探讨有色金属冶炼污酸处理技术现状及发展趋势

2021-11-02钟勇

中国金属通报 2021年10期

钟勇

（长沙矿冶研究院有限责任公司，湖南长沙 410000）

金属冶炼过程中，制酸过程会产生大量的废水。如果不处理直接进入水体，会改变水体的正常pH值，直接危害生物正常的生长。污酸废水通常含有As3+、As5+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ag+、Fe3+、F-、H2SO4等。其中除砷的过程相对比较复杂，砷的毒性很强，其中三价砷的毒性最大，如果人体长期摄入微量砷，会由于砷的蓄积而引起慢性中毒。在稀有金属冶炼的整个过程中，由于技术上的困难，会引起一定量的污酸。随着时间的变化，很容易对自然环境造成损害。在这方面，废水处理方法已成为相关人员的关键科研任务之一。冶炼厂生产稀有金属的全过程都会产生废水，其中酸是废水的主要成分。对污酸处理可以改善水质，废水循环处理在稀有金属冶炼厂新项目发展中起到了优势作用。

1 有色金属冶炼污酸概述

稀有金属会在冶炼厂整个生产过程中产生一些有害物质。这些有害化学物质如果未进行及时处理就会对环境造成污染。根据对污酸处理数据信息进行分析，我们可以知道稀有金属沉积物的成分更加复杂，并且生产过程中水体中的污酸成分非常高。将测得的污酸数值输入到酸碱系统软件，进行含量波动分析。随着冶炼厂工程项目的发展，由此产生的量将会逐渐增加，并且由于大量烟尘排放也会对冶炼厂周边生态环境带来负担。烟尘颗粒物质的不断积累会在一定程度上损害冶炼机械设备。机械设备易出故障严重影响稀有金属冶炼厂的生产效率。另外，冶炼废气中存在一定量的三氧化硫蒸气，并且三氧化硫与水反应转化为硫酸，从而改变清洁水的pH值。为了更好地提高制酸系统的工作效率，相关人员必须对清洗水进行适当处理，以除去清洗水中所含的酸性物质。在稀有金属冶炼厂的整个生产过程中，酸的形成是必不可少的。对相关数据的分析表明,污酸对环境有一定影响,污酸含有大量的稀硫酸、铜、锌等物质,这些物质如果能够进行有效回收也具有一定的应用价值[1]。

2 有色金属冶炼污酸废水的水质特征

在冶炼稀有金属的整个过程中，会对环境造成污染。在正常条件下，被污染的水体将具有某些特征。从另一角度分析有色金属的冶炼特性:首先,污酸中含有大量的化学成分,在水中发生中和反应,污酸中的重金属被中和。在化学变化中，将一部分氧化剂添加到含有污酸的水体中，并沉积。中和方法可以有效地去除多余的重金属离子及多余的颗粒物。并将环境污染酸的pH值控制在一定水平。目前，一些稀有金属冶炼公司使用石灰粉来解决该问题，以减少对环境所造成的危害。它可以减少废水处理成本。相关研究表明，石灰粉处理过的污水中重金属离子含量较低。这可以在一定程度上增加水的总硬度,对污水的回收和处理产生不利影响[2]。

除了化学反应速率外，污酸中所含的石灰粉还会继续与铁盐发生反应。根据相关的数据统计分析，石灰粉可以将环境污染酸的pH值调节到一定水平，在整个pH值调节过程中，环境污染酸中所含的砷和铁也会反应并产生其他化学物质，原因是砷化学药品和氢氧化铬具有溶胶-凝胶的特性[3]。

图1 有色金属冶炼图

空气污染酸中含有硫氰酸钾，这也是造成环境污染的主要原因之一。对相关数据的分析表明，污酸中经常含有的重金属离子会与硫酸根离子的正离子发生反应，从而导致一定数量的硫酸根离子积累。另外，由于硫氰酸钾沉积物与可溶性化学物质非常接近，因此无法区分硫氰酸钾，这限制了金属物质的分离与利用。相关的科技人员对空气污染酸的化学性质进行了详细的分析，并核对了相关数据和信息的内容。空气污酸中含有一定量的硫酸，硫酸根离子通常以硫化钠的形式存在。单个硫化钠与酸性硫酸根离子反应生成一定量的硫酸氢。随着反应的发展，氢硫酸的温度缓慢升高，最终成为氢硫酸和氯化氢的蒸气，并最终溢出[4]。

3 有色金属冶炼酸处理技术现状及发展趋势

在这一阶段,稀有金属已成为工业生产必不可少的原料，稀有金属冶炼厂的整个生产过程也引起了社会各界广泛关注。目前，有四种类型金属冶炼废水处理技术应用较为广泛。现在，我们将讨论这四种技术以及在废水处理中遇到的难题。进行是一个具体的分析[5]。

（1）石灰粉硫化橡胶石灰粉铁盐处理法。在整个废弃污水处理的过程中，添加了适量的硫化橡胶石灰粉，发现该物质添加可以解决污酸废水处理的技术问题，在使用这项技术之前必须做好前期准备工作。整个制备过程通常分为三个步骤。将石灰粉添加到污酸中以调节污酸的pH范围。其次,加入一定量的石灰乳以中和反应并调节反应的pH值。为了确保反应的效率,应将反应的pH调节至约2,最后使用固液分离法进行分离。处理分离的灰泥和清澈的液体。将获得的透明液体进行收集。在通常情况下,相关人员在上层透明液体中添加硫化钠溶液。硫化钠会与顶层透明液体中的某些化学物质发生化学反应，导致沉积，可以通过分离和沉积方法获得砷废物[6]。

（2）石灰铁盐法。石灰铁盐法是最常用的污水处理方法之一,与现有方法有一些相似之处,需要添加石灰在一定程度上调节污水的酸碱值。完成处理后部分污染物被排出。另外还要向控污酸废水中加入一定量的石灰油,以调节污酸废水反应的酸碱值。通常反应应控制在2～3的范围内,以确保反应的效率。最后,使用固液分离方法将所处理液体进行分离。处理分离的灰泥和澄清液体。最重要的是处理上层清液,通常是通过处理上清液中所含的铁盐和砷物质。具体的操作方法是将处理后的上清液放入池中,并向池中添加一定量的石灰油和亚硫酸铁,以执行特定的氧化操作。当溶液的pH值约为8时,反应如下。继续发生反应,反应效率达到最大。此时,污酸中所含的重金属离子和一些有害物质将被清除[7]。

（3）微生物的制备方法。生物制备的方法与其他方法之间的差异由以下操作影响：必须在整个污酸废水处理过程中将环境污染的酸引入调节罐，生物制备法必须使用生物制品和除汞剂。发生反应后，可以使用固液分离设备。类似分解反射的上清液以将反射的pH调节至约10，将一定量的凝结剂添加到清液中，并且在获得沉淀物之后进行分离。进行相关程序后，上层清液基本可以去除有害物质，符合操作规范[8]。

（4）膜溶液。膜分离液法与上述方法不同。膜技术是利用膜的选择透过性，根据污染物和水分子的不同粒径，借助较高的外压达到分离污染物的目的。理论上，该技术可以去除所有粒径大于膜孔径的污染物。膜分离技术可以进一步提高污水的纯度，分解污水中的颗粒物。相关数据表明，在整个反射过程中，薄膜表面的粒子会发生变化，薄膜上的粒子会增加，薄膜就会变厚。膜厚的变化也会影响废弃污水处理的效率，因此相关人员应立即有效地进行膜溶液处理，并尽快解决夹层玻璃表面的颗粒物，从而提高过滤操作的效率。

（5）废水处理中存在的问题。由于我国的废水处理技术发展相对较晚，与资本主义国家相比在技术方面还存在一些问题，目前，我国稀有金属将在冶炼过程中会产生一定量的废酸。酸污染处理存在几个关键问题，含砷废物和贵金属的混合，石灰粉操作标准的局限性。下面将从三个角度来进行深入的分析。含砷废物与贵金属混合，在被环境污染的酸处理的整个过程中，将产生含砷的废料，并对炉渣进行检查。结果，难以根据炉渣中发现的具有有用价值的金属材料以多种方式进行区分。降低废金属回收的效率。石灰的操作标准尚未得到充分改善，大量的石灰粉对于处理污酸是十分必要的。施用石灰粉后，将产生成熟的石膏废料。废物是高风险的固体废物，废物排放存在更大的风险。如何提高石灰在污酸废水处理中的作用，提高废物回收利用效率非常重要。为了更好，更合理地控制冶炼厂污酸废水所污染的范围，必须添加大量的石灰粉，添加石灰粉会改变水的硬度。如果水硬度过高会影响废水的大规模回收,不利于废水的处理。找到一种更有效的调节污水pH值是非常重要,经过实验验证,控制污水pH值要注意稀硫酸和稀有金属的回收,这一点对于废水再循环利用非常重要。此外,污酸废水的无害化处理工作也非常重要，冶炼厂要予以重视[9]。