冶金工業(yè)廢水處理技術(shù)

1、(d)ttMMEAN金大洋環(huán)保金保http:/冶金工業(yè)廢水處理技術(shù)冶金工業(yè)產(chǎn)品繁多，生產(chǎn)流程各成系列，排放出大量廢水，是污染環(huán)境的主要廢水之一。冶金廢水的主要特點(diǎn)是水量大、種類多、水質(zhì)復(fù)雜多變。按廢水來源和特點(diǎn)分類，主要有：冷卻水,酸洗廢水，除塵和煤氣、煙氣洗滌廢水，沖渣廢水以及由生產(chǎn)工藝中凝結(jié)、分離或溢出的廢水等。冷卻水的處理冷卻水在冶金廢水中所占的比例最大。鋼鐵廠的冷卻水約占全部廢水的70%。冷卻水分間接冷卻水和直接冷卻水。間接冷卻水，如高爐爐體、熱風(fēng)爐、熱風(fēng)閥、煉鋼平爐、轉(zhuǎn)爐和其他冶金爐爐套的冷卻水，使用后水溫升高，未受其他污染，冷卻后，可循環(huán)使用。若采用汽化冷卻工藝則用水量可顯著減少，

2、部分熱能可回收利用。直接冷卻水，如軋鋼機(jī)軋輻和輻道冷卻水、金屬鑄錠冷卻水等，因與產(chǎn)品接觸，使用后不僅水溫升高，水中還含有油、氧化鐵皮和其他物質(zhì)，如果外排，會(huì)對(duì)水體造成淤積和熱污染，浮油會(huì)危害水生生物。處理方法是先經(jīng)粗顆粒沉淀池或水力旋流器，除去粒度在100微米以上的顆粒，然后把廢水送入沉淀，除去懸浮顆粒；為提高沉淀效果，可投加混凝劑和助凝劑；水中浮油可用刮板清除。廢水經(jīng)凈化和降溫后可循環(huán)使用。冷軋車間的直接冷卻水，含有乳化油，必須先用化學(xué)混凝法、加熱法或調(diào)節(jié)pH值等方法，破壞乳化油，然后進(jìn)行上浮分離，或直接用超過濾法分離。所收集的廢油可以再生，作燃料用。酸洗廢水的處理軋鋼等金屬加工廠都產(chǎn)生酸洗

3、廢水，包括廢酸和工件沖洗水。酸洗每噸鋼材要排出12米廢水，其中含有游離酸和金屬離子等。如鋼鐵酸洗廢水含大量鐵離子和少量鋅、銘、鉛等金屬離子。少量酸洗廢水，可進(jìn)行中和處理并回收鐵鹽；較大量的則可用冷凍法、噴霧燃燒法、隔膜滲析法等方法回收酸和鐵鹽或分離回收氧化鐵。若采用中性電解工藝除氧化鐵皮，就不會(huì)出酸洗廢水。但電解液須經(jīng)過濾或磁分離法處理，才能循環(huán)使用。洗滌水的處理冶金工廠的除塵廢水和煤氣、煙氣洗滌水，主要是高爐煤氣洗滌水、平爐和轉(zhuǎn)爐煙氣洗滌水、燒結(jié)和煉焦工藝中的除塵廢水、有色冶金爐煙氣洗滌水等。這類廢水的共同特點(diǎn)是：含有大量懸浮物，水質(zhì)變化大，水溫較高。每生產(chǎn)一噸鐵水要排出24米高爐煤氣洗滌廢

4、水，水溫一般在30C(d)ttMMEAN金大洋環(huán)保金保http:/以上，懸浮物含量為6003000毫克/升，主要是鐵礦石、焦炭粉和一些氧化物。廢水中還含有劇毒的氧化物以及硫化物、酚、無機(jī)鹽和鋅、鎘等金屬離子。氧化物含量因煉生鐵和鎰鐵而不同，分別為0.12毫克/升和2040毫克/升。廢水中的氧化物可用氯、漂白粉或臭氧等把氧化物氧化為氟酸鹽，也可投加硫酸亞鐵，使氧化物成為無毒的亞鐵氧化物，還可用塔式生物濾池或等進(jìn)行生物處理。高爐煤氣洗滌水水量大，用上述方法處理氧化物很不經(jīng)濟(jì)，因此，大多是用沉淀池澄清廢水，然后循環(huán)使用。生產(chǎn)特種生鐵(如鎰鐵等)的高爐煙氣洗滌水中的懸浮物難以沉降通常要用混凝劑進(jìn)行混凝

5、沉淀。除沉淀法外，還可采用磁凝聚法、磁濾法和高梯度磁力分離法處理。沉渣經(jīng)真空過濾或壓力過濾脫水并烘干后，可作為燒結(jié)的原料。高爐煙氣洗滌水，用高爐的水淬?；癄t渣進(jìn)行過濾，既可去除懸浮物，又可降低水的硬度，有利于水質(zhì)穩(wěn)定，是一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。煉鋼的平爐、轉(zhuǎn)爐都產(chǎn)生煙氣洗滌廢水，每煉一噸鋼要排出26米廢水，水質(zhì)由于煉鋼工藝不同，或同一爐鋼處于冶煉過程的不同時(shí)間，差別很大，通常pH值為612,水溫40-60C,懸浮物200010000毫克/升，還含有氟化物、硝酸鹽等。這種廢水處理方法是先用水力旋流器或其他粗顆粒分離器除去60微米以上的大顆粒，然后通過沉淀池沉淀，除去懸浮的細(xì)顆粒。由于顆粒細(xì)小以及水的

6、熱對(duì)流，自然沉淀效果不好，因此要投加混凝劑，或用磁凝聚法，有時(shí)兼用磁凝聚法和高分子絮凝劑，經(jīng)濟(jì)而效果較好。廢水澄清后可循環(huán)使用。沉淀的污泥經(jīng)脫水、干燥后可作燒結(jié)原料，或制成球團(tuán)作煉鋼冷卻劑。軋鋼直接冷卻水和煉鐵、煉鋼煙氣洗滌水的共同特點(diǎn)是所含的懸浮物主要是鐵的氧化物。去除這些懸浮物，除了用通常的沉淀方法外，還可用磁性圓盤和高梯度磁過濾的方法處理，磁性圓盤和磁過濾在處理系統(tǒng)中可單獨(dú)使用，也可組合使用。沖渣水的處理冶金工廠的沖渣水，水溫高，水中含有很多懸浮物和少量金屬離子，應(yīng)過濾、冷卻后循環(huán)使用。煉焦廢水的處理黑色冶金業(yè)中的焦化廠每生產(chǎn)一噸焦炭，約產(chǎn)生0.250.50米含有酚、苯、焦油、氧化物、硫

7、化物、口比咤等有害物質(zhì)的廢水，通常稱為含酚廢水。含酚廢水經(jīng)處理后，可摻入高爐煙氣洗滌水或作為冷卻水使用。http:/有色冶金廢水的處理銅、鉛、鋅等重金屬冶煉廠，有含重金屬離子的廢水，主要來自洗滌冶煉煙氣、濕法冶煉和沖洗設(shè)備等。由于礦石中除了要提煉的主金屬外，還伴有多種有色金屬，因此，有色金屬冶煉廠的廢水常常同時(shí)含有多種金屬離子和有害物質(zhì)。治理措施是：加強(qiáng)生產(chǎn)管理，減少?gòu)U水量，回收有用金屬。通常采用的處理方法是石灰中和法，主要是控制廢水的pH值,使重金屬離子變成氫氧化物沉淀下來；或采用硫化法，向廢水中通入硫化氫，使重金屬離子變成重金屬硫化物后加以提?。簧窈头扔泻ξ镔|(zhì)可與鈣離子生成難溶的化合物而

8、沉淀分離出來。此外，還可以采用離子交換法、浮選法、反滲透法、等回收有用金屬，凈化廢水。鋁、鎂等輕金屬冶煉廠用濕法洗滌煙氣產(chǎn)生含氟廢水，含氟量在石灰乳，以回收利用氟化鈣；也可用等方法凈化廢水，循環(huán)使用。循環(huán)用水和水質(zhì)穩(wěn)定循環(huán)用水是冶金廢水治理的一項(xiàng)重要措施。冶金廢水的循環(huán)使用率在逐年提高，國(guó)外一些先進(jìn)的鋼鐵廠已達(dá)到9598%。煉一噸鋼通常用100200噸水，只須補(bǔ)充新水210噸。而水的循環(huán)使用必須根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)，進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定處理。間接冷卻水通常要向水中投加阻垢劑、防蝕劑或調(diào)整pH值等方法。必須從循環(huán)系統(tǒng)外排的水，可作為直接冷卻水的補(bǔ)充水。冶煉爐煙氣凈化洗滌水的水質(zhì)穩(wěn)定問題很復(fù)雜，必須分別處理。如煉

9、鐵高爐煤氣洗滌水，每洗滌一次，硬度增加一度（德國(guó)度）以上，必須進(jìn)行軟化，再循環(huán)使用；也可用爐渣過濾的方法，在除去懸浮物的同時(shí)，降低硬度；或在沉淀前進(jìn)行預(yù)曝氣，除去水中所含的二氧化碳，使碳酸鈣析出并在沉淀池中除去。一、稀土濕法冶金工業(yè)廢水處理稀土濕法冶金過程中的廢水污染問題受到各方面的關(guān)注。我國(guó)稀土濕法冶金的原料主要是氟碳鋪礦、氟碳鋪礦和獨(dú)居石的混合礦（以下簡(jiǎn)稱混合稀土精礦）及廣東、江西等地的離子吸附型稀土礦。離子吸附型稀土礦采用原地浸礦、碳較沉淀工藝制備碳酸稀土產(chǎn)品，氟碳鈾礦主要采用氧化焙燒工藝分解，而混合稀土精礦主要采用濃硫酸高溫焙燒分解（以下簡(jiǎn)稱酸法分解工藝）和液堿法分解兩種工藝制備碳酸稀

10、土和氯化稀土初級(jí)產(chǎn)品，然后由初級(jí)產(chǎn)品再通過萃取分離生產(chǎn)不MHtMMEAN金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保70毫克/升以上，可投加同純度的單一稀土產(chǎn)品。 對(duì)稀土礦物的3種分解工藝及萃取分離制備單一稀土工藝等濕法冶金過程中的廢水分類及研究現(xiàn)狀作簡(jiǎn)單綜述。MHtMMEAN金大肆環(huán)保金大洋環(huán)保http:/1稀土濕法冶金過程廢水的分類1.1混合稀土精礦的分解1.1.1酸法分解工藝混合稀土精礦濃硫酸高溫焙燒分解工藝是以混合稀土精礦為原料的稀土企業(yè)的主體分解工藝。該工藝在冶金過程中產(chǎn)生酸性廢水A(p(F)=25g/L,p(H2SO4=15-25g/L)和含硫酸餃的氨氮類廢水B(pH=78,p(NH4+)=518g/L)

11、。初級(jí)產(chǎn)品碳酸稀土還可以進(jìn)一步革取分離單一稀土產(chǎn)品并產(chǎn)生相應(yīng)的廢水。1.1.2液堿法分解工藝液堿法分解工藝是分解混合稀土精礦的另一個(gè)主要工藝，目前仍有少部分企業(yè)采用該工藝生產(chǎn)。該工藝產(chǎn)生兩種廢水：酸性廢水C(含鈣鎂離子和鹽酸，鹽酸濃度約l2mol/L)和堿性廢 水D(含NaOHNa3PO於 口NaF等 ，p(F)=0.40.6g/L,p(NaOH=100400g/L,p(Na2CO3=2030g/L,pH=1011)。初級(jí)產(chǎn)品氯化稀土還可以進(jìn)一步蘋取分離出單一稀士產(chǎn)品。1.2氟碳飾礦的分解一一氧化焙燒分解工藝氧化焙燒分解工藝是四川氟碳鈍礦的主要分解工藝，主要產(chǎn)生兩種廢水，一種是酸性廢水E,p(

12、F)=46g/L,p(Fe2(SO43)=2535g/L,w(H2SO4=8%10%和Na2SO4及少量的P2O5等；一種為堿性廢水F,主要是含Na2SO4p(Na2SO4=4050g/L,p(F-)=0.308g/L,PH=910,同時(shí)還有少量氟。 少柿氯化稀土還可以繼續(xù)革取分離單一稀土產(chǎn)品。1.3萃取分離制備單一稀土產(chǎn)品工藝我國(guó)稀土企業(yè)分離單一稀土產(chǎn)品主要是蘋取分離工藝,(d)ttMMEAN金大洋環(huán)保金保http:/的廢水種類較多，主要是大量的各種含氨氮類廢水G,pH=35,p(NH4。=815g/L,氯化較；少量酸性廢水H,c(HCI)=1.02.0moL/L,p(H2c2O4=1215

13、g/L;氨氮類廢水1,pH=78,p(NW4+=815g/L,氯化俊。2稀土濕法冶金過程廢水處理的主要方法酸法分解工藝廢水的處理硫酸法處理混合稀土精礦尾氣噴淋吸收得到的二次酸性廢水A,主要污染物是氟和硫酸，其中p(F-)為25g/L,p(H2SO4為1525g/L。常規(guī)方法是采用熟石灰中和沉淀法處理，處理后廢水可達(dá)標(biāo)排放。該法處理工藝簡(jiǎn)便易行，適合于小型企業(yè)，但成本較高，產(chǎn)生的大量廢渣處理不當(dāng)會(huì)造成二次污染。文獻(xiàn)報(bào)道了在廢水中加入SiO2和硫酸鈉反應(yīng)合成回收氟硅酸鈉和硫酸，或加人SiO2、氫氧化鋁和碳酸鈉合成回收氟鋁酸鈉和硫酸，回收處理后的少量廢水(約原廢水量的10%)采用中和絮凝處理達(dá)標(biāo)排放

14、的綜合回收利用的處理工藝。該工藝在處理廢水的同時(shí)回收氟硅酸鈉或氟鋁酸鈉以及硫酸，既處理了廢水又回收了其中的有價(jià)物質(zhì)，當(dāng)處理稀土精礦能力大于5000t/a時(shí)采用該工藝處理廢水具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。堿法分解工藝廢水的處理堿性廢水D的處理有比較成熟的工藝，可采用濃縮一苛化法，先濃縮使Na2CO4Na3PO4和NaF結(jié)晶析出，過濾分離NaOH夜和晶體，再以水溶解晶體，加人石灰進(jìn)行苛化，過濾得到NaOH,堿的總回收率達(dá)到96%以上?；厥盏膲A返回堿分解工序再利用。酸性廢水C一般采用中和混凝沉淀處理，處理后的廢水達(dá)標(biāo)排放，已得到工業(yè)應(yīng)用。氧化焙燒分解工藝廢水的處理對(duì)酸性廢水E和堿性廢水F,文獻(xiàn)報(bào)道了用鐵屑反應(yīng)

15、-濃縮結(jié)晶法回收工業(yè)硫酸亞鐵治理酸性廢水E,濃縮結(jié)晶法回收工業(yè)Na2SO4處理堿T由愛水F,處理后的酸性母液和堿性母液混合后加人由于各企業(yè)的具體蘋取工藝不同產(chǎn)生MHtMMEAN金大肆環(huán)保金大洋環(huán)保http:/硫酸鋁回收冰晶石?；厥盏牧蛩醽嗚F和硫酸鈉都是冶煉過程中需要的化工原材料,可用于再生產(chǎn)。硫酸、硫酸鈉和氟的回收率分別達(dá)到了75%,80%和86%,有較好的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于酸性廢水E也可以采用中和混凝沉淀處理工藝使其達(dá)標(biāo)排放，流程簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定。萃取分離工藝廢水的處理革取分離工藝中主要產(chǎn)生各類氨氮廢水，該類廢水是稀土濕法冶金過程中產(chǎn)生的主要廢水，占稀土企業(yè)廢水總量的60%70%,只要涉及稀土

16、濕法冶金幾乎都要產(chǎn)生氨氮廢水。氨氮廢水的處理歷來是污水處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，隨氨氮廢水的種類、氨氮含量的不同主要有物理化學(xué)法、化學(xué)法、生物法等多種處理工藝廠方。對(duì)于稀土企業(yè)含氨氮的廢水目前尚無理想的處理工藝。對(duì)該類廢水的治理可以采用蒸發(fā)濃縮法、電滲析-蒸發(fā)濃縮法、堿性蒸氨法和化學(xué)沉淀法等。蒸發(fā)濃縮法：廢水直接蒸發(fā)濃縮回收按鹽，工藝簡(jiǎn)單，廢水可以回用實(shí)現(xiàn)“零排放”，對(duì)各類氨氮廢水均適用，但因能耗高，未見有企業(yè)應(yīng)用的報(bào)道。電滲析一蒸發(fā)濃縮法：是對(duì)蒸發(fā)濃縮法的改進(jìn)，采用電滲析的方法使廢水中的鍍鹽濃縮，處理后的廢水可以直接回用，滲析得到的濃縮液經(jīng)進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮回收錢鹽。該方法已完成了處理氨氮類廢水G的工業(yè)

17、實(shí)驗(yàn)，但該工藝對(duì)廢水水質(zhì)要求苛刻，對(duì)鈣鎂雜質(zhì)較高的硫酸錢廢水B不適用，且電滲析設(shè)備一次性投資高。堿性蒸氨法：包括蒸汽吹脫法和空氣吹脫法，其機(jī)理是高濃度氨氮在堿性條件下轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x氨，被氣體由液相吹到氣相而分離的方法。蒸汽吹脫法氨氮去除效率高，可以回收氨水加以利用，空氣吹脫法相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)，操作方便，但氨氮去除效率比前者低，尤其是高濃度的氨氮廢水不能夠一次吹脫達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。該工藝在北方地區(qū)冬季需保溫廠房，增加了一次性投資。未見工業(yè)應(yīng)用報(bào)道?；瘜W(xué)沉淀法：該法是上世紀(jì)90年代出現(xiàn)的處理氨氮廢水的新方法，利用NH4拜DMg2+,PO43-在適當(dāng)?shù)膒H值下可以生成MgNH4PO沉淀而去除氨氮，經(jīng)筆者對(duì)碳按沉淀工藝氯化較廢水I的研究表明，該法對(duì)氨氮的去除率可達(dá)98%以上，得到的MgNH4PO是一種長(zhǎng)效緩釋復(fù)合肥，肥效利用率高，對(duì)作物無傷害，可做堆肥和花園土壤、也可以作為結(jié)構(gòu)制品的阻燃劑或做耐火磚等。處理后的水偏堿性，可用于酸性廢水的中和、尾氣噴淋吸收等。該法對(duì)于稀土濕法冶金中產(chǎn)生的幾MHtMHfAN關(guān)$羊1不1工金大洋環(huán)保http:/類氨氮廢水(硝酸俊除外)都可以適用，是一個(gè)比較好的處