化學(xué)沉積法在冶金生產(chǎn)中的應(yīng)用效果分析

王 霆

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)，甘肅 蘭州 730207）

在冶金生產(chǎn)中經(jīng)常會產(chǎn)生生產(chǎn)廢水，這些廢水不僅會給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染，還會影響冶金生產(chǎn)的整體生產(chǎn)效率。除此之外，處理冶金生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水還可以提高水資源的利用率，工業(yè)廢水較常規(guī)的處理方法就是石灰中和法，但經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用分析發(fā)現(xiàn)[1]，使用該方法處理的冶金生產(chǎn)廢水無法滿足現(xiàn)有的水質(zhì)要求[2]，因此需要進(jìn)行改進(jìn)，保證冶金生產(chǎn)中產(chǎn)生的污水能夠被實(shí)時(shí)處理，提高污水處理的效率。

化學(xué)沉積法是在相關(guān)人員的不斷努力中產(chǎn)生的污水處理新方法[3]，該方法主要利用了薄膜元素，保證冶金生產(chǎn)中產(chǎn)生的污水可以經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生薄膜[4]。該方法可以不斷提取出冶金生產(chǎn)廢水中的有害物質(zhì)，且能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的污水處理控制。該方法首先需要形成揮發(fā)性的處理物質(zhì)，然后把該物質(zhì)導(dǎo)入到沉積區(qū)[5]，引導(dǎo)其與冶金生產(chǎn)中的廢水產(chǎn)生反應(yīng)，生成固態(tài)物質(zhì)，該方法可以顯著地增加處理的準(zhǔn)確率。除此之外，該方法的應(yīng)用環(huán)境也較為廣泛，其在常壓和真空條件下都可以實(shí)現(xiàn)處理，可以加快冶金生產(chǎn)中的廢水處理效率，保障處理準(zhǔn)確度，因此本文分析了化學(xué)沉積法在冶金生產(chǎn)中的污水處理應(yīng)用效果。

1 冶金生產(chǎn)污水類型

冶金生產(chǎn)為我國的工業(yè)化發(fā)展提供了基礎(chǔ)，在冶金生產(chǎn)過程中，各個(gè)生產(chǎn)流程都會產(chǎn)生大量的冶金廢水，這些廢水一旦排入到河流中，對環(huán)境的影響十分嚴(yán)重，因此需要采取一定的冶金污水處理方法來解決冶金污水的污染。在污水處理中循環(huán)用水治理可以綜合回收廢水中的污染物，降低冶金污水的重金屬離子含量，降低冶金廢水污染，提高冶金生產(chǎn)時(shí)的水循環(huán)利用率，增加生產(chǎn)效率，因此，研究了冶金生產(chǎn)中產(chǎn)生的污水類型，發(fā)現(xiàn)冷卻水占總冶金生產(chǎn)的比重較高。

冷卻水室生產(chǎn)過程中經(jīng)過某些特殊的途徑產(chǎn)生的，包括直接冷卻水和間接冷卻水，二者主要根據(jù)產(chǎn)生的渠道來劃分，一般產(chǎn)生間接冷卻水的渠道有熱風(fēng)閥、轉(zhuǎn)爐等，產(chǎn)生直接冷卻水的渠道有金屬冷卻鑄等，間接冷卻水由于其流經(jīng)的區(qū)域較單一，因此在冷卻后常常可以實(shí)現(xiàn)二次利用，而直接冷卻水中的污染物含量過高，包括生產(chǎn)中產(chǎn)生的油污、氧化金屬等，除此之外，直接冷卻水的水溫也非常高，一旦直接排出，對生物環(huán)境的影響非常大。

在上述基礎(chǔ)上，分別檢測某一工廠連續(xù)8小時(shí)直接冷卻水和間接冷卻水的污染物指標(biāo)，其中，直接冷卻水的污染物指標(biāo)分別為1.2665、1.6586、2.4999、3.4996、1.8794、3.4966、2.4896、3.8941，而間接冷卻水的污染物指標(biāo)分別為0.1236、0.3269、0.4666、0.8486、0.6664、0.1649、0.4994.0.8456，可以看出，直接冷卻水的污染物指標(biāo)比間接冷卻水的高，證明直接冷卻水的污染程度更高，因此需要對直接冷卻水進(jìn)行處理。

在處理直接冷卻水時(shí)，首先需要將設(shè)置沉淀池，保證直接冷卻水中大于100微米的顆粒全部沉淀去除，為了增加處理效果，還可以向沉淀池中投入沉淀劑，確保污染物能夠成功的在沉淀池進(jìn)行沉淀，沉淀后，需要進(jìn)行浮油處理，為了檢測浮油處理的方法，分別向含油指標(biāo)為1.2666、2.4548、2.6484、2.4993、2.5496的冶金廢水中加入化學(xué)混凝劑，處理后這些污水的含油指標(biāo)分別轉(zhuǎn)化為0.1464、0.1666、0.4416、0.1642、0.4999，證明經(jīng)過化學(xué)混凝劑處理的廢水可以成功降低含有指標(biāo)，為了增加處理的利用率，還可以在進(jìn)行處理時(shí)加熱，保證反應(yīng)速率。

在冶金生產(chǎn)中，往往還會產(chǎn)生很多酸洗廢水，這些廢水主要由鋼材沖洗產(chǎn)生，因此，檢測酸洗廢水的成分，發(fā)現(xiàn)其大多含有鋅離子、鎳離子等金屬離子，還含有大量的鐵離子，因此可以進(jìn)行鐵鹽回收處理，使用里冷凍技術(shù)將鐵鹽與酸性成分回收，獲取酸洗廢水中的有用成分，實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用。

在冶金生產(chǎn)中，還會產(chǎn)生很多洗滌水，這些洗滌水往往用來清洗高爐，去除煙氣，檢測這些洗滌水的成分，發(fā)現(xiàn)其懸浮物的指標(biāo)最高，且水溫極高，全部在30℃以上，分別檢測幾組洗滌廢水的懸浮物含量，分別為684.499毫克/升、1543.4852毫克/升、2466.1551毫克/升、894.4745毫克/升、1476.2564毫克/升，懸浮物的成分一般為各種無機(jī)鹽，甚至還含有某些氰化物，含有劇毒，因此可以使用氯將強(qiáng)化物轉(zhuǎn)化為氰酸鹽，也可以使用磁聚合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)氰化物的處理。

冶金生產(chǎn)中還會產(chǎn)生虛度沖渣水，這種冶金廢水的水溫也非常高，與洗滌水一樣含有大量的金屬離子，可以進(jìn)行冷卻過濾，或進(jìn)行初步凈化后作為洗滌水二次利用。上述廢水一旦排放均會對環(huán)境造成嚴(yán)重傷害，因此需要使用化學(xué)沉積法進(jìn)行處理。

2 化學(xué)沉積法在冶金生產(chǎn)中的應(yīng)用效果分析

2.1 化學(xué)沉積法

在冶金生產(chǎn)處理中，可以利用生產(chǎn)中產(chǎn)生的薄膜元素或氣象化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)污水處理，這種方法也被稱為化學(xué)氣象沉積法，該方法目前在冶金生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛，下文對其應(yīng)用效果進(jìn)行了分析。

2.2 實(shí)驗(yàn)水樣

對來自若干冶金廠的生產(chǎn)廢水進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)[6]，這些冶金廢水中最常見的元素就是硫酸根離子、鈣離子，以及某些重金屬離子，因此，首先需要去除冶金生產(chǎn)廢水中的硫酸根離子和鈣離子。實(shí)驗(yàn)水樣選取某冶金廠的綜合生產(chǎn)廢水，其中包括鈣鹽和硫酸鹽，以及某些重金屬，此時(shí)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)表如下表1所示。

表1 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)表

由表1可知，該標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，此時(shí)，選取的實(shí)驗(yàn)水樣中各種污染物的含量均較高，因此符合本實(shí)驗(yàn)的脫除需求。

3 實(shí)驗(yàn)方法及設(shè)備

首先需要分析廢水的實(shí)際條件，模擬廢水試驗(yàn)數(shù)據(jù)，其次配制飽和的碳酸鈣溶液，模擬化學(xué)沉積理論值，最后，分別對沉積效果進(jìn)行分析驗(yàn)證，處理化學(xué)沉積參數(shù)，實(shí)現(xiàn)冶金生產(chǎn)中的廢水脫除，此時(shí)的廢水投加比流程如下圖1所示。

由圖1可知，根據(jù)加入碳酸鋇后上清液中的鈣離子和硫酸根濃度可以測出廢水的投加比，根據(jù)該投加比可以進(jìn)行反應(yīng)溫度實(shí)驗(yàn)，流程如下圖2所示。

圖1 廢水投加比流程

圖2 反應(yīng)溫度流程

根據(jù)反應(yīng)溫度流程可以進(jìn)行廢水?dāng)嚢杷俾蕦?shí)驗(yàn)，在反應(yīng)溫度上清液中按投加比加入碳酸鋇，按不同的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌，攪拌后靜置，此時(shí)上清液中的鈣離子和硫酸根都符合后續(xù)的冶金生產(chǎn)廢水處理需求，可選定實(shí)驗(yàn)所需的設(shè)備，此時(shí)采集實(shí)驗(yàn)水樣，檢測實(shí)驗(yàn)水樣的水質(zhì)狀態(tài)如下表2所示。

表2 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)狀態(tài)

根據(jù)表2的實(shí)驗(yàn)水質(zhì)狀態(tài)，使用EDTA滴定法測定相關(guān)離子的數(shù)量，該方法主要依照鈣黃綠素的反應(yīng)原理，在ph值到達(dá)某一特殊值時(shí)，使用EDTA配置液進(jìn)行滴定，此時(shí)原本的熒光綠色溶液會由于鈣黃綠素酚酞混合作用變成紅色，因此，實(shí)驗(yàn)需要選取一定濃度鹽酸溶液，將指定重量的酚酞和鈣黃綠素混合放置在實(shí)驗(yàn)容器中，充分混合均勻，為了保證實(shí)驗(yàn)的整體效果需要使用滴定管和移液管，減少實(shí)驗(yàn)可能產(chǎn)生的誤差。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述的實(shí)驗(yàn)方法，分析此時(shí)有害硫酸根離子的沉積效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表3所示。

表3 沉積效果

由表3可知，此時(shí)的沉積效果符合冶金廢水的處理需求，此時(shí)還需要測定各個(gè)離子的處理效果是否在前文設(shè)置的處理規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，測試結(jié)果如下表4所示。

由表4可知，應(yīng)用化學(xué)沉積法脫除冶金生產(chǎn)中的廢水十分有效，處理后廢水中的各個(gè)有害物質(zhì)的含量均在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，能有效提高冶金生產(chǎn)的整體效率，對冶金生產(chǎn)有重要的應(yīng)用價(jià)值。

表4 應(yīng)用效果

5 結(jié)論

化學(xué)沉積法可以有效根據(jù)廢水投加比設(shè)置正確的沉積流程，對冶金生產(chǎn)廢水的處理效果極佳，且該方法能有效脫除冶金生產(chǎn)廢水中的重金屬，對冶金廢水的二次利用有重要價(jià)值，能有效提高冶金生產(chǎn)效率，降低冶金生產(chǎn)成本，應(yīng)用效果較好。

6 結(jié)語

綜上所述，本文對某冶金廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行了研究，分析化學(xué)沉積法在冶金生產(chǎn)中的應(yīng)用效果，應(yīng)用結(jié)果表明，化學(xué)沉積法脫除冶金生產(chǎn)中的廢水十分有效，處理后廢水中的各個(gè)有害物質(zhì)的含量均在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，對冶金中的廢水二次生產(chǎn)利用有重要應(yīng)用價(jià)值，可以作為后續(xù)冶金生產(chǎn)的參考。