利用。

3.2 废水处理实践与讨论

利用新工艺处理的废水经有色金属质量监督检验授权站抽检，外排水完全符合国家污水综合排放标准（GB8978-1996）。

工业，一段中和与二段中和处理废水后水质对比。经一段处理后废水中Ca、Pb、Cd、Zn等离子浓度较未经处理的废水下降，经二段中和后Ca、Pb、Cd、Zn等较一段处理后分别下降36.65%、33.52%、42.25%、64.15%，效果明显，Ca也有所下降。废水经新工艺处理后合格率上升，金属回收率明显提高净化水回用情况统计结果。多种系统使用新工艺净化回水效果较好，无明显结垢情况发生。

3.3 经济效益分析

以某有色金属冶炼企业为例，按年排废水900×104m3，回用380×104m3：锌回收率提高17.19%，按2017～2018年废水平均含锌180mg/1计，每年多回收金属锌的价值：180×10-6×17.19%×90×105m3×4000元=111.4万元，净化回用水成本0.4元/m（经综合核算），净化水回用成本降低创效益：380×104m3×（1.20元/m3～0.40元/m3）=304万元，每年减少外排重金属：锌：900×104m3×6.86mg/1-（900×104m3～380×104m3）×1.76mg/1=51.52t 铅：900×104m3×1.32mg/1-（900×104m3～380×104m3）×0.47mg/1=9.41t镉：900×104m3×0.30mg/1-（900×104m3～380×104m3）×0.069mg/1=2.34t减少环保排污费200万元。原每年交排污费400万元，采用废水处理新工艺后，经监测均达标排放，交排污费为200万元。避免公司停产损失300万元。辅助材料消耗费用及人工工资增加费用：0.111元/m3＞900＞104m3+4人＞2元/人=108万元综上可计算出直接经济效益为：111.4万元+304万元+300万元+200万元-108万元=807.4万元。采用一段石灰中和→二段聚铁回调→缓蚀组垢→净化回用新工艺处理废水，工艺科学、合理、简单，技术可靠，投资省，生产运行稳定，处理效果达国内先进水平。