石磊，陈荣欢，王如意 （宝山钢铁股份有限公司技术中心，上海２０１９００） 摘要：不锈钢冷轧重金属污泥成分复杂、产量大、危害严重，已成为不锈钢企业环保治理的难点，目前国内外 尚无妥善安全、经济实用的大宗利用途径。针对不锈钢冷轧酸洗废水的来源和特点，提出了一条污泥源头减量、 废水两段处理、污泥分段回收的技术路线，由此得到的前段重金属污泥，利用途径可参考含铁尘泥，用作转炉造 渣剂、烧结原料、球团矿、生产直接还原铁或其他高附加值产品；后段含以ｃａｓ０ ，ｃａＦ，为主的钙盐污泥，利用途径 可参考氟石膏，用作水泥矿化剂、建材原料或冶金辅料。 关键词：冷轧酸洗废水；分段处理；重金属污泥；处理与利用 中图分类号：Ｘ７５７ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—０９１２（２０１ １）０６—００３３—０４ １不锈钢冷轧重金属污泥的产生 不锈钢冷轧产品的表面处理涉及抛丸、高温碱浸、 熔盐电解、混酸酸洗、多级漂洗等组合工序…，所排放的 多路废水包括中性盐废液、混酸废液、含氟废水、漂洗 废水、冲洗水等，具有成分复杂、酸度高、毒性大、危害 严重等特点 出于技术成熟、运行维护方便等因素考虑，国内外 不锈钢企业大都将废水分为两类：含ｃ 的中性盐废 水和含有其他重金属的混酸废水。中性盐废水经化学 还原，将绝大部分Ｃｒ６＋转化为Ｃｒ３＋后，排入混酸废水调 节池，一同进行后续的中和沉淀、污泥浓缩和板框压 滤，最终得到红褐色泥饼。工艺流程如图１所示１２］。 ［ 趣——不锈钢冷轧泥饼 图１不锈钢冷轧酸性废水处理的工艺流程 实践表明，冷轧酸性废水的水质、水量及其变化趋 势，直接决定了处理工艺的操控难度、药剂投加成本和 除去药剂、能耗、人力等运行维护费用，混合污泥产量 超过１．５万 。 混合污泥产量。在各企业废水站的实际处理中，为确保 出水达标，石灰乳常被过量投加，由此造成末端泥饼大 量增加。以废水量为１００ ｍ３／ｈ的一家不锈钢企业为例， ２不锈钢冷轧重金属污泥的特性与处理途径 为不锈钢冷轧重金属污泥的典型成分，如表１所 作者简介：石磊（１９７７一），男，江苏邳州人，博士，高级工程师，研究方向为冶金固体废物处理与资源化。 ２０１１年／第４巷／第６期 不锈铜冷轧重金属污泥的处理与利用对策 示。可以发现：因酸洗废水量和来源不同，混合污泥成 分复杂，组成波动大，既有Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ等有价金属（ｊ三者 合计含量为１０％～２０％），ＣａＯ等有用物质（３０％～ ４０％），又含有较高的Ｆ（～１２％）、Ｓ（～１％）成分。因此，经 的抽样分析，某家不锈钢企业冷轧混合污泥的浸出液 中，Ｎｉ，Ｆ，Ｃｒ６＋和Ｔ．Ｃ 常会超出《危险废物鉴别标 准——浸出毒性鉴别（ＧＢ５０８５．３—２００７）》中的“浸出毒 性鉴别值”和《污水综合排放标准（ＧＢ８９７８—１９９６）》中 的二级排放标准，故认定其为危险废物，必须妥善 处置。 余热烘干减量后，污泥虽具有资源属性，但较高的杂质 含量（以硫酸钙和氟化钙等形式存在）将对其直接返回 冶金工序再利用产生不利影响【 ；而据当地环保部门 表１不锈钢冷轧重金属污泥的成分 ％ 据实地调研，目前混合污泥的去向多为烧砖或用 作水泥掺料，但由于污泥中氟含量较高，在高温条件 推广价值的处理和综合利用技术，现有工艺的不足之 处如下：（１）安全填埋处置牵涉到收集、运输、贮存、填 下，氟会以ＨＦ，ＳｉＦ４等气态物形式逸出，不仅腐蚀设 备、导致窑口结圈 ，还会危害周同环境，甚至会导致附 近地区蚕桑业减产ｌ ５ｌ。同时，污泥掺量超过２％时，因掺 烧危险废物给水泥或砖瓦使用过程中带来的环境安全 埋场建设与维护等多个工序，处理费高，浪费了有价资 源，还存在二次污染的隐患；（２）返回冶金工序利用时， 污泥掺量小，对重金属污泥的冶金性能缺乏深入分析； （３）污泥中有价金属的异地富集回收，涉及污泥形态的 性风险有待进一步评估 。 因此，对于此类污泥的利用，既需借鉴传统电镀污 泥、含铬污泥等的处理与利用经验，又要结合污泥成分 和钢铁工业本身的特点，走出一条新路。 改变，工艺流程长，控制条件多，耗费药剂多，运行难以 稳定，存在ｃｒ 再次转化为Ｃｒ６＋的危险性，有些技术尚 处于探索阶段；（４）由重金属污泥制备的副产品的市场 认可度受限，环境安全性有待评估，经济效益不高；（５） 污泥中有价资源品位较低，成分不稳定，综合利用难以 ３重金属污泥处理与利用的国内外进展 据调研，国内外对于重金属污泥的处理与利用，可 归纳如表２所示。 上规模，成本偏高，导致大部分资源未充分利用，并有 危害环境的风险。 因此，冷轧重金属污泥一旦产生，无论采用哪种末 端处理和利用技术，都要花费一定的人力物力，且过程 中还存在二次污染的可能。 ４不锈钢冷轧重金属污泥处理与利用的对策 南表２可知，迄今为止，对于量大面广、危害性和 资源性共存的重金属污泥，国内外尚无经济有效、具有 为此 提出了一条立足于污泥源头减量、废水处理 过程优化和末端副产物资源化利用的技术路线（如图 ２所示） 巾性盐废水一匮 一区 亟 Ｎａ０Ｈ ｌ ｌ 石灰乳，ＰＡＭ 出水调节后排放 ｌ ｆ 撇废水—匾 圃一 重金属污泥 钙盐污泥 不锈钢冷轧废水分段处理工艺流程（污泥两段回收、废水全量沉淀） 不锈钢冷轧重金属污泥的处理与利用对策 表２国内外重金属污泥的处理和综合利用途径 电弧／微波磊嘉霾 臌波作用下’将重金属离子还原和眦 理后 的热化学处理方式 棚率高 ５减虽 叉 化 常规材料 ； 署璃、沥青、有机聚合物等固化剂，将污泥内的有害曩 体增容大，污泥掺量有限，重金属长期稳定性 台剂，使得重金属离子胶结固化 稳 定 熔融固化 岩荐 群 种 鹏 晶 鲎查尘：能耗高、 产量小，直：堡 堂塑塑建材产品环境安全性有待进一步 主｝童 化 固 ，， 。上 资 源 Ｓ 回 降锄铸 诅 利用微生物及其代谢产物的生物氧化作用，通过络合、吸附或溶解等方重金属回收率高，对生物有毒害作用，污泥中营养元 式，将污泥巾重金属分离浸提，成本仅为化学法的２０％ 素少，尚处于探索阶段 化 收 有 价 金 属 商温碛 牢 螽镰蚕 矾和铬铵矾’并氧化电镀污曩 荐 路线长’所用药剂多’适宜成分 焙烧浸取翥犁 銎誓烧预处理污泥中的杂质＇然后用酸、水等介质提取焙烧产火法与湿法的结合，回收成本较高 生物氧化浸出 更 铬的 鬏 铬易被重新氧化‘雌处理 誊生 瘸 丽 而丽 简易堆存蠢曩翥 山沟、滩融废弃矿井等地觯堆存或圊填’属于消极的土 危害大’ 准；同时，填埋场地需做好地基处理、场地防渗、表层覆盖等措施 ＿ 咎窨套堵拥朴罟在填埋前，直ｘ 岷墁 对污泥叶１有害元素进行固定、削减或除去，使之满足入场标操作简单消纳量大，占用土地；处理费较低，但存在 潜在危害，后续需定期监测 ２０１１年／第４卷／第６期