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钢铁及钛白粉行业酸性污废水处理及污泥处置回收技术

  近几年,我国钢铁、钛白粉产业进入了一轮高速扩张期,钢铁及钛白粉产能急剧增长。到2006年底,国内钢铁产能达到百万吨级的企业有116家,粗钢产能在1.6亿吨,生铁产能超过1.42亿吨,占国内钢铁总产能的32%。另外至2011年已有67家钛白粉生产厂,钛白粉总产量为181.19万t。

  上述企业生产过程中产生的废水大部分是含铁酸性废水,其主要成分为含酸PH值≦ 2 的FeCl2 或FeSO4 的水溶液,当废水和自然界中的空气接触时易被空气氧化形成三价的铁盐沉淀,造成出水浑浊。一般在我国钢厂或钛白粉厂,酸性废水处理的方法通常是采用先将Fe2+ 氧化生成Fe3+后,利用中和反应形成Fe(OH)3的沉淀,与其余的重金属离子进行共存后再进水固液分离。但是此法存在重金属易反溶给环境造成二次污染,Fe(OH)3的亲水性强不容易脱水,同时沉降速度缓慢使得固液分离困难,沉淀物容积大、无法直接进行资源化利用等问题。因此必须寻找一种能彻底解决上述问题的新途径,这也是钢铁及钛白粉行业工业革命时期水处理应用技术上的一个重大突破。

  针对酸性废水处理过程中得到的大量含铁和重金属成分污泥,根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》规定,已被纳入了《国家危险废物名录》中,规定产业污泥必须要外委有资质的单位进行回收并安全处置,这一规定给企业带来了不小的经济压力。因此企业迫切需要一种能降低运行成本的酸洗废水处理技术,具体考虑如何以保障环境安全为前提,以节约资源、保护环境为目的,运用先进的技术,将生产和消费过程中产生的含铁和重金属污泥废物稳定无害化,同时将其转化为铸铁原料,真正实现资源化再利用的目的。

  针对铸铁原料,我们比较发现:磁铁矿(Fe3O4)具有优良的磁性及导电性,投入于感应加热炉,可利用其发生的涡电流进行融解。换句话说磁铁矿在施加交流电的感应炉中,自身由于电磁感应而发热来实现溶融,再协同H2的还原反应直接可生成铸铁; Fe(OH)3 、Fe(OH)2 、FeSO4、Fe2(SO4)3 也可以视为铸铁原料,但是整个反应过程都必须经过2个阶段,即:首先第一阶段都必须经过氧化或者还原反应,将Fe(OH)3 、Fe(OH)2、 FeSO4、Fe2(SO4)3 生成 Fe3O4 或 Fe2O3 ,如果在第一阶段先转换生成Fe3O4 可以提高工业铸铁产率;其次第二阶段在感应加热炉中利用H2的还原作用生成铸铁。整个过程相对来说反应时间长,能耗高。Fe2O3 因为自身没有导电性,所以在感应加热炉中没有融解性,因此必须在炉中添加碳素才能发生电磁感应发热融解,同时利用碳素与H2的还原作用先生成Fe3O4后制造铸铁,相对Fe3O4 用于制造铸铁的运行成本高;因此Fe3O4 和 Fe2O3 相对 Fe(OH)3、Fe(OH)2 、FeSO4、Fe2(SO4)3 来说是低成本铸铁原料,特别是Fe3O4 性价比高。

  艾特克公司始终立足于科技的最前端,开发了在原位,常温常压下回收Fe3O4(含量>50%、硅<1.5%)技术,回收的Fe3O4可直接用作铸铁原料,整个工艺采用全自动控制,相对原有废水处理技术减少了50%左右的人员配置。                       

酸性污废水处理技术    污泥处置回收流程

  基于公司钢铁及钛白粉行业酸洗废水处理及污泥回收技术的先进性和高效性,目前已经完成在中钢集团、前钢集团等冷轧酸洗废水处理及污泥资源化回收工程项目5个,技术给业主方创收经济收益达50 -100万/年,同时为我公司营造了3800万元产值增长点。同时该技术在马鞍山金星钛白粉厂完成了改造小试,并取得了良好的效果。 因此针对钢铁及钛白粉行业发展面临的环境保护问题,该技术的市场容量凸显庞大,预计在5年内该技术将拥有行业内50%以上的市场份额。