有色金属冶炼行业废水污染防治的现状与对策研究

方建兵

新疆众和股份有限公司  新疆  830000

【摘要】：有色金属冶炼是一个重要的工业领域，然而，其生产过程中产生的工业废水却是一个潜在的环境危害源。在过去的发展中，由于监管力度不够、法规政策不够完善以及技术水平相对滞后，有色金属冶炼行业的废水排放一直是一个备受关注的环境问题。本文针对有色金属冶炼行业废水污染防治的现状与对策展开研究，通过不断提升技术水平，加强监管力度，制定健全的法规政策，才能够有效改善有色金属冶炼行业的废水排放状况，为生态环境的改善作出积极贡献。

【关键词】：有色金属；冶炼；废水污染；防治；对策

引言

有色金属产业在我国的经济体系中扮演着重要角色，其中以铜、铝、铅、锌为代表的有色金属产量逐年增加，对经济发展产生积极影响。根据2022年数据显示，有色金属总产量达到6774.3万吨，同比增长4.3%，为国家经济提供了强大支撑。然而，有色金属工业的繁荣也带来了环境问题，有色金属冶炼废水的特点是污染物质种类繁多、组分复杂、重金属浓度高、排放水量大等，这成为我国工业废水排放和重金属污染的主要源头。

１ 有色金属冶炼废水的来源及危害

1.1 有色金属冶炼废水的来源

有色金属冶炼是一项重要的工业活动，涉及到有色金属如铜、铝、铅、锌、锑、铋、金、银等的生产过程。在这个过程中，采用火法冶炼、湿法浸出和电解提纯等多种技术手段，以从矿石中提取出所需的金属。然而，这一过程也伴随着大量的废水、废气和废渣的产生，对环境造成潜在威胁。设备冷却水在有色金属冶炼中起到散热的重要作用，尽管其温度较高，但相对而言，重金属污染较为有限，因此可以进行循环利用，减少对水资源的需求。然而，污酸废水却成为主要的废水排放源，其复杂的组成包含多种重金属离子，具有极高的重金属浓度、酸度和腐蚀性。这使得污染控制变得异常困难。冲洗废水和脱硫废水同样富含大量的重金属和酸性物质，加大了处理的复杂性。另一方面，冲渣废水主要包含炉渣微粒及一些少量的重金属离子。虽然相对于其他废水，其含量较低，但也需要得到适当的处理以防止对环境的不良影响。有色金属冶炼废水的特点在于广泛的来源、大量的排放、多种污染物、高重金属含量等，使得其处理难度相对较大。

1.2 有色金属冶炼废水污染的危害

废水污染是当前水环境管理中不可忽视的问题，尤其是那些含有重金属和酸性物质的废水，这些有害物质直接威胁着水生态系统的稳定性和生物多样性。在水环境中，重金属如铅、汞等对水中生物具有强烈的毒性，抑制其发育，甚至导致生物死亡。同时，酸性物质改变了水体的酸碱平衡，破坏了水环境中微生物的正常生态平衡。土壤环境同样受到废水污染的威胁。重金属的存在降低了土壤中的微生物量，进而减少了土壤系统的生物多样性。与此同时，酸性物质的作用改变了土壤的酸碱平衡，影响土壤结构和功能的稳定，使其难以维持健康的生态系统。重金属的不可降解性和生物累积性使其通过食物链富集到人体中，对人体健康产生潜在威胁，长期摄入这些有害物质可能导致慢性中毒，影响器官功能，并增加患病风险。此外，含酸废水未经妥善处理排放，可能腐蚀设备、管道，对桥梁、堤坝的安全性和稳定性产生不可忽视的影响，这对于建筑结构的长期维护和运行安全构成潜在威胁。

2 有色金属冶炼行业废水处理的主要技术

2.1 化学处理法

化学处理法是一种有效的废水处理方法，通过引发化学反应，将废水中溶解态的重金属等污染物质转变成不溶的化合物或元素。这一转变过程通常涉及沉淀或过滤等步骤，以便将产生的不溶物从废水中分离出来，包括化学沉淀法、电化学法等。

（1）化学沉淀法

有色金属冶炼企业在废水处理过程中常常面临重金属离子的去除难题，而化学沉淀法是一种常见而有效的处理方法。其中，中和沉淀法和硫化物沉淀法因其工艺成熟和应用广泛而备受青睐。中和沉淀法的操作相对简单，通过添加沉淀剂如氢氧化钠或石灰，将废水中的重金属离子转化为不溶于水的化合物，实现了去除的同时中和了废水酸度。这种方法具有处理费用低、原料来源广泛、易制备等优点。然而，其生成的泥渣存在不可忽视的问题，不仅难以回收利用，还可能引发二次污染。相较之下，硫化物沉淀法在去除重金属方面表现出色。通过加入硫化剂，使得废水中的重金属形成难溶于水的硫化物沉淀，沉渣量相对较少，便于回收。然而，这一方法的试剂价格较高，处理成本相对较大，限制了其在一些场景中的广泛应用。此外，反应过程中产生的硫化氢气体对人体造成潜在伤害，需要谨慎处理。

（２）电化学法

电化学法是一种利用电解基本原理进行水处理的方法，主要用于去除废水中的重金属离子。其中，电絮凝法通过电流诱导形成的絮状沉淀快速吸附重金属，去除率高且无二次污染。微电解法则在微观尺度实现电解过程，有效降低了处理系统的规模，提高了效率。电还原法则通过电流促使金属离子还原成金属，实现废水中重金属的脱除。尽管这些方法具有去除率高、沉淀可回收利用的优点，但也存在电极结垢、能耗大和处理成本高等缺点。因此，在选择电化学法时，需要权衡其优缺点，考虑具体应用场景和经济可行性，以实现有效的废水处理和资源回收。

2.2 物理处理法

（１）吸附法

吸附法在废水处理中展现出卓越的效能，其核心在于利用具有高比表面积和强烈亲和力的吸附材料，通过吸附作用有效去除废水中的污染物。其中，比表面积是衡量吸附材料性能的重要指标，高比表面积意味着更多的吸附位点，增强了吸附材料对污染物的捕获能力。废水处理的目标之一是回收重金属，而吸附法通过选择具有高亲和力的吸附剂，实现了重金属的有效回收。这不仅有助于资源的再利用，还减少了对环境的不良影响。此外，吸附法不仅能够去除废水中的污染物，还可进行深度处理，提高处理效率，最终实现废水的有效回用。

（２）膜分离法

膜分离法是一种高效的废水处理方法，利用膜的选择特性和外加力，对废水中的重金属离子等污染物质进行分离、浓缩和去除。这种技术广泛应用于工业废水处理领域，具有操作简单、能耗小、处理效果较好等优点。常见的膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤、反渗透和电渗析。微滤是通过微孔膜，过滤掉较大的颗粒和悬浮物质，而超滤则可以更细致地分离溶解在水中的高分子物质。纳滤则运用介于微滤和反渗透之间的膜，可以去除较小的溶质和有机物。反渗透是一种高效的膜分离技术，通过半透膜将水分子从废水中分离出来，达到去除离子、有机物等目的。电渗析则是通过电场作用，将带电离子迁移至电极上，从而去除废水中的离子。

（３）离子交换法

离子交换法是一种通过利用离子间浓度差和交换剂的功能基进行离子置换的有效方法。这种技术广泛应用于废水处理，特别是含有重金属的废水。在这个过程中，离子交换剂扮演着关键角色，包括阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和螯合树脂。这些交换剂通过吸附和释放离子，实现对废水中有害离子的去除，同时也被用于软化和脱盐。离子交换法的优势在于其处理装置简单、处理量大，可实现金属的回收和废水的循环利用。然而，这一技术也面临一些挑战。离子交换剂的强度较低，容易发生氧化失效，需要频繁进行再生，从而增加运营成本。这使得离子交换法在处理高浓度和水质变化较大的重金属废水时不够适用。。

（４）气浮法

气浮法是一种卓越的废水处理技术，通过向废水中通入气体，形成微小气泡，促使污染物在气泡的作用下聚集成絮体或浮渣层。这个过程中，刮渣机被用来有效地清除形成的泡沫，从而实现了对废水的高效净化。特别值得注意的是，气浮法在处理废水中的溶解性油类时表现出色，有效去除了这类难以处理的污染物。同时，在浊度低于100NTU和低温条件下（温度较低导致污染物不易沉淀）的情况下，该方法仍然保持卓越的处理效果。在浮选过程中，为了提高金属的回收率，常常需要添加起泡剂，但这同时会导致油类物质的污染。气浮法通过有效地将这些油类物质从废水中剥离，形成浮渣层，成功解决了浮选过程中油类物质引起的废水污染问题。这种废水处理方法不仅能够高效去除污染物，还具有较好的适用性，特别是在低温条件下。

结语

综上所述，有色金属冶炼行业面临着严峻的废水污染防治任务，为了实现可持续发展目标，行业必须在“十三五”经验的基础上，更加积极地落实相关政策法规，采取创新技术手段。通过全面推进相关措施，该行业将实现废水污染的有效防治，推动生产过程更加环保，为经济的可持续发展奠定坚实的基础。

参考文献

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