有色金屬冶煉廢水凈化處理工藝的研究

沈 軍

（青海鹽湖鎂業(yè)有限公司，青海 格爾木 816000）

在有色金屬冶煉過程中產(chǎn)生的廢水，其主要的污染物是重金屬污染，這個(gè)問題在我國非常突出。

隨著我國發(fā)展的持續(xù)加快，社會(huì)對于有色金屬資源的需求越來越大，這也導(dǎo)致了近年來，我國污染事件發(fā)生的頻率正在逐漸增加，這種情況出現(xiàn)的原因與有色金屬冶煉有著非常密切的關(guān)系[1]。

因此，要根據(jù)有色金屬冶煉的實(shí)際情況，分析有色金屬冶煉廢水的水質(zhì)特征，創(chuàng)新現(xiàn)有的廢水處理方法，以減少有色金屬冶煉廢水對人們正常生產(chǎn)和生活造成的影響，以保障我國有色金屬行業(yè)能真正的實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 有色金屬冶煉廢水的來源、性質(zhì)以及危害

1.1 有色金屬冶煉廢水的來源與性質(zhì)

在有色金屬冶煉的過程中，多個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生含有大量重金屬污染的廢水，比如為了提取有色金屬加入的酸性沖洗液以及冷卻作用的冷凝液和吸收作用的吸收液等，這些液體中都包含有大量的重金屬污染，還有廢酸、洗滌水等也包含有大量重金屬元素[2]。

此外，在火法冶煉過程中，需要對熔融態(tài)爐渣進(jìn)行水粹冷卻，這個(gè)過程中也會(huì)產(chǎn)生高溫含爐渣微粒的以及少了重金屬元素的廢水；洗滌工藝中、車間沖洗工藝中，都會(huì)產(chǎn)生大量含有酸以及重金屬污染物的非法。循環(huán)水中也會(huì)產(chǎn)生大量含有重金屬的廢水，但是由于是循環(huán)使用，不會(huì)對環(huán)境造成大量污染，因此較為環(huán)保。

1.2 有色金屬冶煉廢水的危害

重金屬是廢水中的主要污染物，此外還有酸等。含有重金屬和酸的廢水如果不經(jīng)處理直接排放到環(huán)境之中，會(huì)對自然環(huán)境造成極大的破壞。如果排放到土壤中，會(huì)改變土壤的酸堿平衡，導(dǎo)致植物死亡，而重金屬會(huì)富集到動(dòng)植物中，最近進(jìn)入人體，造成長期影響[3]。如果直接排放到河流等生態(tài)系統(tǒng)中，會(huì)造成污染物大量擴(kuò)散，造成更廣范圍的影響。不僅會(huì)造成流域內(nèi)水生動(dòng)植物的大量死亡，也會(huì)對沿岸的動(dòng)植物、工農(nóng)業(yè)以及人群造成嚴(yán)重影響，輕者會(huì)造成重金屬富集，引發(fā)各種慢性病，導(dǎo)致多種畸形兒誕生等，重者會(huì)直接造成大量人類和動(dòng)植物死亡，并對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成長期破壞。

1.3 我國當(dāng)前有色金屬冶煉廢水處理的現(xiàn)狀

在我國發(fā)展初期，由于對環(huán)境污染的認(rèn)識(shí)不足以及工業(yè)底子過于薄弱，礦物的開采與冶煉過程極為粗放，導(dǎo)致了大量重金屬污染進(jìn)入到了環(huán)境之中，對生態(tài)系統(tǒng)以及人們的生活造成了極為嚴(yán)重的影響。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國的江河湖庫等的底質(zhì)污染率已經(jīng)高達(dá)80.1%。當(dāng)然重金屬水體污染問題不僅在國內(nèi)較為嚴(yán)重，在國外也非常嚴(yán)重，尤其是發(fā)展較為落后的國家污染問題就越發(fā)突出，這與意識(shí)以及經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)呈一定的正比關(guān)系，西方國家在工業(yè)發(fā)展初期也曾出現(xiàn)嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步以及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國家出臺(tái)了一系列措施對有色金屬冶煉過程中的廢水處理劃定紅線，并積極開展對已污染地區(qū)的治療工作，取得了較好的效果。

2 有色金屬冶煉廢水凈化處理基本原理和工藝流程

2.1 工藝流程

經(jīng)過石灰中和處理之后，有色重金屬廢水有害成分會(huì)得到有效降低，將有色重金屬廢水在斜板沉降池中進(jìn)行沉降處理，等沉降物和水徹底的分離之后，還要對沉降物進(jìn)行干燥處理，干燥之后，還要將沉降物放回生產(chǎn)系統(tǒng)占用，對有價(jià)值的非金屬進(jìn)行回收處理，處理之后，還要將沉淀之后的清液放入到二段中和池中，采用這種方式對上清液進(jìn)行二次處理，并將處理完成的液體放入斜板中進(jìn)行沉降處理，清液中的有害物質(zhì)就會(huì)沉降到池中，沉降完成之后，還需要將上清液部分全部排放到湘江之中。在這個(gè)過程中還要對部分上清液進(jìn)行再次過濾處理，處理過程中需要在上清液中添加緩蝕阻垢劑。并將這部分上清液放入到生產(chǎn)系統(tǒng)中進(jìn)行回收處理。

2.2 基本原理

在對有色金屬廢水進(jìn)行處理時(shí)，要在廢水中加入中和的石灰乳，石灰乳可以有效降低重金屬離子廢水中的酸性，在堿性的環(huán)境下，重金屬廢水中的重金屬物質(zhì)會(huì)沉淀，利用沉淀的原理可以有效分離出重金屬廢水中的有害物質(zhì)，重金屬離子很難生成溶性沉淀。

通過沉淀的方式可以有效回收重金屬廢水中的有價(jià)值的重金屬離子。在上清液中加入復(fù)配效劑緩蝕垢，可以對重金屬的腐蝕速度進(jìn)行有效控制，保障重金屬腐蝕的速度在規(guī)定的范圍之內(nèi)，以達(dá)到對冶煉重金屬廢水進(jìn)行有效控制的目的，利用復(fù)配效劑阻止垢成分的形成，以避免垢成分粘結(jié)，使得形成晶體結(jié)構(gòu)，在晶體顆粒不增長的情況下，使其懸浮于水中，采用這種方式除垢。

3 廢水處理的生產(chǎn)結(jié)果

3.1 生產(chǎn)工藝路線

在對廢水進(jìn)行處理時(shí)，需要將廢水放入中和反應(yīng)池中，通過這種方式對廢水進(jìn)行控制，采用石灰與其充分的反應(yīng)，并將廢水放入斜板池中，并對廢水進(jìn)行沉降分離處理，將廢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鐵，將上清液和硫酸鐵混合之后對廢水進(jìn)行有效的控制，保障廢水的酸堿度在8.5～7.0之間，并通過斜板對沉降池進(jìn)行科學(xué)的分離處理，通過兩次分離處理之后，還要對上清液進(jìn)行檢測，檢測完成之后，將其排放出去。

除此之外，還要對沉淀物進(jìn)行干燥處理，將有價(jià)值的金屬進(jìn)行回收處理，并將其放入到生產(chǎn)系統(tǒng)中，然后送到生產(chǎn)系統(tǒng)，以備回收利用。

3.2 廢水處理實(shí)踐與討論

利用新工藝處理的廢水經(jīng)有色金屬質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)授權(quán)站抽檢，外排水完全符合國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）。

工業(yè)，一段中和與二段中和處理廢水后水質(zhì)對比。經(jīng)一段處理后廢水中Ca、Pb、Cd、Zn等離子濃度較未經(jīng)處理的廢水下降，經(jīng)二段中和后Ca、Pb、Cd、Zn等較一段處理后分別下降36.65%、33.52%、42.25%、64.15%，效果明顯，Ca也有所下降。廢水經(jīng)新工藝處理后合格率上升，金屬回收率明顯提高凈化水回用情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果。多種系統(tǒng)使用新工藝凈化回水效果較好，無明顯結(jié)垢情況發(fā)生。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

以某有色金屬冶煉企業(yè)為例，按年排廢水900×104m3，回用380×104m3：鋅回收率提高17.19%，按2017～2018年廢水平均含鋅180mg/1計(jì)，每年多回收金屬鋅的價(jià)值：180×10-6×17.19%×90×105m3×4000元=111.4萬元，凈化回用水成本0.4元/m（經(jīng)綜合核算），凈化水回用成本降低創(chuàng)效益：380×104m3×（1.20元/m3～0.40元/m3）=304萬元，每年減少外排重金屬：鋅：900×104m3×6.86mg/1-（900×104m3～380×104m3）×1.76mg/1=51.52t 鉛 ：900×104m3×1.32mg/1-（900×104m3～380×104m3）×0.47mg/1=9.41t鎘 ：900×104m3×0.30mg/1-（900×104m3～380×104m3）×0.069mg/1=2.34t減少環(huán)保排污費(fèi)200萬元。原每年交排污費(fèi)400萬元，采用廢水處理新工藝后，經(jīng)監(jiān)測均達(dá)標(biāo)排放，交排污費(fèi)為200萬元。避免公司停產(chǎn)損失300萬元。輔助材料消耗費(fèi)用及人工工資增加費(fèi)用 ：0.111元/m3＞900＞104m3+4人＞2元/人=108萬元綜上可計(jì)算出直接經(jīng)濟(jì)效益為：111.4萬元+304萬元+300萬元+200萬元-108萬元=807.4萬元。采用一段石灰中和→二段聚鐵回調(diào)→緩蝕組垢→凈化回用新工藝處理廢水，工藝科學(xué)、合理、簡單，技術(shù)可靠，投資省，生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果達(dá)國內(nèi)先進(jìn)水平。

4 結(jié)束語

綜上所述，創(chuàng)新現(xiàn)有有色金屬冶煉方法時(shí)，要了解有色金屬冶煉廢水的排放特征和水質(zhì)特征，了解冶煉金屬廢水的危害，明確有色金屬冶煉廢水的性質(zhì)、來源，并了解冶煉金屬廢水的危害性，并采取針對性的廢水處理工藝，對廢水進(jìn)行凈化處理，保障人們的身體健康不會(huì)受到影響。