[发明专利]用于纯化来自不锈钢渣处理过程的废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于纯化废水的方法，从而使其铬和钼含量减少，铬含量减少至低于0.5g/l的浓度，以及钼含量减少至低于4mg/l的浓度，所述废水为来自不锈钢渣处理过程中的废水，其中，使不锈钢渣与水接触，特别地中和其中包含的游离石灰，因此产生了所述的废水。由此得到的废水具有大于10，特别地，高于11，并且更特别地高于11.5的起始pH。其包含铬，包含0.5至5mg/l的三价铬(Cr(III))，并且还包含0.5至10mg/l的钼。通常，其还包含200至2500mg/l的氯化物。在纯化过程中，不得不减少铬，通常还有钼的含量，以能够排放纯化废水。为了减少铬和钼含量，向废水中添加三价金属阳离子，并通过降低废水的pH使得其能够与所述铬和钼共沉淀以形成从所述废水中至少部分地除去的沉淀。

背景技术

不锈钢由铁制成，并且还包含铬，根据不锈钢的类型，还包含镍和通常的钼。在制备不锈钢的过程中，产生了炉渣，其主要包含硅酸钙和还有额外的重金属，例如铬、镍和钼。所述炉渣还包含不同尺寸的不锈钢粒子和少量的游离石灰。

在从熔融的不锈钢中分离出来之后，液态的不锈钢渣被倒入到大坑中，在这里使其冷却，部分地通过向热钢渣上喷水雾。为了回收在所述炉渣中包含的有价值的不锈钢粒子，粉碎固化的炉渣或均匀地磨碎成更小的粒子，从其中可以除去不锈钢粒子。这可以通过人工挑选、磁分离技术等完成。如在EP1312415中公开，湿跳汰选方法也可以用于从包含较少的不锈钢粒子中分离出具有相对高的不锈钢含量的粉碎炉渣粒子。这种分离过程可以在水浴中进行，并且是基于炉渣粒子的密度差异。

根据尺寸，不锈钢渣粒子可以被再用作在混凝土或沥青（沥青混凝土）制造过程中的粗的或精细的团聚体。在精磨后，最细的粒子也可以被用作沥青（=沥青混凝土）或混凝土中的填料。炉渣团聚体的问题为它们仍然包含游离石灰包裹体，其可能开始溶胀，并因此导致沥青或混凝土裂开。如在EP1146022公开，该问题可以通过使粉碎的不锈钢渣粒子与水接触从而中和存在于其中的游离石灰而解决。这可以通过将不锈钢渣粒子浸没在水中完成，但是优选通过在所述不锈钢渣上喷水雾完成。收集中和的水，并且再利用。考虑到这种游离石灰中和过程需要大的面积，在户外处理不锈钢渣团聚体。因此，在雨季，收集到了需要被存储或者甚至排放的更多的水。关于此的问题是通过与不锈钢渣反复接触，该处理水的pH已经上升至11或者甚至更高的pH值（通常高于11.5或者甚至高于12）从而需要用酸处理以符合排放标准（在比利时，废水的pH排放标准为pH必须在6.5至9的范围内）。而且，处理水包含重金属，特别地，铬和钼，其含量通常超过排放标准。在比利时，铬（总铬，即，Cr(III)和Cr(VI)）的通用排放标准为0.05mg/l，但是对于钢铁工业，这种排放标准已经升高至0.5mg/l。在比利时，钢铁工业的钼的排放标准已经升高至4mg/l。其它国家将具有类似的排放标准。还存在其它的排放标准，或者通用标准或在单独运营授权（individual operation authorisation）中提供的特定标准，针对更少有害阴离子，例如，氯根和硫酸根，其促成了废水的盐负荷。这些阴离子可能是本身存在于废水中，或者可能是在通过例如盐酸或硫酸降低强碱性废水的pH时被添加到其中。

US7390416公开了用于从废水中除去包括铬和钼的重金属的方法，所述废水可以具有6至12范围内的pH，但是其通常具有8至10范围内的pH。在第一步中，以大约0.15至1.0%的浓度添加硫酸铝（明矾），从而在废水中提供了8.8至58.5mmol/l范围内的三价铝离子，并且废水的pH降至大约pH3.5至6。接着，通过添加提供氢氧根的碱溶液，pH再次升高至8至10之间的pH值，并添加铁硫化物配合物。在这样高的pH值下，不同的金属硫化物沉淀。在第三步中，通过添加酸，例如磷酸、硫酸或硝酸，废水的pH再次降低至大约3.2至3.7，向废水中添加足以沉淀金属的量的絮凝剂。使沉淀淤泥沉降，并与上清液分离。然后，通过提供氢氧根的碱溶液使上清液的pH再次升高，从而可以将其排放。

通过这种方法，可以实现非常高的重金属去除效率。然而，当废水碱性非常强时，需要添加相对大量的酸和碱用于连续的pH升高和降低步骤，导致废水中的盐负荷显著增加（其可能超过某一排放标准，特别地针对废水中的氯化物和硫酸盐含量）。而且，通过相对大量的硫酸铝产生了非常大量的淤泥。因为不得不使用大量的硫酸铝和由于使用例如酸和碱的添加剂以及还特别需要的硫化物化合物，所以该过程还非常昂贵。纯化过程还非常复杂，因此需要昂贵的装置。