簡議現(xiàn)代鉛冶煉工藝及其廢水治理

趙丞姿 潘正

摘要：冶煉工藝中會消耗大量的自然資源，同時會帶來一定污染，且會消耗大量能源，因此，清潔生產(chǎn)技術(shù)的大力推行是促進(jìn)企業(yè)良好發(fā)展的重要舉措。另外，鉛冶煉行業(yè)所排放的廢水中含有大量重金屬，所以做好相關(guān)的廢水治理工作十分必要。鑒于此，本文首先介紹了幾種常見現(xiàn)代鉛冶煉工藝，闡述了鉛冶煉廢水的相關(guān)類別，分析了鉛冶煉廢水中含有的各種有害成分，論述了鉛冶煉廢水的治理方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：鉛冶煉;工藝;廢水治理

引言：近些年來，國家經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展，但在發(fā)展的同時也帶來了一定的環(huán)境問題。此種狀況下，國家對于環(huán)保提出更高的要求。冶煉行業(yè)所排放的廢水會帶來一定的環(huán)境污染，也是國家重點監(jiān)測的對象。現(xiàn)如今，國家針對冶煉行業(yè)排放水質(zhì)實施了更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，以實現(xiàn)對冶煉行業(yè)廢水排放更加良好的管理，促進(jìn)企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

一、幾種常見現(xiàn)代鉛冶煉工藝

通常包括如下幾種工藝：（一）QSL法。該種方法通常所使用的設(shè)備是底吹臥式轉(zhuǎn)爐，在爐內(nèi)進(jìn)行了隔墻的設(shè)置，這一隔墻實現(xiàn)對爐膛的劃分，使其分成還原段和氧化段，兩段氣相之間是處于完全隔離的狀態(tài)，熔體相互連通。在兩段中都設(shè)置了相對獨立的煙氣處理相關(guān)系統(tǒng)。（二）艾薩法。該種工藝方法是一種氧氣頂吹法，具體的表現(xiàn)是，上方位置所插入的賽羅將噴槍浸沒，在熔體進(jìn)行氧氣的噴射，這樣便會形成相應(yīng)的渦動熔池，促使比較強(qiáng)烈的氧化或是還原反應(yīng)在短時間內(nèi)快速發(fā)生。（三）卡爾多法。關(guān)于卡爾多技術(shù)，其是瑞典一家企業(yè)所研發(fā)的冶金技術(shù)，在含鉛物料、陽極泥、冶鉛冶煉精礦等諸多領(lǐng)域中具有廣泛地應(yīng)用。（四）基夫塞特法。這是一種直接鉛冶煉的方法，閃速熔煉是其主要的工作方式，在氧化段對閃速熔煉工藝加以應(yīng)用，高鉛渣應(yīng)用電熱碳進(jìn)行還原。在閃速爐塔底的熔池面上，將焦炭塊裝入其中，促成了相應(yīng)的高溫焦濾層，加強(qiáng)了對于鉛渣的還原，這樣可以令電熱還原區(qū)域相應(yīng)的面積有所縮減，渣含鉛得到一定降低。該種工藝方法歷經(jīng)多年的生產(chǎn)運行，已經(jīng)變成了比較成熟的現(xiàn)代直接鉛冶煉技術(shù)。（五）水口山法。該種方法是一種強(qiáng)化熔池熔煉技術(shù)，是國內(nèi)自主研發(fā)的技術(shù)，在重金屬冶金行業(yè)中獲取了比較普遍的應(yīng)用。通常所使用的設(shè)備包含鼓風(fēng)爐和SKS爐，上述兩種設(shè)備中的SKS爐是從QSL爐轉(zhuǎn)變而來的，主要的區(qū)別是水口山鉛冶煉法對以往鉛冶煉法中的鼓風(fēng)爐存在的還原系統(tǒng)進(jìn)行了保留。所以，該種方法適合應(yīng)用在采用燒結(jié)-鼓風(fēng)爐熔煉工藝?yán)蠌S相應(yīng)的技術(shù)改造中。

二、鉛冶煉廢水的相關(guān)類別

（一）從性質(zhì)上劃分主要分為如下幾種。第一，酸性廢水。生成于酸性煙氣吸收、酸性濕法浸出以及冷卻等工序中所形成的廢水。第二，高溫廢水。生成于設(shè)備中相應(yīng)的冷卻水。第三，高鹽度廢水。生成于制備鍋爐用水相應(yīng)反滲透濃度與離子交換柱所形成的廢水。第四，堿性廢水。生成于堿性濕法浸出所形成的廢水。（二）從來源上劃分主要分為如下幾種。第一，設(shè)備冷卻水。冷卻冶煉爐窯等相關(guān)設(shè)備循環(huán)水排污中所生成的廢水。第二，沖渣水。在火法冶煉過程中，針對所生成的大量熔態(tài)爐渣實施相應(yīng)水淬冷卻處理操作時生成的廢水。第三，車間沖洗廢水。該種類型的廢水是針對地板、濾料和設(shè)施實施沖洗過程中所出現(xiàn)的廢水，也包含濕法冶煉操作中由于泄露而出現(xiàn)的廢水，及其電解車間清洗極板相應(yīng)的排水。第四，不同酸性的冷凝液、吸收液以及沖洗液。主要包含濕式除塵中用的洗滌水，陽極泥濕法精煉相應(yīng)的分離液、吸收液以及浸出液等，制酸系統(tǒng)中所產(chǎn)生的廢酸。第五，煙氣凈化廢水。在進(jìn)行煙氣的洗滌冶煉操作過程中形成的相應(yīng)廢水，通常是濕式收塵器所收塵的廢水。

三、鉛冶煉廢水中含有的各種有害成分

對于有色金屬礦物，其通常包含氟、鎘和砷等相關(guān)有害元素，鉛冶煉工業(yè)廢水中主要包含鉛、銅、汞、砷、鎘等有害元素，通常呈現(xiàn)為酸性。廢水中含有的重金屬并非單純以離子的形式存在，還具有聚合、絡(luò)合等多種形式。例如，在煙氣制酸中所形成的污酸中含有大量處于游離狀態(tài)的汞，其對應(yīng)的存在形式是比較復(fù)雜的聚合物。因為重金屬無法被生物降解，水體中大量的重金屬都是在物理化學(xué)反應(yīng)的作用在水底沉積，伴隨水溫的逐漸上升，酸堿度的變化及其水生生物對其的逐漸吸收，相應(yīng)的沉積物便會慢慢向水體中釋放溶解態(tài)的重金屬。對于受到重金屬污染的水體，其通常具有比較持久的危害，并且伴隨污染物的逐漸遷移與轉(zhuǎn)化，在空氣、水體及土壤中存在的各種重金屬便會在一定程度上影響各種生物的產(chǎn)生，同時可以在食物鏈中完成生物的積累與富集，從而影響處于食物鏈頂端的人類。

四、鉛冶煉廢水的治理

主要可以采取如下幾種方法：（一）針對廢水中含有的各種重金屬離子采用化學(xué)反應(yīng)的方法將其從中除去，比較常用的化學(xué)方法主要包括如下兩種。首先，硫化除砷-中和酸-石灰鐵鹽中和法。該工藝流程主要分成三個步驟予以實施，硫化除砷通常是應(yīng)用硫化的方法將其中超過98%的砷從中除去。中和酸是應(yīng)用石灰石或是石灰對硫酸進(jìn)行中和處理，對酸堿度加以控制，從而達(dá)到后續(xù)反應(yīng)需要的相關(guān)條件。石灰鐵鹽法主要是石灰和鐵鹽的聯(lián)合應(yīng)用更為深入地將污水中含有的各種污染物從中去除。其次，中和酸-石灰鐵鹽中和法。中和酸工段相應(yīng)的反應(yīng)基本原理及過程同上述處理流程中的中和酸一致。對于石灰鐵鹽中和工段，根據(jù)砷實際含量的不同也能夠針對其進(jìn)行更為細(xì)致的劃分，分成石灰鐵鹽法與石灰-石灰鐵鹽法兩種不同的形式。在實施砷去除的相關(guān)理論計算中，若是溶液中砷的含量相對偏低，根據(jù)95%的去除率進(jìn)行計算，應(yīng)用石灰鐵鹽法加以處理是能夠達(dá)到相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)的，那么對石灰鐵鹽法進(jìn)行應(yīng)用便可。若是根據(jù)理論進(jìn)行計算與相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)不相符，可以在石灰鐵鹽法前再將相應(yīng)的石灰法加入其中，用來去除其中的砷，從理論上來講，所加入的石灰法工段，對砷的去除率在80%左右，如此可以確保最終的出水可以達(dá)到相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)。（二）應(yīng)用植物或是微生物所具有的吸收、富集、絮凝等諸多方面的作用將廢水中含有的各種重金屬加以去除，主要包含生物吸附、植物整治和生物絮凝等多種不同方法。（三）在不對化學(xué)形態(tài)加以改變的情況下，針對廢水中含有的各種重金屬實施濃縮、分離和吸附等相關(guān)操作方法，利用吸附劑相應(yīng)的活性表面，由廢水中進(jìn)行含有重金屬相關(guān)可溶性離子的捕集，接下來使用少許的酸堿或是鹽溶液對重金屬離子實施相應(yīng)處理，使其由飽和吸附劑中脫洗而出，并且令吸附劑能夠獲取再生，應(yīng)用相關(guān)吸附劑對含有重金屬的廢水進(jìn)行處理的過程中，重金屬離子實際的吸附量和所應(yīng)用的吸附劑相應(yīng)的表面積之間存在著一定的關(guān)聯(lián)，對應(yīng)的吸附表面積越大，其所具有的吸附能力也就越強(qiáng)。（四）應(yīng)用上述三種不同前處理工藝，并結(jié)合膜深度處理工藝，某企業(yè)提出了結(jié)合鉛冶煉廢水所具有的高氯離子、高重金屬離子、低COD等眾多方面的特點，應(yīng)用多介質(zhì)過濾器、反滲透工藝和絮凝沉淀等實施相應(yīng)處理，且在相關(guān)冶煉生產(chǎn)工藝中進(jìn)行回用。實際運行結(jié)果顯示，該系統(tǒng)對于重金屬離子的去除具有較為良好的應(yīng)用效果，鹽分的去除率超過95%，出水回用率達(dá)到82.5%。

結(jié)束語：總而言之，伴隨科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，應(yīng)對鉛冶煉相關(guān)工藝加以優(yōu)化，使其同時兼具節(jié)能、利用率更高、環(huán)保等諸多方面的優(yōu)勢。與此同時，企業(yè)也應(yīng)大力響應(yīng)國家節(jié)能減排的基本要求，做好廢水治理有關(guān)工作，推動企業(yè)的良好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉富強(qiáng).鉛鋅冶煉廢水處理技術(shù)的探討[J].化學(xué)工程與裝備，2020，No.276（01）：265-266.

[2]王媛媛，張立，韓宏磊，等.鉛冶煉污酸廢水處理工藝的生產(chǎn)實踐[J].江西建材，2019（6）.

[3]李秒.某鉛冶煉廠廢水處理與分質(zhì)梯級利用研究[J].有色冶金節(jié)能，2019，v.35;No.199（06）：54-57.