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冶金技术及其理论范例(3篇)

发布人:整理 发布时间:2024-08-10

冶金技术及其理论范文

关键词:冶金工业;自动化;PLC技术

随着冶金工业的发展,自动化水平的提高也显得越来越重要。而科技的发展为这一目标的实现提供了契机,PLC技术的应用能给冶金工业自动化的进一步提高提供技术支持,促进冶金工业自动化水平的提高。但在PLC技术的应用过程中,由于在设备应用上重视程度上的差异,因而PLC技术的应用水平也不尽相同。目前,仍然有相当多的冶金工业并未真正的将PLC技术利用好,PLC技术应用的广度与深度尚且有待提高。

1PLC的构成

PLC实质上是一种基于计算机技术发展而来的工业控制装置,主要在逻辑控制、数据处理等方面有着突出的作用。随着PLC技术的发展,PLC已成为自动化的三大支柱之一,在工业控制中相当普及。而PLC主要是由CPU、电源、存储器、I/O电路及接口电路组成如图1所示,其中最主要的是CPU(中央处理器),对于逻辑及数学运算有着重要的作用,可以协调整个工作的运行。而存储器主要是存储系统的监控、逻辑变量、信息存储、用户程序等;电源主要是由掉电保护系统及备用系统构成;接口电路主要是由键盘和显示接口相连接、I/O接口与通信接口相连接构成的现场设备及设备;最后输入电路可以将输入信号进行隔离和电平转化,输出电路可以将输出的结果进行放大与电平转化,从而对现场设备进行驱动[1]。

2PLC的应用

2.1控制开关中的应用

PLC技术的应用已遍及多个行业,在钢铁、石油、化工、机械制造等方面都有所应用。在具体的PLC技术应用中,控制开关的应用最为基本。在过去的开关控制中应用的是继电器逻辑控制电路的方法,但随着科技的发展,已逐步被开关逻辑控制所取代。基于PLC技术的开关逻辑控制能实现数字量控制与顺序控制,因而使得开关的控制能更高灵活,无论是对单台设备的控制还是多机的自动控制都方便有效。

2.2闭环过程控制与运动控制

PLC技术能在应用的过程中用模拟量模块实现模拟量与数字量的转换,从而在主机系统中应用不同的控制算法程序对模拟量进行处理,完成闭环过程控制。而在运动控制中,PLC技术的控制运用途径较多,不论是在圆周运动中还是在直线运动都能进行有效的控制,因而在许多领域中都能得到广泛的应用。但在通常情况下PLC技术应用的是可驱动步进电机及伺服电机中的单轴或多轴位置的专用运动控制模块。

2.3数据处理及通信联网中的应用

在冶金这种大型的工业生产中,数据处理的效率是提高生产的重要方面。PLC技术能利用矩形运算、函数运算、逻辑运算、排序、查表等对数据进行采集、分析与处理,提高数据处理的效率。通信联网的发展使得PLC技术的应用已突破了时间与空间的局限,在运用的过程中能实现远程通信、监控及维修等,进一步提高智能化、自动化水平。

3冶金行业中的具体应用情况

3.1炼铁除尘中的应用

在冶金工业中对于PLC技术的需求主要体现在产品的性能、安全性能、扩展的灵活性及维护方面。PLC作为冶金行业的主控系统,在钢铁生产中的多个环节都要用到PLC技术,在采选矿、烧结、铸造、等方面都有所应用。在具体的应用上,可以除尘站的利用为依据,除尘器主要由控制柜、水箱、压力罐、空压机和水泵构成,运用PLC技术可以对水箱中的水位、水温、压力、电磁阀门的开关进行自动的控制。在运行的过程中用水泵将水箱中的水抽到水管中,并用压力罐将水压出形成高压水柱,最终将灰尘洗净。因而在整个的冶金工业自动化中PLC技术的应用已相当普及[2]。

3.2电动机变频调速中的应用

随着PLC指令系统的优化,在电动变频调速的控制中主要是利用PWM对电动机发出指令,这种控制不仅在接收信号下能控制电机的运转还能对电机进行调速,从而满足高炉除尘风机的工艺要求,如图2所示。在高炉中出铁场的除尘系统就具备PLC的这种功能,在高炉出铁的时候,在炉台前安装的红外感应器就会给PLC发出高温信号,而后对这种信号进行自动的处理将其传输给变频器,在变频器发出的指令下,除尘机电机就能在工频下自动地工作将粉尘吸出;而在出铁完成后,铁场红外测温器将给PLC发出低温信号,改变运行的频率,在低频状态下运行,继而避免无论在出铁与否的状态下都处于工频的高耗能情况,达到节能的目的,降低工业生产成本。

3.3电气自动化控制中的应用

钢铁企业属于高耗能企业,在生产的过程中,环境相对比较恶劣,不论是对人体健康还是对机器设备都会造成一定危害。由于生产环境中的金属粉尘多,而腐蚀性气体也会出现泄露的情况,在这种情况下传统电气的连接线常会因为腐蚀作用产生故障,常导致电路的短路、开路、接地等问题。同时,在电控盘之间的电控连接线上,线路一旦出现问题,会给维修造成很大的困难,因为控制线路一般较长并且线路复杂,维护量也较大,会给安装和调试带来不便,浪费大量的人力物力。而运用PLC技术可以解决传统电气连接线上的线路问题,PLC中的存储器可以用于内部程序的存储,在逻辑运算、顺序控制、定时、计数等方面能直接给出指令,从而在数字化的模拟输入或输出中控制各种类型的生产设备与生产过程,达到自动控制的目的,这种自动化的控制不仅方便有效,还有助于提高控制的效率,节约大量人力物力的支出,降低生产成本[3]。

3.4配料系统中的应用

在冶金自动化生产线中的自动配料系统主要是在配料的过程中针对不用的物料进行输送、配比、加热、混合等,从而完善配料流程,在钢铁冶金的应用相当普及。但在物料配比中对于材料的配比控制却是一大难题,其原因就在于不同的状态下,控制的情况也存在较大差异。在手动的状态下,不仅要根据生产的情况计算各种物料的配比,还要根据配比计算出具体物料的用量,并对设备进行设定,由此完成配比的工作。但是,一旦生产配比的参数发生改变或生产设备发生变动时,又需要对设备进行重新的设定,而这时又需计算各种物料的配比及用量,因而整个的操作流程繁琐复杂,准确性不高,并且会给工作带诸多的不便。而使用PLC技术,可以使用变频调速喂料机构以及配料控制软件包,从而完成物料的传送、配比控制、数据管理等工作,并通过网络将多个配料系统进行集合控制,实现高效率的控制。PLC技术的应用,有利于提高配料的效率,提高其配料的准确性,在各种恶劣的环境下进行自动化的操作,具有抗干扰能力强的特点,并且可以大大减少人力的投入,保障生产环节的高效、安全。

4PLC技术在冶金工业自动化应用中的前景

在国家高速发展的建设时期,钢铁的需求量仍在不断地增加,因而实现生产的自动化,提高生产效率将是钢铁行业的现实需要。PLC技术在冶金工业中的应用对提高自动化的生产有着重要的作用,而在未来不论是运用微小型的PLC,还是大型的PLC,在自动化的控制上均将会进一步提高,并且将综合更多的应用功能,使PLC技术的应用能更加广泛,在实际的运用中把整个的自动化控制网络进行连接,大大提高自动化控制水平。

5结束语

PLC技术在冶金工业自动化中的应用优势可谓是有目共睹,对于实现冶金工业的高效、安全生产具有重要作用。因而在冶金工业高速发展的当下,应当针对PLC技术的应用优势及冶金工业的生产特点,提高冶金工业的自动化生产水平。在具体的生产过程中,要优化冶金工业的工艺线,促进生产设备技术水平的提高,并对PLC技术的应用给予重视,从而促进整个冶金工业的可持续发展。

参考文献

[1]秦斌,李涛.PLC在冶金工业自动化中的应用浅析[J].大科技,2014(25):277.

冶金技术及其理论范文篇2

关键词:粉末冶金;汽车零件;金属粉末;高性能

粉末冶金材料是指用若干种金属粉末或是金属粉末与非金属粉末作原料,通过按比例配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。这种生产工艺过程也就是粉末冶金法,它属于一种不同于熔炼和铸造的方法。由于其生产工艺过程与陶瓷制品工艺极为相似,所以粉末冶金法又被称为金属陶瓷法。粉末冶金法不仅是制造某些具有特殊性能材料的方法,同时也是一种无切屑或少切屑的加工方法。它具有生产效率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等特点。但其也存在一定的缺陷,如金属粉末和模具费用高,制品大小和形状受到一定限制,制品的韧性也较差。粉末冶金法常被用于制作硬质合金材料、结构材料、减磨材料、难熔金属材料、摩擦材料、过滤材料、无偏析高速工具钢、金属陶瓷、耐热材料、磁性材料等。

一、粉末冶金技术的含义及其特点

粉末冶金技术附属于材料制备和成形的加工技术,而作为粉末冶金的雏形就是块炼铁技术,块炼铁技术也是人类最初制取铁器的唯一手段,其对人类社会进步作出了巨大贡献。

1、粉末冶金技术的含义

粉末冶金的方法其实诞生已久。人类早期通过机械粉碎法来制取金、银、铜和青铜的粉末,用来当作陶器等的装饰涂料。早在200年前,一些欧洲国家,如俄、英等国就曾大规模的制取海绵铂粒,并经过热压、锻和模压、烧结等加工工艺来制造钱币和一些贵重器物。1890年,美国的库利吉发明用粉末冶金方法制造灯泡用钨丝,从而奠定了现代粉末冶金技术的基础。直到1910年左右,人们已经开始用粉末冶金法来大量制造了钨钼合金制品、青铜含油轴承、硬质合金、集电刷、多孔过滤器等,并逐步形成了一整套粉末冶金相关技术。上世纪30年代,旋涡研磨铁粉和碳还原铁粉技术问世后,从而为粉末冶金法制造铁基机械零件较快的发展机遇。从第二次世界大战后,粉末冶金技术得到了较快的发展,新型的生产工艺和技术装备、新的材料和制品不断出现,开拓出一些能制造特殊材料的领域,成为现代工业中的重要组成部分。

2、粉末冶金技术的主要作用

由于粉末冶金技术的具有特殊优点,使其已成为解决新材料问题的有效途径,而且在新材料的发展中历程中发挥着举足轻重的作用。

粉末冶金技术由于其可以在最大限度地来减少合金成分发生偏聚,消除粗大且不均匀的铸造组织。在制备高性能稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土储氢材料、高温超导材料、稀土催化剂、新型金属材料上具有独特的作用。同时还可以制备非晶、纳米晶、准晶、微晶以及超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料,这些材料由于具有优异的电学、光学、磁学和力学性能。因此可以较容易地实现多种功能类型的复合,充分发挥各组元材料各自的特性,是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品,如新型多孔生物材料,多孔分离膜材料、高性能结构陶瓷和功能陶瓷材料等。可以实现净近形成形和自动化批量生产,从而,可以有效地降低生产的资源和能源消耗。可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料,是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。

二、粉末冶金技术的发展趋势

随着汽车和飞机零件以及切削和成形工具发展的需要,粉末冶金制造零部件的强度和质量都得到了较好的改善和提高。汽车制造业作为粉末冶金零件的最大用户,1996年汽车行业占有美国粉末治金零件的市场份额的69%,成为美国粉末冶金零件的最大市场。发展粉末冶金需要制取新技术、新工艺及其过程理论。

1、向全致密化发展

粉末冶金的重点是超细粉末和纳米粉末的相关制备技术,机械合金化技术,快速冷凝制备非晶、微晶和准晶粉末制备技术,粉末粒度、结构、形貌、成分控制技术,自蔓延高温合成技术。粉末冶金技术发展的总趋势是向超细、超纯、粉末特性可控方向发展,从而建立以“净近形成形”技术为中心的各种新型固结技术及其过程模过程理论,如粉末注射成形、挤压成形、喷射成形、温压成形、粉末锻造等。建立以“全致密化”为主要目标的新型固结技术及其过程模拟技术。

2、向高性能化、集成化和低成本等方向发展

粉末冶金制造零部件相关的新的成形技术层出不穷,如:粉末注射成形、温压成形、流动温压成形、喷射成形、高速压制成形等新技术不断涌现。目前,粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、集成化和低成本等方向发展。有代表性的铁基合金,将向大体积的精密制品,高质量的结构零部件发展;制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密的高性能合金;用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊合金;制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金;加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。

3、粉末冶金产业化发展

由于相邻学科和相关技术的相互渗透和结合.更赋予了粉末冶金新的发展活力。粉末冶金新工艺层出不穷。粉末冶金产业化是指这些技术已比较成熟。甚至在一些国家已有生产规模,但主流还处于研究成果向产业化转化的过程之中。其工艺、设备、市场等已为产业化准备了条件,可以产业化,取得社会效益和经济效益。主要是指该技术实现产业化、集群化、模块化发展。其主要应用领域有汽车用粉末冶金零部件,汽车制造业仍是粉末冶金(PM)发展的牵引力;粉末注射成(PowderInjectionMolding(PIM))温压成形技术(WarmCompaction)在众多为提高PM件密度的生产方法中。温压成形技术被认为是最为经济的一种新工艺。本文将重点介绍以下产业化技术:

①温压技术

温压技术在上世纪90年代被誉为粉末冶金技术上重大突破,并于1990年取得了第一项采用一次压制烧结工艺制备高密度铁基(P/M)零件的美国专利。该技术可以使烧结钢中的孔隙度降低到6%左右,而传统技术的孔隙度为10%以上,产品的密度能达到7.3g/cm3或以上,因此较大程度的拓宽了高密度、高强度烧结钢零件在工业上广泛应用的可能性。

②模壁

模壁和温压是两个平行的提高铁基结构零件密度的方法。近年来,发展最迅速的是干模壁技术,即采用静电的方法,从而将干剂粉末吸附到模壁上进行,从而很好的避免了湿模壁在制备过程中压坯表面易于粘粉的缺点。

③注射成形

金属注射成形(MIM)是一种将塑料注射成形与粉末冶金技术结合而成的近净成形技术,此技术也是国内外公认的21世纪粉末冶金的主流技术,被称为“第五代加工技术”。而且该技术也最适于用来大批量生产一些三维复杂形状的零件,同时还可以实现自动化连续作业,从而大大提高生产效率。目前,在一些发达国家,MIM技术已经成为一项最具竞争力的金属成形技术,而且开始大量用于不锈钢粉末冶金生产。

三、粉末冶金机械零件的制造现状与挑战

我国粉末冶金技术起步较晚,自1958年诞生以来,一直是处在蹒跚学步的状态中,而且一直不被人们重视,被当做是一个没有前景的小行业来对待。然而从世界粉末冶金行业发展状况来看,粉末冶金行业却是一个最具市场活力,发展速度极快,同时应用范围也是最广的冶金技术,尤其是日本在粉末冶金技术方面发展飞快,每年生产烧结含油轴承十几亿只。直到上世纪80年年代初,在我国体制改革的大潮中,粉末冶金零件行业正式划归当时的“基础件工业局”进行管理,并结束了粉末冶金零件行业自身自灭的状态,从而得到相应的发展机遇。我国自上世纪90年代至今约20多年间,粉末冶金零件得到迅猛发展,同时也经受住了金融危机的不利影响。

表1是我国自2007-2011年间粉末冶金分会53家会员企业的数据进行统计的结果,虽然我国粉末冶金行业目前显示出盎然生机,但也面临着各方面的挑战。现笔者将自己的针对其中的一些问题以及看法和相应的意见提供给大家参考:

四、粉末冶金机械零件制造技术在汽车行业的应用现状与前景

近年来,由于人们生活观念的改变,同时人们的环保意识也不断提高,因而轻量化的汽车也越来越受人们的亲睐,从而汽车工业也开始大量使用轻质合金材料,如铝合金、镁合金来生产汽车零部件。也正是由于粉末冶金能够很好的避免成分偏析,又可以满足具有各种特定性能的零部件一次性成型的要求。

目前粉末冶金汽车零件主要有两个市场,一个为汽车生产商市场,另一个为汽车维修服务点,即维修配件市场。而汽车生产商市场则是粉末冶金零件的主要市场,通常情况下,汽车生产商会与粉末冶金零件制造企业进行定向合作,从而导致其他零件制造企业难以插足获利。而维修配件市场相对来说则要开放的多,而且需求量也较大,但大多都是存在某些质量问题的货物。从表2可知,我国在汽车制造行业中对粉末冶金技术制造的零件的使用量只有日本的2/3左右,但我国的粉末冶金制造的零件的总量却要比日本的多,可见粉末冶金汽车零件的市场潜力是巨大的。

我国目前汽车行业正处于蓬勃发展期,因此也给我国粉末冶金零件制造企业带来了难得市场机遇。同时根据美国一家信息分析中心预测,2022年我国汽车销量将达到2000万辆,届时中国将超过美国成为全球汽车销量第一的国家。而我国粉末冶金汽车零件的主要制造企业有三十多家,且其主要生产的零部件为汽车所使用的一些轴承或者是小配件,总体呈现出还是处于相对来说较为低端的位置,而关于发动机或调速箱等关键部位的零部件则基本上是整体通过国外进口,同时随着全球经济一体化趋势的不断加速,我国粉末冶金企业毕竟面对国际化市场,这对我们来说既是机遇也是挑战。因此就需要我国粉末冶金企业把握机遇,迎难而上,主动积极的溶于国际化市场当中。

参考文献

[1]韩凤麟.粉末冶金零件与汽车工业[J].新材料产业,2007(11):31-38.

[2]杨伏良,甘卫平,陈招科.粉末粒度对高硅铝合金材料组织及性能的影响[J].材料科学与工艺,2006,14(3):268-271.

[3]印红羽,张华诚.粉末冶金模具设计手册[M].北京:机械工业出版社,2002.

[4]李祖德,李松林,赵慕岳.20世纪中、后期的粉末冶金新技术和新材料(1)――新工艺开发的回顾[J].粉末冶金材料科学与工程,2006,11(5):315-322.

[5]刘文海.铝合金新材料的发展动向[J].机械工业杂志,2007,291:160-162.

[6]黄培云.粉末冶金原理[M].北京:冶金工业出版社,1997.

冶金技术及其理论范文

关键词:有色金属冶炼废水处理研究现状展望

当前,有色金属的冶炼过程所排出的废水是的污染是非常严重的,已被列入高污染的领域中。其中,废水中重金属的污染是最为常见的,对环境以及人们的生活都造成了很大的困扰[1]。国家也针对有色金属行业的特殊性,制定并颁布了法规来治理废水的污染。所以,针对有色金属及其冶炼过程中产生的废水的水质特点,研究切实可行、成本低、便捷的废水处理方式,彻底解决当前有色金属冶炼过程中废水对环境和人们的影响,确保有色金属行业能良好的发展下去以及解决重金属废水的污染是非常关键的[2]。本文从有色金属在其冶炼过程中排放废水及废水的特点出发,对当前有色金属冶炼领域的污水处理的相关研究进行了统计,并以此为依据对其发展和趋势进行了展望。希望本文能对相关从业人员有所帮助。

一、冶炼过程中的废水

1.废水来源和性质

有色金属在其冶炼的过程中,冲洗液、冲渣水、烟气的净化水以及车间用水等都是废水的主要来源[3]有色金属的冶炼过程中,会用到多种冲洗液。包括各程序中多种酸的洗液、产生的废酸,颗粒清除的洗涤用水,硫酸环节的废液,点解过程的废液等都对车间排除水的污染有非常大的相关性。该过程中排出的各种废水在其理化性质上具有pH值低,重金属含量大的等特点火法冶炼过程中的冲渣水。在有色金属的火法冶炼过程中,需要对熔融态的残渣进行淬冷处理,这个过程通常是用水进行,相应的产生的废水也具有残渣颗粒多、重金属含量高以及水温度高的特点

冲洗过程带来的废水中也将烟气中的各种杂质都带到了废水中冶炼过程中车间冲洗产生的废水。在有色金属的冶炼过程中,需要用水对各种设备、车间地板、物料等进行冲洗处理。这个过程中设备表面所残留的各种原料和产物以及点解车间电解液的滴漏等情况都使得清洗用的废水中含有大量的重金属和酸性物质有色冶炼过程中设备冷却过程中的用水。这里主要是指冶炼过程中对炉窑等进行冷却的环节中所产生的废水。该废水由于仅作为循环用的冷却水,不会接触到设备的表面和原料,因此其除了温度较高外,基本上没有重金属、酸性等的污染。

2.废水的危害性[4]

首先,在有色金属冶炼过程所排出的废水中,主要的污染物可以说是重金属。其在废水中具有含量高的特点,而且其对周围的环境、动植物等有非常大的危害。例如当前报道的湖南的镉超标的毒大米等,从物种的角度会最终影响到整个环境及人类。

其次,有色金属在其冶炼过程中所产生和排除的废水,不经处理其中的重金属和强酸性都会对物种造成危害,包括植物的死亡以及动物的灭绝等,最终对人类造成危害。

再次,有色金属在其冶炼中所排除的废水中,还有着各用酸环节中带出的强酸性的污染物。需要对其进行严格的处理,否则最终会导致饮用水的pH的降低,对动植物的生存也造成极大的危害。此外,污水中的强酸性物质及其挥发造成的酸雨等会对各中建筑中的金属及墙体结构造成严重的破坏。

二、有色金属行业排放废水有效处理的研究状况

随着人们对环境保护的重视以及技术的提升,当前对于有色金属冶炼过程中排放的废水进行综合治理得到了人们广泛的重视。从企业到学校再到可以机构都会废水的处理展开了研究,并取得了很好的研究成果。本文以《中国知网》等电子资源,对2000年1月至2013年1月间有关有色冶炼过程排放废水的文章进行了查阅。共发现有300多篇相关的研究。从的时间上看,呈逐年增加的趋势。在2005年之前,研究相对较少,每年仅几篇相关的研究。但进入2010年后,研究论文呈几何倍数递增。这主要是人们对环境治理要求的增加以及当前出现的各种环境污染等问题引起的。

在当前的研究过程中,研究人员主要就“中和法”进行了大量的研究[5]。“中和法”的技术在其原理上主要是用石灰对废水进行中和处理,相关研究也从初期的一级、多级处理改进为当前的HDS改良方法。并以HDS技术为基础研究发开出了大量的综合性处理方法。从2005年开始,在有色金属废水的处理中,人们引入了膜法以及吸附法,并取得了很好的效果。由此,这两种方法也被大量的研究,并有着代替传统中和法的趋势。但是其固有的缺点限制了其应用的推广。其缺点主要是其使用过程中,吸附剂使用后需要进行再生,而再生环节非常频繁,这对吸附法的使用造成很大的影响。

三、有色金属冶炼过程产生废水的处理的发展趋势展望

随着人们对环境治理的重视和相关技术的提升,有色金属冶炼过程所排除的废水在其处理过程的相关研究在当前有了新的趋势[6]。

1.高技术含量的处理方法及联合处理方法代替传统的处理方法

当前,在有色金属冶炼行业中,对于排放废水的处理通常以传统的一级或者多级的“中和法”进行。该废水处理方式具有操作简便、成本小等的优点,但在处理的过程中也存在着沉淀难处理、工艺处理结果变化大等问题。基于上述废水处理中存在的问题,对“中和法”进行改进,并研究开发出了很多效果好的处理方法。

案例:某锌业股份有限公司采用高浓度泥浆法(HDS)对排放污水中的酸性污染物进行处理。

该公司对于冶炼过程中制酸环节所排出的废水中的酸性污染物进行环保处理。当前,该冶炼工段的废水中强酸性物的生产为80m3/h,其中硫酸的含量为2%,浓度约为20g/L;而且重金属含量也严重超标,Zn离子的含量高达1600mg/L,Cd离子的含量高达400mg/L,Pb离子的含量高达500mg/L,As离子的含量高达1500mg/L。从这个检查结果看,该冶炼过程排出的废水属于严重的重金属超标和强酸性污染水。利用改进型的处理工艺:高浓度的泥浆法(HDS)+铁盐,对废水进行处理。该废水的处理过程中,总的投资成本为1200万元人民币,每天可处理污水2000吨,此过程中每立方污染废水的处理成本仅3.96元。该强酸高重金属的废水经改工艺处理后,水质完全符合《污水综合排放标准》GB8978-1996)的标准。

2.从过去传统的污染废水的处理向当前重金属的回收和水的重复利用转化

在当前的有色金属冶炼行业中,对于强酸及重金属超标的污染废水,企业在处理过程中通常是采用传统的一级或者多级的石灰中和法进行处理,进而到达国家规定的标准后进行排放处理。在企业的废水的处理过程中,每吨的成本也较高,重金属离子经处理后会以沉淀的形式随着废水排除,这样的处理方式,使得废水中的重金属无法得到回收利用,相当一部分的重金属都这样被浪费掉,进而对环境也造成了严重的影响。当前,人们认识到环境保护的重要性以及潜在的重金属回收的价值,开始对废水中的重金属回收进行了大量的研究,也成为了为了研究的方向之一。

当前的新技术-膜分离在使用过程中不仅能够将重金属离子回收,对废水处理后能完全达到国家对于污水排放的要求。当前的研究结果表明,膜分离技术能有效的对重金属离子进行截留,当前的研究的截留效果高于百分之八十五,相比与传统的常规处理方式,截留效果能提升五个百分点。同时,膜分离技术的处理工艺过程可以实现自动化,这样就使得对于处理工艺的维护等非常的便捷。此外,膜分离技术进行污水处理,占用的场地是传统方法的三分之一。杨晓松等在其研究过程中对于韶关冶炼厂的膜分离技术进行了研究。该厂当前使用的废水处理方式为具有超滤和纳滤功能的膜分离技术的结合,在实际的应用过程中,有着非常好的废水处理效果。采用该复合膜分离技术后,这个水处理的过程的脱盐率超过了百分之八十以上,水经过处理后满足了工业上循环用水的标准。该标准为Ca2+离子浓度小于100mg/L,F-离子浓度小于10mg/L,SO42-离子浓度小于100mg/L,溶液的电导率小于250μs/cm,Pb2+离子浓度小于0.05mg/L,Zn2+离子浓度小于0.05mg/L,Cd2+离子浓度小于0.005mg/L。废水经过双层膜分离技术处理后,重金属离子的浓度也得到了极大的降低,也完全满足了国家污水排放的要求。其中超滤膜分离过程水的产出率高于百分之九十,纳滤膜分离过程水的产出率大于百分之七十五,污水处理过程的总水的产出回收率大于百分之六十五。该水处理工艺的成本价格为4元每吨。

常皓等人在其研究研究中采用复合吸附法进行近身离子的吸附,结果表明在金属离子的富集过程中,采用有效的“生物制剂A配位+二段水解+深度脱钙”的工艺。该工艺能实现重金属离子例如Zn2+离子浓度、Cu2+离子浓度等到达国家用水标准。Pb2+离子浓度可控制在0.05mg/L,Cd2+离子浓度控制在0.05mg/L,也非常接近国家水质的标准。王勇等在其研究中对于铜冶炼中的废水进行了处理,结果表明向废水中加入一定量的硫酸铜,可以让废水中的砷离子转化为亚砷酸铜,进一步的就可以利用二氧化硫对其进行还原,最终可以得到三氧化二砷。该工艺技术过程在一定程度上完成了对含有砷的废水进行处理的目的。此外,对回收的残渣进行氧化反应就可以将硫酸铜进行回收处理,在很大程度上使得硫酸铜可以在改技术工艺过程中进行循环使用。

四、结语

综上所述,当前对于有色金属冶炼过程中排放的废水的有效处理的研究呈逐年增加的趋势。且从研究的重点来看,除了传统的“中和法”工艺技术的改进,也出现了新的膜法和其他技术。这些研究开发的综合性技术在当前的废水处理过程中发挥了重要的作用。从相关研究的重点上也能够看出,未来有色冶炼废水研究的趋势是将传统的“中和法”进行改进以及开发综合型处理工艺。此外,当前很多研究也集中在从过去废水的处理向重金属的回收以及水的重复利用的方向转化的趋势。相信随着研究的进一步深入,我们的有色金属冶炼领域所产生的废水,将得到有效的控制,并能进一步的提升行业的利润空间。

参考文献

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