鐘 勇

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

在近年來(lái)的發(fā)展進(jìn)程中，我國(guó)有色金屬冶煉生產(chǎn)的原料結(jié)構(gòu)已經(jīng)產(chǎn)生了變化，但在短期內(nèi)卻仍舊以硫鐵礦為主，這種硫鐵礦在制作過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水不僅有著較大的酸度，其中還有著各類有害物質(zhì)，比如氟、砷等，這些都是該類廢水的主要污染源，而如果這部分廢水沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理接直接排放到自然環(huán)境當(dāng)中，不僅會(huì)對(duì)土壤以及水體產(chǎn)生十分嚴(yán)重的污染，甚至還會(huì)對(duì)人類的身體健康產(chǎn)生不良影響。因此，這就需要進(jìn)一步提升對(duì)于有色金屬冶煉生產(chǎn)中含砷廢水以及廢渣的重視程度，而傳統(tǒng)的處理方式中，大多都會(huì)將廢水中存在的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)移到污泥之中，其整體處理效果相對(duì)較差。而對(duì)含砷廢渣進(jìn)行一般的填埋或是堆放處理，還會(huì)引發(fā)二次污染等嚴(yán)重問(wèn)題，這就需要深入探究全新的處理技術(shù)，在根本上提升廢水與廢渣的處理效率以及處理質(zhì)量。

1 有色金屬冶煉生產(chǎn)中含砷廢水與廢渣的危害

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，盡管我國(guó)有色金屬冶煉生產(chǎn)的原料結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了相應(yīng)的調(diào)整，但其中所采用的原料大多仍舊為硫鐵礦，而由于硫鐵礦自身的原料品種以及品位相對(duì)較低，導(dǎo)致其所排放出的廢水具備著酸度大以及色度大等特征，其中不僅蘊(yùn)含著大量的礦塵以及稀酸，并且隨著原料的轉(zhuǎn)變，還存在著鉛、氟、砷、汞以及銅等多種有害物質(zhì)。同時(shí)，硫鐵礦中的含砷量極高，而在實(shí)際冶煉階段中，又缺少必要的砷回收措施，使得每升廢水當(dāng)中的含砷量高達(dá)數(shù)千毫克，大幅度超過(guò)了國(guó)家的基本排放標(biāo)準(zhǔn)。并且這種廢水還有著較高的腐蝕性，會(huì)對(duì)建筑物以及管道產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。如果將大量的含砷廢水排放到水體當(dāng)中，水體的pH值就必然會(huì)產(chǎn)生變化，在抑制各類微生物生長(zhǎng)的同時(shí)，對(duì)自然的緩沖作用產(chǎn)生破壞，使得水質(zhì)不斷惡化，土壤也會(huì)酸化，其對(duì)于漁業(yè)所產(chǎn)生影響則更加巨大，一旦水體的pH值在5.5左右時(shí)，部分魚(yú)類就很難在其中生存。砷元素以及含砷化合物，對(duì)于水源來(lái)說(shuō)具有較大的影響，站在人體的角度上來(lái)看，砷會(huì)損害人體的肝臟以及腎臟等部位，對(duì)神經(jīng)也會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響，需要注意的是，砷如果在生物體內(nèi)，就可以在不同的價(jià)態(tài)之間不斷進(jìn)行轉(zhuǎn)化，無(wú)機(jī)砷更是可以在生物體內(nèi)產(chǎn)生甲基化作用，進(jìn)一出生成出毒性更大的三甲基砷。另外，砷還具備著累積性中毒的特征，人體的砷中毒劑量為0.01g～0.052g左右，致死量則在0.06g～0.2g之間，砷的毒性通常情況下很難被察覺(jué)，其不僅不會(huì)改變水的透明度以及顏色，也不會(huì)對(duì)水的氣味產(chǎn)生影響[1]。

2 當(dāng)前有色金屬冶煉生產(chǎn)中含砷廢水與廢渣的處理技術(shù)

2.1 吸附法

在對(duì)含砷廢水以及廢渣進(jìn)行處理的過(guò)程中，吸附法主要就是利用相應(yīng)的吸附劑，并在廢水當(dāng)中吸附氟與砷等物質(zhì)，而后通過(guò)少量的酸堿或是鹽溶液，對(duì)蘊(yùn)含砷、氟的吸附劑進(jìn)行洗脫處理，分離出其中的砷、氟等元素，并且還能夠使得吸附劑再生。在當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境中，較為常見(jiàn)的吸附劑主要為活性鋁、活性炭、沸石、粉煤灰以及赤鐵礦等，這種吸附法，屬于一種技術(shù)手段較為成熟，并且實(shí)施起來(lái)比較簡(jiǎn)便的廢水處理技術(shù)，適用于水量大并且濃度較低的水處理體系當(dāng)中。同時(shí)，砷的吸附量也與所用吸附劑的表面積有著十分緊密的聯(lián)系，所用吸附劑的表面積越大，其所產(chǎn)生的吸附能力就越強(qiáng)。吸附量以及吸附條件，比如溫度以及吸附時(shí)間等，都與廢水中砷的具體濃度有關(guān)。而在采用煤渣來(lái)吸附含砷廢水的過(guò)程中可以看出，隨著活化溫度的逐步提升，煤渣的去除率就會(huì)不斷提升，吸附的時(shí)間越長(zhǎng)，其所起到的除砷效果就更加優(yōu)異，而在不同的溫度條件下，活化的時(shí)間如果超過(guò)了24小時(shí)，所起到的除砷效果責(zé)并沒(méi)有太大差異，這就說(shuō)明在高溫條件的影響下，活化的煤渣只能夠提升吸附速率，并不會(huì)提升除砷量，這點(diǎn)需要在應(yīng)用吸附法的過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注[2]。

2.2 離子交換法

離子交換法，其主要就是采用離子交換劑中存在的離子，與廢水當(dāng)中的離子進(jìn)行交換，從而有效消除廢水當(dāng)中有害離子的方式。而在除砷的過(guò)程中，所選用的通常為鐵型以及OH型樹(shù)脂，能夠取得十分優(yōu)質(zhì)的除砷效果。而采用單協(xié)晶的水合鋯氧化物充填多孔樹(shù)脂，則可以將含砷濃度進(jìn)一步降低至每升0.1mg，有效達(dá)到工業(yè)廢水的基本排放標(biāo)準(zhǔn)，而在固定化的反應(yīng)器中，填入強(qiáng)堿性樹(shù)脂來(lái)當(dāng)做吸附劑實(shí)現(xiàn)對(duì)于砷的吸附，能夠有效去除廢水中存在的金屬陽(yáng)離子，但對(duì)于金屬銀離子的去除率則相對(duì)較低。盡管離子交換法擁有著重復(fù)用水以及回收利用等特點(diǎn)，但其主要缺陷在于交換樹(shù)脂的再生成本相對(duì)較高，還會(huì)受到容量方面帶來(lái)的限制，導(dǎo)致這種方式的應(yīng)用受到了限制。

3 有色金屬冶煉生產(chǎn)中含砷廢水與廢渣的具體處理措施

3.1 有色金屬冶煉生產(chǎn)中含砷廢水的處理措施

首先，在對(duì)含砷廢水進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)砷進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定，當(dāng)前對(duì)砷進(jìn)行測(cè)定，其主要采用的大多為二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法，這種測(cè)定方式的原理就是讓酸與鋅之間互相作用，產(chǎn)生一種新生態(tài)氫，而在氯化亞錫以及碘化鉀存在的前提下，使得五價(jià)砷能夠有效還原為三價(jià)，而三價(jià)砷再被初生態(tài)氫進(jìn)一步還原為砷化氫，有效測(cè)量吸收液的具體吸光程度。在測(cè)定水樣中的具體含砷量時(shí)，則要優(yōu)先取出適當(dāng)?shù)乃畼觼?lái)代替相應(yīng)的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液，并按照砷的標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制過(guò)程中所涉及到的步驟進(jìn)行，有效測(cè)量其具體的吸光程度，而在水樣的成分過(guò)于復(fù)雜，可能對(duì)砷的測(cè)定工作產(chǎn)生影響時(shí)，就應(yīng)當(dāng)提前對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理；其次，則要采取不同方式來(lái)對(duì)含砷廢水進(jìn)行處理，可以采用石灰中和法進(jìn)行處理，如果直接在含砷廢水當(dāng)中添加石灰粉來(lái)進(jìn)行中和，反應(yīng)生成的硫酸鈣就會(huì)包裹在石灰粉的表面部位，對(duì)后續(xù)的中和反應(yīng)產(chǎn)生不良影響，不僅會(huì)提升石灰粉的用量，也會(huì)產(chǎn)生大量的沉渣，因此，為了盡量保證投入的石灰能夠與廢水之間產(chǎn)生完全反應(yīng)，就應(yīng)當(dāng)將石灰融入在一定量的水中，形成石灰乳液，這種石灰乳液不僅可以降低廢水的整體酸度，還可以起到優(yōu)質(zhì)的除砷作用；最后，還要明確中和沉淀產(chǎn)物的主要特點(diǎn)，由于有色金屬冶煉生產(chǎn)中含砷廢水的硫酸含量相對(duì)較大，在其中加入石灰乳液過(guò)后會(huì)產(chǎn)生大量的石膏，而如果直接將這部分廢渣進(jìn)行填埋處理，就會(huì)產(chǎn)生極大的資源浪費(fèi)，這就需要積極回收其中存在的部分有用成分，在提升整體經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，降低后續(xù)的處理工作量[3]。

3.2 有色金屬冶煉生產(chǎn)中含砷廢渣的處理措施

首先，應(yīng)當(dāng)明確含砷廢渣的具體處理步驟，第一要將水泥、砷渣以及粉煤灰按照一定的配比進(jìn)行稱重，并采取與之對(duì)應(yīng)的球磨方式來(lái)進(jìn)行球磨處理；第二，要將球磨完畢的物料根據(jù)配比與水以及外加劑進(jìn)行混合，而后一同放入到膠砂攪拌機(jī)當(dāng)中，并將攪拌時(shí)間控制在三分鐘左右；第三，要將攪拌均勻的物料放置在模具之中，在材料實(shí)驗(yàn)機(jī)當(dāng)中則要按照規(guī)定中的壓力來(lái)進(jìn)一步壓實(shí)，形成更加穩(wěn)定的圓柱形磚塊；第四，要進(jìn)行脫膜處理，將處理完畢的成型磚塊放置在養(yǎng)護(hù)箱當(dāng)中，采取不同的養(yǎng)護(hù)方式來(lái)對(duì)其進(jìn)行更好的養(yǎng)護(hù)；其次，要找尋出最為優(yōu)異的配料體系，深入研究不同材料對(duì)于固化體強(qiáng)度所產(chǎn)生的影響，這就需要將砷渣與粉煤灰或是水泥按照一定比例后球磨二十分鐘左右，并在攪拌過(guò)程中適當(dāng)加入水、黃砂以及三乙醇胺，攪拌過(guò)后裝入到模具當(dāng)中，軋制成型過(guò)后養(yǎng)護(hù)二十四小時(shí)，在空養(yǎng)一段時(shí)間過(guò)后來(lái)對(duì)固化體的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，從而根據(jù)最終的結(jié)果來(lái)更好地處理含砷廢渣[4]。

圖1 有色金屬冶煉生產(chǎn)中含砷廢渣處理圖

4 結(jié)論

在當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境中，盡管有色金屬冶煉生產(chǎn)技術(shù)以及生產(chǎn)理念已經(jīng)得到了極大的優(yōu)化，但其在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，仍舊還會(huì)生產(chǎn)出大量的含砷廢水或是含砷廢渣，如果處理不當(dāng)不僅會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生不良影響，甚至還會(huì)危害到群眾的生命安全。因此，必須要提升對(duì)于含砷廢水以及廢渣的重視程度，積極探尋現(xiàn)代化的處理技術(shù)，并在處理過(guò)程中注重不同方式的合理應(yīng)用，在根本上強(qiáng)化含砷廢水與廢渣的處理效率以及處理質(zhì)量。