有色金屬冶煉廢水凈化處理工藝的研究

沈 軍

（青海鹽湖鎂業有限公司，青海 格爾木 816000）

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

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

因此，要根據有色金屬冶煉的實際情況，分析有色金屬冶煉廢水的水質特征，創新現有的廢水處理方法，以減少有色金屬冶煉廢水對人們正常生產和生活造成的影響，以保障我國有色金屬行業能真正的實現可持續發展。

1 有色金屬冶煉廢水的來源、性質以及危害

1.1 有色金屬冶煉廢水的來源與性質

在有色金屬冶煉的過程中，多個環節都會產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，需要對熔融態爐渣進行水粹冷卻，這個過程中也會產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，都會產生大量含有酸以及重金屬污染物的非法。循環水中也會產生大量含有重金屬的廢水，但是由于是循環使用，不會對環境造成大量污染，因此較為環保。

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處理直接排放到環境之中，會對自然環境造成極大的破壞。如果排放到土壤中，會改變土壤的酸堿平衡，導致植物死亡，而重金屬會富集到動植物中，最近進入人體，造成長期影響[3]。如果直接排放到河流等生態系統中，會造成污染物大量擴散，造成更廣范圍的影響。不僅會造成流域內水生動植物的大量死亡，也會對沿岸的動植物、工農業以及人群造成嚴重影響，輕者會造成重金屬富集，引發各種慢性病，導致多種畸形兒誕生等，重者會直接造成大量人類和動植物死亡，并對環境和生態系統造成長期破壞。

1.3 我國當前有色金屬冶煉廢水處理的現狀

在我國發展初期，由于對環境污染的認識不足以及工業底子過于薄弱，礦物的開采與冶煉過程極為粗放，導致了大量重金屬污染進入到了環境之中，對生態系統以及人們的生活造成了極為嚴重的影響。據相關統計數據表明，我國的江河湖庫等的底質污染率已經高達80.1%。當然重金屬水體污染問題不僅在國內較為嚴重，在國外也非常嚴重，尤其是發展較為落后的國家污染問題就越發突出，這與意識以及經濟基礎呈一定的正比關系，西方國家在工業發展初期也曾出現嚴重的環境污染問題。

近年來，隨著我國經濟的進步以及環保意識的增強，國家出臺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

經過石灰中和處理之后，有色重金屬廢水有害成分會得到有效降低，將有色重金屬廢水在斜板沉降池中進行沉降處理，等沉降物和水徹底的分離之后，還要對沉降物進行干燥處理，干燥之后，還要將沉降物放回生產系統占用，對有價值的非金屬進行回收處理，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行二次處理，并將處理完成的液體放入斜板中進行沉降處理，清液中的有害物質就會沉降到池中，沉降完成之后，還需要將上清液部分全部排放到湘江之中。在這個過程中還要對部分上清液進行再次過濾處理，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系統中進行回收處理。

2.2 基本原理

在對有色金屬廢水進行處理時，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，在堿性的環境下，重金屬廢水中的重金屬物質會沉淀，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，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值的重金屬離子。在上清液中加入復配效劑緩蝕垢，可以對重金屬的腐蝕速度進行有效控制，保障重金屬腐蝕的速度在規定的范圍之內，以達到對冶煉重金屬廢水進行有效控制的目的，利用復配效劑阻止垢成分的形成，以避免垢成分粘結，使得形成晶體結構，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 廢水處理的生產結果

3.1 生產工藝路線

在對廢水進行處理時，需要將廢水放入中和反應池中，通過這種方式對廢水進行控制，采用石灰與其充分的反應，并將廢水放入斜板池中，并對廢水進行沉降分離處理，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行科學的分離處理，通過兩次分離處理之后，還要對上清液進行檢測，檢測完成之后，將其排放出去。

除此之外，還要對沉淀物進行干燥處理，將有價值的金屬進行回收處理，并將其放入到生產系統中，然后送到生產系統，以備回收利用。

3.2 廢水處理實踐與討論

利用新工藝處理的廢水經有色金屬質量監督檢驗授權站抽檢，外排水完全符合國家污水綜合排放標準（GB8978-1996）。

工業，一段中和與二段中和處理廢水后水質對比。經一段處理后廢水中Ca、Pb、Cd、Zn等離子濃度較未經處理的廢水下降，經二段中和后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計結果。多種系統使用新工藝凈化回水效果較好，無明顯結垢情況發生。

3.3 經濟效益分析

以某有色金屬冶煉企業為例，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，每年多回收金屬鋅的價值：180×10-6×17.19%×90×105m3×4000元=111.4萬元，凈化回用水成本0.4元/m（經綜合核算），凈化水回用成本降低創效益：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減少環保排污費200萬元。原每年交排污費400萬元，采用廢水處理新工藝后，經監測均達標排放，交排污費為200萬元。避免公司停產損失300萬元。輔助材料消耗費用及人工工資增加費用 ：0.111元/m3＞900＞104m3+4人＞2元/人=108萬元綜上可計算出直接經濟效益為：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→緩蝕組垢→凈化回用新工藝處理廢水，工藝科學、合理、簡單，技術可靠，投資省，生產運行穩定，處理效果達國內先進水平。

4 結束語

綜上所述，創新現有有色金屬冶煉方法時，要了解有色金屬冶煉廢水的排放特征和水質特征，了解冶煉金屬廢水的危害，明確有色金屬冶煉廢水的性質、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，對廢水進行凈化處理，保障人們的身體健康不會受到影響。