化工技術(shù)在企業(yè)冶金工藝中的應(yīng)用

楊 剛

（西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900）

傳統(tǒng)的冶金技術(shù)主要采用高溫爐熔煉工藝，這種工藝雖然能夠在短時(shí)間內(nèi)滿足公司的業(yè)務(wù)需求，但是冶金生產(chǎn)線的能源利用率比較低且對(duì)環(huán)境造成的危害較大。因此，多數(shù)企業(yè)開始探索科學(xué)的化工技術(shù)，想要將化工技術(shù)應(yīng)用到環(huán)保等級(jí)較低的車間。一方面，企業(yè)是想通過(guò)引入最新的化工技術(shù)來(lái)提升能源利用率與經(jīng)濟(jì)效益[1]。另一方面，企業(yè)家在自身財(cái)富到達(dá)一定層次之后所背負(fù)的社會(huì)責(zé)任感也逐漸增強(qiáng)，積極響應(yīng)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展理念也能夠?yàn)樽约旱钠髽I(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力與知名度。

1 化工技術(shù)簡(jiǎn)介

化工技術(shù)通常是指以化學(xué)原理為指導(dǎo)、以成熟的工程技術(shù)為實(shí)踐原則，力圖將相關(guān)產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各類有害物質(zhì)降到最低的環(huán)保技術(shù)。常見的有害物質(zhì)主要有生產(chǎn)原材料、催化劑以及化學(xué)溶劑等，化工技術(shù)主要分解有害原材料中的分子實(shí)現(xiàn)環(huán)?？沙掷m(xù)。因此，工廠中冶金生產(chǎn)線加大對(duì)化工技術(shù)引進(jìn)的投資力度是很有必要的，這不僅會(huì)使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到有效提高，還可以保證工業(yè)原料的再利用。

化工技術(shù)在生產(chǎn)線中的正能量與國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀：當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)發(fā)展正處于高速發(fā)展階段，所達(dá)到的技術(shù)高度已經(jīng)不遜色于多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家。而不幸的是，化工企業(yè)與重金屬企業(yè)在追求自身經(jīng)濟(jì)利益時(shí)忽略了企業(yè)給環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響，特別是含重金屬有毒物質(zhì)的工業(yè)廢水、廢氣與生產(chǎn)線的工業(yè)廢渣被直接排放到大氣與河流中。近年來(lái)，化工技術(shù)被廣泛用于礦業(yè)、化工企業(yè)以及冶金行業(yè)，在一定程度上改善了環(huán)境質(zhì)量且效果有目共睹。

隨著國(guó)內(nèi)多數(shù)重工業(yè)廣泛應(yīng)用化工技術(shù)且起到了不錯(cuò)的效果，相關(guān)行業(yè)譬如印刷、制藥以及石油石化等行業(yè)紛紛加入到了技術(shù)革新的隊(duì)伍中。值得一提的是，國(guó)家為了支持企業(yè)引進(jìn)化工技術(shù)，還專門派專業(yè)的科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行實(shí)地考察研究，從而為提升化工技術(shù)的效能提供有力保障。

2 化工技術(shù)在冶金工藝中的應(yīng)用展望

隨著國(guó)家提出“中國(guó)智造2025”，以計(jì)算機(jī)學(xué)科、集成電路學(xué)科與控制科學(xué)與工程學(xué)科為代表的高精尖行業(yè)已經(jīng)開始了技術(shù)攻關(guān)之路。作為國(guó)內(nèi)工業(yè)中不可或缺的一部分，冶金行業(yè)也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，通過(guò)不斷改進(jìn)工藝與更新設(shè)備來(lái)提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。從技術(shù)層面講，化工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)、印刷行業(yè)和石化企業(yè)。國(guó)內(nèi)企業(yè)冶金過(guò)程中化工技術(shù)的不斷發(fā)展起著重要的作用，特別是在以下兩個(gè)冶金過(guò)程中：濕法煉銅：我國(guó)銅冶煉技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了幾千年，傳統(tǒng)的銅冶煉工藝不僅存在純度低的缺陷，而且對(duì)環(huán)境有很大的危害。目前，化工技術(shù)已基本應(yīng)用于銅的生產(chǎn)線中，通過(guò)多年的運(yùn)行與技術(shù)革新，化工技術(shù)與銅冶煉生產(chǎn)線已經(jīng)達(dá)到了很好的平衡點(diǎn)。企業(yè)只要應(yīng)用先進(jìn)的化工技術(shù)，冶金工藝的質(zhì)量就可以得到很大程度上的提升。例如，納米過(guò)濾膜技術(shù)在化學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用可以有效地處理電解質(zhì)中的銅含量。與此同時(shí)，銅含量相對(duì)會(huì)保持在比較低的水平，這就從側(cè)面說(shuō)明了銅的回收率在不斷提高，銅含量的具體數(shù)據(jù)見表1。由表1可知，電解質(zhì)中銅的含量更多的是由于采用了納濾技術(shù)的緣故，但是受到錳的影響會(huì)在一定程度上導(dǎo)致銅的提取不準(zhǔn)確，需要平衡其含水量才能達(dá)到銅的濃度。因?yàn)檎舭l(fā)過(guò)程中的水量會(huì)使萃取液回流和濾出，所以會(huì)殘留太多的水。這就需要保持萃取液中酸堿度的平衡，溶液的最佳PH值應(yīng)該調(diào)整至7。

在溶液的中和過(guò)程中會(huì)損失部分的銅，因此納米過(guò)濾膜的化工能夠做到對(duì)溶液的妥善處理。與傳統(tǒng)的冶金工藝相比，該納濾膜技術(shù)具有較好的煉銅效果和較高的生產(chǎn)效率。

表1 納濾技術(shù)處理多種元素后的元素殘留率

3 冶金行業(yè)在污水處理工序中引入過(guò)濾技術(shù)

在冶金化工企業(yè)的應(yīng)用中，污水的具體處理步驟如下：第一步是對(duì)污水進(jìn)行酸堿度調(diào)節(jié)，先進(jìn)行一次石灰乳的添加，在進(jìn)行相應(yīng)的處理工序后要進(jìn)行石灰乳的二次投放；在完成石灰乳的添加之后首先要進(jìn)行的就是采用平流技術(shù)進(jìn)行沉淀，最后才是廢棄物質(zhì)的對(duì)外排放。在這個(gè)處理過(guò)程中，需要注意的是在沉淀時(shí)首先需要加入適量氯化鋁進(jìn)行化學(xué)物質(zhì)的沉淀工作，其主要目的是去除污水中殘留的重金屬有毒物質(zhì)。由于重金屬的化學(xué)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，重金屬在處理過(guò)程中不易沉淀，如果用氫氧化物沉淀平流沉淀，那么取得的效果就不太理想。除此之外，用氫氧化物實(shí)現(xiàn)沉淀可能會(huì)有潛在的副作用，因此過(guò)濾技術(shù)可以很好的被應(yīng)用于冶金行業(yè)。

冶金生產(chǎn)線在應(yīng)用過(guò)濾工藝時(shí)需要格外注意參數(shù)的設(shè)定，在設(shè)定過(guò)濾工藝的主要特性參數(shù)時(shí)，應(yīng)該確保以下幾點(diǎn)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：處理后的污水濁度不應(yīng)超過(guò)4mg L-1，污水處理量也應(yīng)該控制在80mg L-1，設(shè)備內(nèi)壓應(yīng)在0.15Mpa～0.25Mpa，過(guò)濾排放壓力應(yīng)保持在0.04MPa～0.06Mpa，設(shè)備的運(yùn)行速度也需要保持在10m～15mH-1范圍內(nèi)。基本的參數(shù)設(shè)定完畢以后，需要首先參考這些具體參數(shù)調(diào)整溶液的pH值，未處理的原污水中pH值應(yīng)調(diào)整到10.5～11.5，從而實(shí)現(xiàn)污水中的鋅離子與鎘離子得到有效的沉淀，然后通過(guò)過(guò)濾器的出口調(diào)節(jié)污水的酸度。在排放處理后的污水時(shí)，應(yīng)當(dāng)控制其PH值在5～7的范圍內(nèi)。近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)某些企業(yè)將過(guò)濾技術(shù)引入到生產(chǎn)線以后，企業(yè)的整體化工廢水排放量日益減少，廢水中的重金屬離子含量與毒性也得到了很好的控制，種種跡象表明該技術(shù)在我國(guó)許多冶金工藝中的應(yīng)用前景更加廣闊。

4 結(jié)論

改革開放的浪潮已經(jīng)推進(jìn)了40年，“中國(guó)智造2025”的大門卻剛剛打開，冶金行業(yè)也應(yīng)該乘上這一列快班車。作為各行各業(yè)發(fā)展的催化劑，冶金行業(yè)與化工行業(yè)理應(yīng)走在技術(shù)革新的前列，當(dāng)前國(guó)內(nèi)許多企業(yè)都在通過(guò)引進(jìn)新興化工技術(shù)來(lái)提高自己對(duì)社會(huì)做出的正面貢獻(xiàn)。需要注意的是，化工技術(shù)不僅在已有的冶金工藝基礎(chǔ)上做了部分改進(jìn)，還通過(guò)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了化工技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域再擴(kuò)展。近年來(lái)，化工技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出多元化與高速化的態(tài)勢(shì)，受到了各行各業(yè)的廣泛關(guān)注，希望化工技術(shù)不僅能夠提高各行各業(yè)的產(chǎn)值，還可以為貫徹可持續(xù)發(fā)展理念貢獻(xiàn)一份力量。