1、冶金工業(yè)廢水污染源冶金工業(yè)是人類歷史上最古老的工業(yè)之一。在生產(chǎn)力欠發(fā)達(dá)時(shí)期，由于冶金生產(chǎn)規(guī)模不大，在很長的歷史時(shí)期里造成的環(huán)境污染一直未超過人類所能“忍耐”的限度。18世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命后，鋼鐵工業(yè)迅速發(fā)展，造成嚴(yán)重的煙塵污染，有色金屬冶煉工業(yè)隨之而興起，又產(chǎn)生了重金屬和二氧化硫的污染問題。可是，發(fā)達(dá)國家此時(shí)正熱衷于工業(yè)生產(chǎn)，并未對(duì)冶金工業(yè)造成的環(huán)境問題引起足夠的重視。進(jìn)入20世紀(jì)以來，全球經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的發(fā)展使冶金生產(chǎn)規(guī)模迅速增長，冶金行業(yè)也成為對(duì)地球生態(tài)環(huán)境最嚴(yán)重的工業(yè)污染源之一。僅鋼的冶煉部門每年消耗的水就達(dá)4億m3，排放廢水接近72兆m3，排放的廢水中含有大量的懸浮物、重金屬、石油產(chǎn)品等污染物。

2、由于冶金工業(yè)產(chǎn)生的廢水?dāng)?shù)量大、毒性重、品種多，造成的環(huán)境問題極為嚴(yán)重，故對(duì)冶金工業(yè)廢水進(jìn)行處理處置及資源化有著巨大的環(huán)境價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。一、 稀土濕法冶金廢水處理稀土濕法冶金過程中的廢水污染問題受到各方面的關(guān)注。我國稀土濕法冶金的原料主要是氟碳鈰礦、氟碳鈰礦和獨(dú)居石的混合礦（以下簡稱混合稀土精礦）及廣東、江西等地的離子吸附型稀土礦。離子吸附型稀土礦采用原地浸礦、碳鉸沉淀工藝制備碳酸稀土產(chǎn)品，氟碳鈰礦主要采用氧化焙燒工藝分解，而混合稀土精礦主要采用濃硫酸高溫焙燒分解（以下簡稱酸法分解工藝）和液堿法分解兩種工藝制備碳酸稀土和氯化稀土初級(jí)產(chǎn)品，然后由初級(jí)產(chǎn)品再通過萃取分離生產(chǎn)不同純度的單一

3、稀土產(chǎn)品。 本文對(duì)稀土礦物的3種分解工藝及萃取分離制備單一稀土工藝等濕法冶金過程中的廢水分類及研究現(xiàn)狀作簡單綜述。1 稀土濕法冶金過程廢水的分類1.1 混合稀土精礦的分解 酸法分解工藝混合稀土精礦濃硫酸高溫焙燒分解工藝是以混合稀土精礦為原料的稀土企業(yè)的主體分解工藝。該工藝在冶金過程中產(chǎn)生酸性廢水A（F）25gL，（H2SO4）1525 gL）和含硫酸鉸的氨氮類廢水 B（pH78，（NH4+）518 gL）。初級(jí)產(chǎn)品碳酸稀土還可以進(jìn)一步革取分離單一稀土產(chǎn)品并產(chǎn)生相應(yīng)的廢水。 液堿法分解工藝液堿法分解工藝是分解混合稀土精礦的另一個(gè)主要工藝，目前仍有少部分企業(yè)采用該工藝生產(chǎn)。該工藝產(chǎn)生兩種廢水：酸性

4、廢水C（含鈣鎂離子和鹽酸，鹽酸濃度約l2 molL）和堿性廢水D（含NaOH，Na3PO4和NaF等，（F）0.40.6 gL，（NaOH）100400gL，（Na2CO3）2030gL，pH1011）。初級(jí)產(chǎn)品氯化稀土還可以進(jìn)一步蘋取分離出單一稀士產(chǎn)品。1.2 氟碳飾礦的分解氧化焙燒分解工藝氧化焙燒分解工藝是四川氟碳鈍礦的主要分解工藝，主要產(chǎn)生兩種廢水，一種是酸性廢水E，（F）= 46 gL，（Fe2（SO4）3）2535 gL，w（H2SO4）= 810和 Na2SO4 及少量的 P2O5等；一種為堿性廢水F，主要是含Na2SO4，（Na2SO4）4050 gL，（F）0.308 gL，P

5、H 910，同時(shí)還有少量氟。少柿氯化稀土還可以繼續(xù)革取分離單一稀土產(chǎn)品。1.3萃取分離制備單一稀土產(chǎn)品工藝我國稀土企業(yè)分離單一稀土產(chǎn)品主要是蘋取分離工藝，由于各企業(yè)的具體蘋取工藝不同產(chǎn)生的廢水種類較多，主要是大量的各種含氨氮類廢水G，pH35，（NH4+）815 gL，氯化鉸；少量酸性廢水 H，c（HCI）= l.02.0 moL/L,（H2C2O4）= 1215 gL；氨氮類廢水 1，pH= 78，（NW4+）= 815 gL，氯化銨。2 稀土濕法冶金過程廢水處理的主要方法2.1 酸法分解工藝廢水的處理硫酸法處理混合稀土精礦尾氣噴淋吸收得到的二次酸性廢水A，主要污染物是氟和硫酸，其中（F-）

6、為25gL，（H2SO4）為1525g/L。常規(guī)方法是采用熟石灰中和沉淀法處理，處理后廢水可達(dá)標(biāo)排放。該法處理工藝簡便易行，適合于小型企業(yè)，但成本較高，產(chǎn)生的大量廢渣處理不當(dāng)會(huì)造成二次污染。文獻(xiàn)1報(bào)道了在廢水中加入SiO2和硫酸鈉反應(yīng)合成回收氟硅酸鈉和硫酸，或加人SiO2、氫氧化鋁和碳酸鈉合成回收氟鋁酸鈉和硫酸，回收處理后的少量廢水（約原廢水量的10）采用中和絮凝處理達(dá)標(biāo)排放的綜合回收利用的處理工藝。該工藝在處理廢水的同時(shí)回收氟硅酸鈉或氟鋁酸鈉以及硫酸，既處理了廢水又回收了其中的有價(jià)物質(zhì)，當(dāng)處理稀土精礦能力大于 5 000 ta時(shí)采用該工藝處理廢水具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。2.2 堿法分解工藝廢水的

7、處理堿性廢水D的處理有比較成熟的工藝2，可采用濃縮一苛化法，先濃縮使Na2CO4，Na3PO4和NaF結(jié)晶析出，過濾分離NaOH液和晶體，再以水溶解晶體，加人石灰進(jìn)行苛化，過濾得到 NaOH，堿的總回收率達(dá)到96以上。回收的堿返回堿分解工序再利用。酸性廢水 C一般采用中和混凝沉淀處理3，處理后的廢水達(dá)標(biāo)排放，已得到工業(yè)應(yīng)用。2.3 氧化焙燒分解工藝廢水的處理對(duì)酸性廢水E和堿性廢水F，文獻(xiàn)4-5報(bào)道了用鐵屑反應(yīng)-濃縮結(jié)晶法回收工業(yè)硫酸亞鐵治理酸性廢水E，濃縮結(jié)晶法回收工業(yè)Na2SO4 處理堿性廢水F，處理后的酸性母液和堿性母液混合后加人硫酸鋁回收冰晶石。回收的硫酸亞鐵和硫酸鈉都是冶煉過程中需要的

8、化工原材料，可用于再生產(chǎn)。硫酸、硫酸鈉和氟的回收率分別達(dá)到了75，80和86，有較好的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于酸性廢水E也可以采用中和混凝沉淀處理工藝使其達(dá)標(biāo)排放6，流程簡單，處理效果穩(wěn)定。2.4 萃取分離工藝廢水的處理革取分離工藝中主要產(chǎn)生各類氨氮廢水，該類廢水是稀土濕法冶金過程中產(chǎn)生的主要廢水，占稀土企業(yè)廢水總量的6070，只要涉及稀土濕法冶金幾乎都要產(chǎn)生氨氮廢水。氨氮廢水的處理歷來是污水處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，隨氨氮廢水的種類、氨氮含量的不同主要有物理化學(xué)法、化學(xué)法、生物法等多種處理工藝廠方7-8。對(duì)于稀土企業(yè)含氨氮的廢水目前尚無理想的處理工藝。對(duì)該類廢水的治理可以采用蒸發(fā)濃縮法、電滲析-蒸發(fā)濃縮法、堿

9、性蒸氨法和化學(xué)沉淀法等。蒸發(fā)濃縮法：廢水直接蒸發(fā)濃縮回收按鹽， 工藝簡單，廢水可以回用實(shí)現(xiàn)“零排放”，對(duì)各類氨氮廢水均適用，但因能耗高，未見有企業(yè)應(yīng)用的報(bào)道。電滲析一蒸發(fā)濃縮法9：是對(duì)蒸發(fā)濃縮法的改進(jìn)，采用電滲析的方法使廢水中的鉸鹽濃縮，處理后的廢水可以直接回用，滲析得到的濃縮液經(jīng)進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮回收鉸鹽。該方法已完成了處理氨氮類廢水G的工業(yè)實(shí)驗(yàn)，但該工藝對(duì)廢水水質(zhì)要求苛刻，對(duì)鈣鎂雜質(zhì)較高的硫酸銨廢水B不適用，且電滲析設(shè)備一次性投資高10。堿性蒸氨法：包括蒸汽吹脫法和空氣吹脫法，其機(jī)理是高濃度氨氮在堿性條件下轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x氨，被氣體由液相吹到氣相而分離的方法。蒸汽吹脫法氨氮去除效率高，可以回收氨水加

10、以利用，空氣吹脫法相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)，操作方便，但氨氮去除效率比前者低，尤其是高濃度的氨氮廢水不能夠一次吹脫達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。該工藝在北方地區(qū)冬季需保溫廠房，增加了一次性投資。未見工業(yè)應(yīng)用報(bào)道。化學(xué)沉淀法：該法是上世紀(jì)90年代出現(xiàn)的處理氨氮廢水的新方法，利用NH4+和Mg2+，PO43-在適當(dāng)?shù)膒H值下可以生成MgNH4PO4沉淀而去除氨氮，經(jīng)筆者對(duì)碳按沉淀工藝氯化鉸廢水I的研究表明，該法對(duì)氨氮的去除率可達(dá)98以上，得到的MgNH4PO4是一種長效緩釋復(fù)合肥，肥效利用率高，對(duì)作物無傷害，可做堆肥和花園土壤、也可以作為結(jié)構(gòu)制品的阻燃劑或做耐火磚等。處理后的水偏堿性，可用于酸性廢水的中和、尾氣噴淋吸收等。該

11、法對(duì)于稀土濕法冶金中產(chǎn)生的幾類氨氮廢水（硝酸銨除外）都可以適用，是一個(gè)比較好的處理方法，尚未工業(yè)應(yīng)用。另外：還有人研究了離子交換法11，采用天然沸石做吸收劑吸附氨氮，對(duì)氨氮的去除率只有50。由于該法適合于低濃度的氨氮廢水，對(duì)高濃度的稀土氨氮廢水的處理不適用，可以作為一種輔助方法考慮使用。稀土分離過程中草酸沉淀得到的酸性廢水H，主要含 c（HCI）= 1.52.0 molL，（H2C2O4）=1215 gL。蔡英茂等12采用蒸餾冷凝、濃縮結(jié)晶的方法回收鹽酸和草酸，鹽酸和草酸的回收率分別為93和98，回收的鹽酸和草酸再回用于生產(chǎn)中，有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求比較高。3 對(duì)稀

12、土濕法過程中廢水處理的建議稀土濕法冶金工業(yè)因生產(chǎn)工藝的不同、處理稀土原料的不同和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同所產(chǎn)生的廢水的種類是不同的，因此不可能有統(tǒng)一的廢水處理模式，對(duì)不同的企業(yè)應(yīng)該有不同的處理工藝來優(yōu)化處理廢水問題。目前雖然有很多廢水處理的研究和成熟的處理工藝，但大部分稀土企業(yè)只進(jìn)行了部分處理，對(duì)環(huán)境造成了污染，不利于稀土工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此建議加強(qiáng)對(duì)稀土廢水的處理：分類治理，回收化工副產(chǎn)品綜合利用。以廢治廢，降低成本，提高廢水的回用率。開展清潔冶煉工藝研究，從源頭解決污染問題。二、 冶金軋鋼廢水回用工程工程分析 序號(hào)指標(biāo)名稱單位指標(biāo)1pH值782懸浮物mg/L53溶解性固體mg/L2 00

13、04鐵mg/L0.55石油類mg/L46CODmg/L207濁度NTU2        2.一級(jí)反滲透產(chǎn)水規(guī)模及水質(zhì)指標(biāo)        一級(jí)反滲透產(chǎn)水規(guī)模為831.6 萬t/a(1 050 t/h)，產(chǎn)水指標(biāo)見表2。        表2一級(jí)反滲透產(chǎn)水主要指標(biāo)序號(hào)指標(biāo)名稱單位指標(biāo)1系統(tǒng)脫鹽率%972水回收率%753產(chǎn)水濁度NTU14pH值675鐵mg/L0.16錳mg/L0.05 

14、;       鍋爐補(bǔ)水規(guī)模為237.6 萬t/a(300 t/h)，產(chǎn)水符合火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量GB/T 121451999中有關(guān)鍋爐給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見表3。        表3二級(jí)脫鹽產(chǎn)水主要指標(biāo)序號(hào)指標(biāo)名稱單位指標(biāo)1硬度mol/L2.02鐵g/L503銅g/L104油mg/L1.05二氧化硅g/L206總錳mg/L0.05主要設(shè)備        1.多介質(zhì)過濾器 

15、;       2.二級(jí)精密過濾器        3.反滲透設(shè)備        4.反滲透裝置運(yùn)行情況工作制度及勞動(dòng)定員        企業(yè)工作制度為連續(xù)工作制，年生產(chǎn)330 d。工段各操作工序?yàn)樗陌嗳\(yùn)轉(zhuǎn)，每班工作8 h，企業(yè)管理人員為白班工作。工程運(yùn)行情況      

16、;  工藝流程        1.預(yù)處理工        凈化工序；污泥處理工序。        2.軟化工段        深度凈化工序；一級(jí)脫鹽工序；二級(jí)脫鹽工序。        工藝特點(diǎn)    

17、    1.充分利用深度工段的現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行改造，能夠有效地節(jié)省投資，縮短工期。        2.通過調(diào)節(jié)廢水的物理化學(xué)狀況，采用曝氣、斜板沉淀的方法，能夠?qū)U水中的懸浮物、濁度、色度、鐵、錳、油和有機(jī)物等雜質(zhì)進(jìn)行有效去除。        3.采用虹吸濾池和微濾組合的深度凈化處理，能夠極大地改善反滲透裝置的進(jìn)水狀況。        4.采用反滲透裝置，并選用

18、美國進(jìn)口的低污染膜對(duì)凈化水進(jìn)行脫鹽處理符合當(dāng)今世界的發(fā)展趨勢，既能夠確保產(chǎn)水的水質(zhì)和水量，又具有低投入、高產(chǎn)出的特點(diǎn)，符合本工程的實(shí)際情況和要求。節(jié)能        1.充分利用目前深度處理工段中各個(gè)設(shè)備的布置情況，合理設(shè)置新建設(shè)施的標(biāo)高，以減少機(jī)泵輸送量和電機(jī)功率，有效降低運(yùn)行成本。        2.用反滲透裝置出水余壓，減少機(jī)泵輸送量和電機(jī)功率，降低運(yùn)行成本。        3.用新型節(jié)能電機(jī)，降低運(yùn)行成本。        4.采用合適的功率補(bǔ)償裝置，提供能源的使用效率。