Очистка сточных вод предприятий алюминиевой промышленности

12.06.2014 | Автор: Mihail Maikl

Производство алюминия разделяется на два этапа: получение глинозема и извлечение металлического алюминия методом электролиза глинозема в расплавленных фтористых солях.

Способы и технология получения глинозема зависят от вида и состава, исходных алюминий содержащих руд: бокситов, нефелинов, алунитов. Во всех случаях предусмотрены дробление и размол руды, выщелачивание из нее глинозема в раствор, осаждение из него гидроокиси алюминия, фильтрация и выпаривание раствора, кальцинация (прокаливание) осадка.

Наряду с технологическими цехами в состав глиноземных заводов входят также крупные объекты вспомогательного назначения: ТЭЦ или котельная, мазутное хозяйство, компрессорная станция, ремонтный цех и др.

Отходами глиноземного производства являются шламы, которые используются в качестве сырья для получения цемента и других строительных материалов или складируются в шламонакопителях.

Продукция электродного производства (катодные угольные и углеграфитовые блоки, азектроды и др.) потребляется самим предприятием для процесса электролиза.

При производстве криолита получают, кроме того, плавиковую кислоту, фтористый алюминий и фтористый натрий. Отходом производства является гипс, направляемый системой гидротранспортирования в шламонакопители.

Удельные нормы водоотведения производственных сточных вод составляют, усреднено: для глиноземного производства на 1 т глинозема — 240 м3 (нефелиновое сырье) и 190 м3 (бокситовое сырье); для собственно алюминиевого завода 140 м3 на 1 т литья; для электродного производства — 100 м3 на 1 т продукции; для криолитового производства — 110 м3 на 1 т фтористых солей.

Охлаждающие сточные воды предприятий алюминиевой промышленности могут быть разделены наследующие две основные группы:

• от охлаждения оборудования в закрытом кошуре без прямого контакта с атмосферой и продуктом охлаждения. Загрязнения практически отсутствуют. Температура воды на 10-15 °С выше температуры исходной охлаждающей воды;

■ от охлаждения открытых нагретых поверхностей орошением (например, холодильники печей спекания и кальцинации). Вода содержит взвешенные вещества; ее температура на 15-25 °С выше температуры исходной воды.

Дождевые сточные воды, отводимые с территории предприятий алюминиевой промышленности, содержат взвешенные вещества, нефть и масло до 10- 15 г/дм3, а также некоторые продукты производства (NaOH, хлориды, фтористые соли).

Все кислые воды можно обрабатывать в следующем порядке: нейтрализация, осаждение и коагуляция, отстаивание в осветлителях типа «Циркулятор» и «Тур — боциркулятор». Концентрация осадка и скорость отстаивания значительно изменяются в зависимости от состава осадка: А)203, А1(ОН)3, CaF2, С и тд. Незагрязненная вода от охлаждения оборудования не требует очистки.

Вода, содержащая механические примеси, очищается в горизонтальных отстойниках. Параметры отстойников определяются на основании данных о гидравлической крупности примесей. После отстаивания сточные воды в ряде случаев могут быть объединены в системе оборотного водоснабжения с незаг — рязненными водами.

По результатам обследований ВНИИводгео, на глиноземном заводе (работающем по способу Байера) кинетика выпадения взвешенных веществ из сточных вод отделений выщелачивания, обескремнивания, выпаривания и некоторых других характеризуется данными, приведенными в табл. 6.41.

Сточные воды, содержащие химические загрязнения, используются в оборотном водоснабжении в самостоятельном цикле, как правило, без очистки. При этом не требуется подпиточной воды, так как потери воды на градирнях

КИНЕТИКА ВЫПАДЕНИЯ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ ГЛИНОЗЕМНОГО ЗАВОДА

(высота столба жидкости 360 мм)

		Продолжительность отстаивания	Влажность
Сточные волы	Показатели	мин	ч	24 ч
		5	10	20	30	1	2	4	24	72	%
От отделений обескремнивания и выщелачивая гтя глиноземного чеха и ртутнопреобразовательной подстанции	Осадок, % объема воды Гидравлическая крупность, мм/с	0,01 1,2	0,02 0,6	0,03 0,3	0,03 0,2	0,04 0,1	0,06 0,05	0,07 0,025	0,07 0.004	0,07 0,001	95,3
От отделения обеекремпнвания и выпаривания глиноземного цеха	Осадок, % объема воды Гидравлическая крупность, мм/с	0,01 1,2	0,02 0,6	0,03 0,3	0,06 ОД	0,12 ‘ 0,1	0,2 0,05	0,26 0,025	0,35 0,004	0,35 0,001	97
От отделения выщелачивания и выпаривания глиноземного цеха, электродного, ремонтного цехов н цеха кальцинации, а также общий сток ТЭЦ	Осадок, % объема воды Гидравлическая крупность, мм/с	0,01 1,2	0,01 0,6	0,02 0,3	0,03 0,2	0,04 0,1	0.07 0,05	0,08 0,025	0,08 0,004	0,08 0,001	96,5
Со шламоотвала (подшламовая вода)	Осадок, % объема воды	0,01	0,02	0,03	0,03	0,04	0,04	0,06	0,075	0,075	96,7
	Г идравлическая крупность, мм/с	1,17	0,58	0,29	0.19	0,09	0,045	0,023	0,004	0,001	—
Шламовая пульпа	Объем шлама, % первоначального объема	92	83	67	56	35	28	24	17,5	16,5

580

компенсируются сконденсировавшимся паром. Концентрация растворенных примесей в таких системах не превышает 4 г/дм3.

Сточные воды от систем гидротранспортирования шлама перед повторным использованием требуют специальной очистки. В глиноземном производстве эти воды проходят в шламонакогоггели, ограждающие дамбы которых возводятся намывом самого осадка в процессе эксплуатации или отсыпаются из естественных фунтов. Ложе шламохранютшц и откосы ограждающих дамб защищаются противофштьтрационными экранами (полиэтиленовая пленка, асфальтополимербетон).

Вода после предварительного осветления используется в оборотном цикле систем гидротранспортироваїшя шлама и частично в производственном процессе для приготовления растворов, что позволяет экономить щелочь и AL. O.,, концентрация которых в сточных водах значительна.

Для оборотных систем гидротранспортирования качество воды не имеет существенного значения, и после осветления в ней могут содержаться остатсм — ные взвешенные вещества. При использовании осветленных сточных вод для

Таблица 6.42

характеристика шлама глиноземного производства

Показатели	Значение показателей загрязненных сточных вод
при применении бокситовой руды и способа	при примененни руд
Байера	спотання с дііффузиоіяшм выщелачиванием	Байера — спекания	нефелиновых	алунитовых
Удельное количество шлама, тна 1 т глинозема Гранулометрический состав Максимальная крупность частиц, мм Объемная масса, т/м3 Температура пульпы, °С: летом зимой (при разжижении до Т:Ж= 1:5) Содержание в подшламовой воде, кг на 1 т глинозема: Ка^О АІзОз Примечание. Над чертой л содержание частиц заданной кр	1—J,2 0.16-0.075 4; <0.075 96 0,3-0,5 3-3,6 60 40-45 3-9 3-£ риведен rpair упиости, % (ь	1,8-2 >5 21,6; 5-1 67,5; 1-0.5 6,7; 0.5-0.2 4,2 10 3- 3,5 45 30-32 4- 10 4-8 лометрический сс асс.1	2,1-2,2 >0.8 Ю; 0.8-0.2 40; 0.2-0.16 20; 0.16-0.075 30 0,8-1 3 36 16-20 2,5 3 став частиц ш	7 >0.2 5-10; 0.2-0.16 30-35; 0.16-0.075 40-50; 0.075 15-20 1 2,6-3 60 50-55 лама, мм, а по;	2,6 >0.16 10; 0,16-0.075 30; <0.075 60 1 2,8 50 32-55 7,5-8 4,5-4,8 і чертой —

подпитки других оборотных циклов и охлаждения оборудования содержание взвешенных веществ не должно превышать 50 мг/дм3.

Такое качество воды может быть достигнуто при многочасовом отстаивании ее в прудах (обычно не более 24 ч). Характеристика шлама, выпадающего из сточных вод глиноземного производства, приведена в табл. 6.42. Сточные воды систем гидротранспортирования шлама из отделения регенерации криолита, содержащие фтористый кальций, криолит и сульфаты, могут использоваться в оборотном цикле систем гидротранспортирования после частичного снижения содержания сульфатов. Это осуществляется по схеме, предусматривающей переохлаждение сточных вод, что возможно в зимний период б прудах с забором воды из-подо льда. При этом снижение содержания сульфатов достигает 50-60 %. Для той же цели можно использовать холодильные установки (проект Иркутского филиала ВАМИ). В районах с большим дефицитом влажности сточные воды направляются в пруды-испарители, рассчитанные на испарение жидкой фазы и накопление в пруде солей и механических примесей.

Шламовые стоки криолитного производства направляются в шламонакопи — тели, предусмотренные на заводе для складирования гипса. Осветленная в шламонакопителе вода используется в оборотном цикле систем гвдротранс — портирования гипса.

Рубрика: ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО