張帆 龔興濤 劉真
(攀枝花市環境監測站 四川攀枝花 617000)
硫酸法是攀枝花市鈦白粉生產企業的所采用的工藝類型,但采用硫酸法工藝會產生大量濃度約為22%的廢酸,僅攀枝花地區而言,每年就會產生上百萬噸的廢酸。根據我國現行產業政策的規定,硫酸法鈦白廢酸必須進行綜合利用,采用石灰對廢酸進行中和處理已被嚴格限制。
鈦白廢酸除含有H2SO4外,還含有大量的鐵、鎂、鈣等雜質,使其綜合利用途徑受到限制。因此,尋找到經濟上可行、技術上合理的廢酸利用方法,將成為維持行業生存及發展必然選擇。
當前,攀枝花市鈦白生產企業多采用廢酸濃縮回收工藝,廢酸濃縮除雜可制得質量分數50%~65%的硫酸溶液及副產品一水硫酸亞鐵,濃縮后的硫酸可返回酸解工段,混入工業硫酸作為稀釋配酸使用。根據多家企業的實際生產情況來看,廢酸基本能夠做到全部回收使用。
攀西地區釩鈦磁鐵礦中含有豐富種類的有價金屬,包括鍺、銦、鈧等稀散金屬,這些資源因為在自然界中含量低,不易富集,而高爐渣、瓦斯泥等鋼鐵冶煉產生的固體廢物,以及鈦白廢酸卻成為了這些元素的富集物。用廢酸浸取瓦斯泥生產鋅,并提煉出鍺、銦、鎵等稀散金屬,此工藝實驗已在攀枝花市獲得成功,但工業應用仍在進一步的探索。
攀枝花市的部分選礦企業在選鐵及選鈦過程中,通過增加浮選工序,以廢酸等作為浮選劑,對礦漿進行脫硫,不僅可以降低精礦產品的含硫量,還可生產出較高品位的副產品硫鈷精礦,但廢酸使用量僅為1‰左右。
根據鈦白廢酸的酸度特點,對鋼材表面進行清洗除銹,酸洗廢液通過蒸發結晶還可回收硫酸亞鐵。但就攀枝花市而言,尚無如此大的除銹酸洗用酸需求,外運不僅增加企業成本,廢酸運輸還存在著極大的事故風險隱患。
鈦白廢酸中含有SO42+、Fe2+、Fe3+,通過加入石灰乳,經過中和、曝氣、壓濾得到石膏,這也當前鈦白粉廠所采用的廢水處理工藝,不同的是,鈦白廢酸中含有大量的金屬雜質,通常顯墨綠色,要生產出合格的石膏產品,需要多級過濾除雜,不僅增加了能源消耗,而且由于攀枝花地區的石膏市場需求量有限,目前,鈦白石膏渣仍以渣場堆存處置方式為主。
另外,國內還有利用廢酸溶解粉煤灰生產混凝劑,與氧化鎂反應生產七水硫酸鎂等方法,但由于受到地理位置、交通運輸、市場等因素的制約,使這些方法在攀枝花市都無法得到推廣應用。
雖然攀枝花市已經基本解決了廢酸綜合利用問題,但從資源節約和可持續發展的角度來說,此項工作還任重道遠。硫酸法鈦白廢酸的綜合利用,必須樹立環保治理的新理念,變末端治理為全過程清潔生產控制,改進生產工藝,提高回收利用效率,并積極探索新的綜合利用途徑。
鈦精礦采用電爐還原冶煉可生產出鈦渣,由于冶煉過程分離出了鐵,利用鈦渣代替部分鈦精礦,可以降低耗酸量,從而減少了廢酸的產生量。而且,通過合理控制原料中的鐵鈦比,使鈦白生產過程中不會產生副產物硫酸亞鐵。這種方式不僅提高了資源的回收率,還使鈦白生產流程縮短,減少了資源能源的消耗。但由于攀西地區釩鈦磁鐵礦資源中鈣、鎂含量高,如何利用本地資源生產出優質的酸溶性高鈦渣已成為急需解決的技術難題。
鈦白生產過程中產生的廢酸可直接作為酸解物料的引發酸或配酸使用,其余部分則需要通過濃縮除雜后再使用。廢酸濃縮不僅使企業的生產利潤有所降低,另一方面也增大了能源消耗。因此,如何改進生產工藝,提高廢酸的直接回收利用效率,將成為鈦白產業發展的另一個突破口。
酸是濕法冶金的重要原料,而攀枝花釩鈦磁鐵礦中又含有豐富的有價金屬資源,攀枝花市已有用廢酸提取有價金屬的成功經驗,而如何將實驗成果應用推廣到工業化生產中,則需要政府加強引導和激勵,加大科技扶持力度,推進重點骨干企業、科研單位參與到技術創新過程中來。
要做到每個行業、每個地區的可持續發展,就必須將環保工作緊密結合實際,生搬硬套不僅增加了經濟負擔,還不一定能夠達到預期效果,從而喪失了對環保工作的信心。環保工作不僅需要先進的科學技術,更需要公眾環保意識的加強,只有采取合理可行的技術工藝,才能增強我們對環境保護工作的信心和熱情,這當然需要不斷的探索和實踐,可這也是必經之路。
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