鋼鐵企業鉈污染問題防治策略分析

顧曉峰

（江陰華西鋼鐵有限公司， 江蘇 無錫 214420）

引言

重工業發展的同時，也帶來了不少污染問題，尤其是重金屬污染廢水事態嚴重，已經成為了社會各界關注的焦點問題，對人類的生活造成了極大的困擾[1]。冶金工業是關系國計民生的支柱產業之一，國家長期發展離不開冶金工業的發展和進步，但是冶金工業產生的工業廢水有著極大的危害性，會產生大量有毒有害的重金屬離子[2]。如何處理工業廢水，是擺在面前的重大課題。如果工業廢水得不到有效解決，其毒害后果會持續擴大，必然影響到人們的正常生活。因此，研究重金屬污染廢水處理問題有著深遠現實意義。

1 鋼鐵企業含鉈廢水的來源

鉈是一種典型的稀有分散元素，與鉻、鎵、銦、碲等其他的稀散元素一樣可以高度分散于金屬礦物質中。鉈具有雙重化學性質：低溫成礦、親硫；高溫分散、親石。在高溫低硫環境中，鉈作為親石元素，存在于云母、明礬石、錳礦物中。在低溫高硫環境中，鉈作為親硫元素，不僅能與許多微量元素一起參與有色金屬和貴金屬的成礦，還可以形成鉈礦體和鉈礦床。一般來說，鉈會伴隨著煤炭、鉛等物質消耗過程產生，作為副產物，會對環境造成嚴重危害。冶金、化工、礦山采選工業廢水的排放和煙塵沉降是鉈進入環境水體的主要途徑，每年工業排放的鉈高達5 000 t，帶來了嚴重的水體污染、土壤污染以及慢性中毒等。與較為熟悉的汞、鉛相比，鉈的危險性和毒性更大，微量鉈就可以致死，因此，世界衛生組織將鉈列為重點危險廢物，我國也將鉈列為優先控制的污染物。鉈具有極強的蓄積性，我國廣東、廣西地區都曾經發生過鉈污染中毒事件，鉈污染已經得到社會各界的重視。金屬冶煉過程中很少出現鉈，但是生產后的廢水中往往能發現鉈的存在，作為生產中產生的尾礦的一部分，鉈廣泛存在于許多廢水中，鉈造成了水體和環境的嚴重污染，給人們身體健康帶來了極大威脅。

鋼鐵冶金鐵礦石燒結過程會伴生很多有毒有害物質，比如鋅、鉛、銅等，這是因為燒結礦的來源比較復雜，成分復雜。高溫燒結鐵礦石時候，有毒有害的重金屬化合物會在高溫條件下出現氣化或者升華，隨著高溫煙氣的排放，這些有害物質也會進入燒結煙氣脫硫系統。利用燒結煙氣脫硫系統中的堿性吸收液，可以成功去除一部分的未向或者痕量重金屬離子，但是受限于化工沉淀反應平衡因素，吸收液無法完全去除重金屬離子。閉路或者半閉路循環式的燒結煙氣脫硫系統，堿性吸收液在多次循環利用過程中會積累越來越多的有毒重金屬化合物，這就形成了較高濃度的劇毒廢水。出于平衡離子的考慮，一部分的脫硫廢水必須排出，這就對水體環境造成了極大的危害。鐵礦石燒結過程中產生的鉈，也會通過上述的渠道被排入水體中，鉈離子濃度約為1～20 mg/L，含Ca2+、Mg2+、Pb2+、Zn2+等其他離子質量濃度約為0.2%～0.5%的硫酸或亞硫酸鹽燒結煙氣脫硫外排廢水。

微量鉈就可以產生巨大毒性，如此濃度高的含鉈廢水，如果不經過處理就直接排放會產生巨大的污染和毒性。世界衛生組織十分重視鉈污染的處理，我國鉈排放過度，必須加倍重視鉈污染的處理，努力尋找經濟高效的鉈污染處理方法。

2 鋼鐵企業鉈污染的防治對策

2.1 鉈污染的治理技術

我國目前還沒有出臺鉈的廢水和廢氣排放標準，鋼鐵企業排出的廢水中鉈濃度相對并不高，因此，對于鋼鐵企業鉈污染廢水的處理還處于實驗室模擬階段，尚且沒有大規模地推廣。目前主要采用高效除塵裝置來處理含鉈氣體，降低Tl+濃度，活性炭的吸附作用較好，也可以一定程度上降低鉈濃度。

美國在鉈污染處理方面走在世界前列。EPA推薦采用活性鋁凈化法和離子交換法。應急處理中，可以采用強氧化劑，將Tl+氧化成Tl3+，再用堿性氧化物進一步做堿性處理生成Tl+氧化成Tl3+，最后加入聚鋁或聚鐵等絮凝劑進一步去除。

2.2 鋼鐵企業鉈污染防治

1）源頭削減控制。鉈的源頭就是含鉈的鐵礦石，在原料方面，要盡量篩選鉈含量較低的鐵礦石，這樣可以有效減少鉈污染。比如，硫酸渣這種原料燒結后容易造成濃度較高的鉈污染，應該盡可能避免采購。采購鐵礦需要查看鉈含量的檢測報告，并且制定相關的標準，高于標準的鐵礦石都應該嚴禁采購，同時要注意設立監管部門，由監管部門抽查監控，以此達到控制鐵礦石含鉈量的目的。

2）控制污染途徑。鋼鐵企業應加強含鉈“三廢”的過程控制，防止鉈污染。如實現燒結球團濕法脫硫廢液零排放，用于配料或抑塵;高爐煤氣洗滌水零排放，如用于沖渣；高爐煤氣冷凝水零排放，收集后作為高爐煤氣洗滌水的補充水。還可改變除塵工藝，如高爐煤氣改為干法除塵，燒結球團煙氣脫硫采用半干法，以消除含鉈洗滌水。對含鉈較高的燒結機頭除塵灰、高爐煤氣干法除塵灰應交由給有處理資質的單位進行無害化處置。如需采取水洗瓦斯泥等含鉈物料進行提鋅提碳等深加工，必須配套含鉈廢水處理。

3）強化人員培訓。可能接觸到含鉈廢水、含鉈粉塵的工作人員都需要接受專業的培訓，工作人員必須深刻認識到鉈污染的危險性以及防護知識，做好危害辨識和風險評價，要制定預防控制措施，并定期考核工作人員的培訓成果，將個人的培訓和防護落到實處。

2.3 鋼鐵企業對鉈污染的防治深入研究的方向

配置先進的檢測儀器，加強對鉈的檢測；聯合相關技術力量對本單位鉈污染的現狀及鉈的遷移轉化進行深入研究；對工業“三廢”中鉈污染的治理分別開展研究實驗和技術儲備；對鉈的崗位職業危害進行跟蹤研究；制定鉈污染相關應急預案等[3]。

3 結語

我國鉈污染處理和防治方面的研究，還處于起步階段，但是我國環保部門已經就鉈污染處理的重要性達成了共識。隨著相關法律法規的完善和防治標準的確立，鉈污染必將得到有效控制。作為鋼鐵企業，必須從源頭采買鐵礦石就加以控制，同時加大對污染處理技術的研究，積極借鑒國外發達國家的經驗，利用如沉絮凝法，活性炭吸附法及離子交換法等等處理含鉈廢水。實驗室要在實踐中不斷摸索和探究，爭取選出最佳的藥劑組合，探討影響含鉈廢水處理的各種因素，尋求取得最佳處理效果的方式方法和條件，爭取不斷提升含鉈廢水的處理效率。