鐘 勇

（長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

金屬冶煉過程中，制酸過程會(huì)產(chǎn)生大量的廢水。如果不處理直接進(jìn)入水體，會(huì)改變水體的正常pH值，直接危害生物正常的生長(zhǎng)。污酸廢水通常含有As3+、As5+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、Ag+、Fe3+、F-、H2SO4等。其中除砷的過程相對(duì)比較復(fù)雜，砷的毒性很強(qiáng)，其中三價(jià)砷的毒性最大，如果人體長(zhǎng)期攝入微量砷，會(huì)由于砷的蓄積而引起慢性中毒。在稀有金屬冶煉的整個(gè)過程中，由于技術(shù)上的困難，會(huì)引起一定量的污酸。隨著時(shí)間的變化，很容易對(duì)自然環(huán)境造成損害。在這方面，廢水處理方法已成為相關(guān)人員的關(guān)鍵科研任務(wù)之一。冶煉廠生產(chǎn)稀有金屬的全過程都會(huì)產(chǎn)生廢水，其中酸是廢水的主要成分。對(duì)污酸處理可以改善水質(zhì)，廢水循環(huán)處理在稀有金屬冶煉廠新項(xiàng)目發(fā)展中起到了優(yōu)勢(shì)作用。

1 有色金屬冶煉污酸概述

稀有金屬會(huì)在冶煉廠整個(gè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生一些有害物質(zhì)。這些有害化學(xué)物質(zhì)如果未進(jìn)行及時(shí)處理就會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。根據(jù)對(duì)污酸處理數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，我們可以知道稀有金屬沉積物的成分更加復(fù)雜，并且生產(chǎn)過程中水體中的污酸成分非常高。將測(cè)得的污酸數(shù)值輸入到酸堿系統(tǒng)軟件，進(jìn)行含量波動(dòng)分析。隨著冶煉廠工程項(xiàng)目的發(fā)展，由此產(chǎn)生的量將會(huì)逐漸增加，并且由于大量煙塵排放也會(huì)對(duì)冶煉廠周邊生態(tài)環(huán)境帶來負(fù)擔(dān)。煙塵顆粒物質(zhì)的不斷積累會(huì)在一定程度上損害冶煉機(jī)械設(shè)備。機(jī)械設(shè)備易出故障嚴(yán)重影響稀有金屬冶煉廠的生產(chǎn)效率。另外，冶煉廢氣中存在一定量的三氧化硫蒸氣，并且三氧化硫與水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸，從而改變清潔水的pH值。為了更好地提高制酸系統(tǒng)的工作效率，相關(guān)人員必須對(duì)清洗水進(jìn)行適當(dāng)處理，以除去清洗水中所含的酸性物質(zhì)。在稀有金屬冶煉廠的整個(gè)生產(chǎn)過程中，酸的形成是必不可少的。對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析表明,污酸對(duì)環(huán)境有一定影響,污酸含有大量的稀硫酸、銅、鋅等物質(zhì),這些物質(zhì)如果能夠進(jìn)行有效回收也具有一定的應(yīng)用價(jià)值[1]。

2 有色金屬冶煉污酸廢水的水質(zhì)特征

在冶煉稀有金屬的整個(gè)過程中，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。在正常條件下，被污染的水體將具有某些特征。從另一角度分析有色金屬的冶煉特性:首先,污酸中含有大量的化學(xué)成分,在水中發(fā)生中和反應(yīng),污酸中的重金屬被中和。在化學(xué)變化中，將一部分氧化劑添加到含有污酸的水體中，并沉積。中和方法可以有效地去除多余的重金屬離子及多余的顆粒物。并將環(huán)境污染酸的pH值控制在一定水平。目前，一些稀有金屬冶煉公司使用石灰粉來解決該問題，以減少對(duì)環(huán)境所造成的危害。它可以減少?gòu)U水處理成本。相關(guān)研究表明，石灰粉處理過的污水中重金屬離子含量較低。這可以在一定程度上增加水的總硬度,對(duì)污水的回收和處理產(chǎn)生不利影響[2]。

除了化學(xué)反應(yīng)速率外，污酸中所含的石灰粉還會(huì)繼續(xù)與鐵鹽發(fā)生反應(yīng)。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，石灰粉可以將環(huán)境污染酸的pH值調(diào)節(jié)到一定水平，在整個(gè)pH值調(diào)節(jié)過程中，環(huán)境污染酸中所含的砷和鐵也會(huì)反應(yīng)并產(chǎn)生其他化學(xué)物質(zhì)，原因是砷化學(xué)藥品和氫氧化鉻具有溶膠-凝膠的特性[3]。

圖1 有色金屬冶煉圖

空氣污染酸中含有硫氰酸鉀，這也是造成環(huán)境污染的主要原因之一。對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析表明，污酸中經(jīng)常含有的重金屬離子會(huì)與硫酸根離子的正離子發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致一定數(shù)量的硫酸根離子積累。另外，由于硫氰酸鉀沉積物與可溶性化學(xué)物質(zhì)非常接近，因此無法區(qū)分硫氰酸鉀，這限制了金屬物質(zhì)的分離與利用。相關(guān)的科技人員對(duì)空氣污染酸的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并核對(duì)了相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的內(nèi)容?？諝馕鬯嶂泻幸欢康牧蛩幔蛩岣x子通常以硫化鈉的形式存在。單個(gè)硫化鈉與酸性硫酸根離子反應(yīng)生成一定量的硫酸氫。隨著反應(yīng)的發(fā)展，氫硫酸的溫度緩慢升高，最終成為氫硫酸和氯化氫的蒸氣，并最終溢出[4]。

3 有色金屬冶煉酸處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

在這一階段,稀有金屬已成為工業(yè)生產(chǎn)必不可少的原料，稀有金屬冶煉廠的整個(gè)生產(chǎn)過程也引起了社會(huì)各界廣泛關(guān)注。目前，有四種類型金屬冶煉廢水處理技術(shù)應(yīng)用較為廣泛?，F(xiàn)在，我們將討論這四種技術(shù)以及在廢水處理中遇到的難題。進(jìn)行是一個(gè)具體的分析[5]。

（1）石灰粉硫化橡膠石灰粉鐵鹽處理法。在整個(gè)廢棄污水處理的過程中，添加了適量的硫化橡膠石灰粉，發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)添加可以解決污酸廢水處理的技術(shù)問題，在使用這項(xiàng)技術(shù)之前必須做好前期準(zhǔn)備工作。整個(gè)制備過程通常分為三個(gè)步驟。將石灰粉添加到污酸中以調(diào)節(jié)污酸的pH范圍。其次,加入一定量的石灰乳以中和反應(yīng)并調(diào)節(jié)反應(yīng)的pH值。為了確保反應(yīng)的效率,應(yīng)將反應(yīng)的pH調(diào)節(jié)至約2,最后使用固液分離法進(jìn)行分離。處理分離的灰泥和清澈的液體。將獲得的透明液體進(jìn)行收集。在通常情況下,相關(guān)人員在上層透明液體中添加硫化鈉溶液。硫化鈉會(huì)與頂層透明液體中的某些化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致沉積，可以通過分離和沉積方法獲得砷廢物[6]。

（2）石灰鐵鹽法。石灰鐵鹽法是最常用的污水處理方法之一,與現(xiàn)有方法有一些相似之處,需要添加石灰在一定程度上調(diào)節(jié)污水的酸堿值。完成處理后部分污染物被排出。另外還要向控污酸廢水中加入一定量的石灰油,以調(diào)節(jié)污酸廢水反應(yīng)的酸堿值。通常反應(yīng)應(yīng)控制在2～3的范圍內(nèi),以確保反應(yīng)的效率。最后,使用固液分離方法將所處理液體進(jìn)行分離。處理分離的灰泥和澄清液體。最重要的是處理上層清液,通常是通過處理上清液中所含的鐵鹽和砷物質(zhì)。具體的操作方法是將處理后的上清液放入池中,并向池中添加一定量的石灰油和亞硫酸鐵,以執(zhí)行特定的氧化操作。當(dāng)溶液的pH值約為8時(shí),反應(yīng)如下。繼續(xù)發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)效率達(dá)到最大。此時(shí),污酸中所含的重金屬離子和一些有害物質(zhì)將被清除[7]。

（3）微生物的制備方法。生物制備的方法與其他方法之間的差異由以下操作影響：必須在整個(gè)污酸廢水處理過程中將環(huán)境污染的酸引入調(diào)節(jié)罐，生物制備法必須使用生物制品和除汞劑。發(fā)生反應(yīng)后，可以使用固液分離設(shè)備。類似分解反射的上清液以將反射的pH調(diào)節(jié)至約10，將一定量的凝結(jié)劑添加到清液中，并且在獲得沉淀物之后進(jìn)行分離。進(jìn)行相關(guān)程序后，上層清液基本可以去除有害物質(zhì)，符合操作規(guī)范[8]。

（4）膜溶液。膜分離液法與上述方法不同。膜技術(shù)是利用膜的選擇透過性，根據(jù)污染物和水分子的不同粒徑，借助較高的外壓達(dá)到分離污染物的目的。理論上，該技術(shù)可以去除所有粒徑大于膜孔徑的污染物。膜分離技術(shù)可以進(jìn)一步提高污水的純度，分解污水中的顆粒物。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，在整個(gè)反射過程中，薄膜表面的粒子會(huì)發(fā)生變化，薄膜上的粒子會(huì)增加，薄膜就會(huì)變厚。膜厚的變化也會(huì)影響廢棄污水處理的效率，因此相關(guān)人員應(yīng)立即有效地進(jìn)行膜溶液處理，并盡快解決夾層玻璃表面的顆粒物，從而提高過濾操作的效率。

（5）廢水處理中存在的問題。由于我國(guó)的廢水處理技術(shù)發(fā)展相對(duì)較晚，與資本主義國(guó)家相比在技術(shù)方面還存在一些問題，目前，我國(guó)稀有金屬將在冶煉過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的廢酸。酸污染處理存在幾個(gè)關(guān)鍵問題，含砷廢物和貴金屬的混合，石灰粉操作標(biāo)準(zhǔn)的局限性。下面將從三個(gè)角度來進(jìn)行深入的分析。含砷廢物與貴金屬混合，在被環(huán)境污染的酸處理的整個(gè)過程中，將產(chǎn)生含砷的廢料，并對(duì)爐渣進(jìn)行檢查。結(jié)果，難以根據(jù)爐渣中發(fā)現(xiàn)的具有有用價(jià)值的金屬材料以多種方式進(jìn)行區(qū)分。降低廢金屬回收的效率。石灰的操作標(biāo)準(zhǔn)尚未得到充分改善，大量的石灰粉對(duì)于處理污酸是十分必要的。施用石灰粉后，將產(chǎn)生成熟的石膏廢料。廢物是高風(fēng)險(xiǎn)的固體廢物，廢物排放存在更大的風(fēng)險(xiǎn)。如何提高石灰在污酸廢水處理中的作用，提高廢物回收利用效率非常重要。為了更好，更合理地控制冶煉廠污酸廢水所污染的范圍，必須添加大量的石灰粉，添加石灰粉會(huì)改變水的硬度。如果水硬度過高會(huì)影響廢水的大規(guī)模回收,不利于廢水的處理。找到一種更有效的調(diào)節(jié)污水pH值是非常重要,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,控制污水pH值要注意稀硫酸和稀有金屬的回收,這一點(diǎn)對(duì)于廢水再循環(huán)利用非常重要。此外,污酸廢水的無害化處理工作也非常重要，冶煉廠要予以重視[9]。

4 結(jié)論

有色金屬冶煉對(duì)推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著非常重要的作用,然而有色金屬在冶煉過程中會(huì)產(chǎn)生污酸廢水。所以企業(yè)內(nèi)相關(guān)人員要不斷提高自身技術(shù)水平,優(yōu)化污酸廢水處理技術(shù),為我國(guó)有色金屬冶煉工業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。