稀土磁盘在热轧浊环水处理中的应用

第卷第期稀有金属材料与工程Vol.,No.年月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERING_______________________________收到初稿日期：；收到修改稿日期：作者简介：周玉川，男，1982年生，硕士，助理工程师，西北有色金属研究院西部钛业有限责任公司，陕西西安710102，电话：[phone]转8052稀土磁盘在热轧浊环水处理中的应用周玉川，李鹏，范晗，徐志辉、张鹏（西部钛业有限责任公司，陕西西安710102)摘要:西部钛业板带厂2800mm热轧机组是参照钢厂中厚板生产线进行设计的，在完成钛板生产任务后仍然富有20万吨钢板的产能。在轧钢过程中正常用水量为600m3/h，并且水中含有大量的氧化铁皮、钛及其氧化物、油和油泥，如不处理极易造成喷管堵塞，水处理设施失效，水质恶化。不仅对轧机冷却和钢板表面质量有很大影响，而且对于钛板等有色金属的生产有着严重的危害。西部钛业板带厂采用稀土磁盘分离净化技术进行废水处理，相对于传统的沉淀过滤法、化学除油法，该净化处理系统工艺简单、投资成本低、运行费用小、效果更明显，能够满足钛板、钢板的生产要求。关键词:热轧浊环水、稀土磁盘、净化处理中图法分类号：TG文献标识码：A文章编号：轧钢废水是指轧钢过程中直接冷却轧辊、辊道、轧件等时产生的污水。在轧制和检修过程中，大量的氧化铁皮、润滑油、液压油及其它一些杂质进入水体，造成水体污染。如果直接循环使用，严重影响板材的表面质量。因此，须进行净化处理，以达到重复使用的目的。对于循环用水主要有两项指标：悬浮物≤30mg/L，油≤5mg/L[1]。目前，国内大多数钢厂采用沉淀、去油、过滤等方法使水得到净化而循环利用，由于经沉淀隔油处理后水仍含有大量油和氧化铁皮，不能满足使用要求，必须定期排放，并补充新水，以降低水中杂质含量。但是，轧钢废水的排放不仅污染环境，而且给企业带来较大的经济损失。对西部钛业于板带厂2800mm热轧生产线来讲，轧钢废水每小时可达600m3/h，必须循环使用，否则用水成本太高。1热轧浊环水水质特点分析对于我公司的生产情况，轧浊环水中不仅含有大量的的氧化铁皮，还必然含有一定量的钛及其氧化物颗粒。因此，必须经添加絮凝剂，与氧化铁皮结合在一起后，才能通过磁体吸附。粒径在100um以下的氧化铁皮具有很强的吸附性，微观为多孔结构、表面粗糙（越微细比表面积越大），比重在4g/cm3，带正电荷，悬浮于水中，随水流、泵作用而成紊动状态；粒径在100um以下的油带负电荷，比重是0.8g/cm3，与带正电的氧化铁皮结合后，形成油泥；油泥的比重在1g/cm3时，在水中极难沉淀和上浮。油泥占整个有污染的30%左右，乳化油、分散油、溶解油占10%左右，需加絮凝剂去除。大部分的污染油以浮油的形式存在，占60%左右，可通过浮油回收机去除。2传统处理工艺法2.1沉淀过滤法水中的固体颗粒依靠重力作用沉淀，或者水中的固体颗粒受到滤料的吸附和机械阻留作用被截留从水中分离出来。油类则依靠浮力上升至水面被分离出来或被滤料截留分离。传统工艺不适用热轧中板、薄板浊环水处理，它无法解决污水脱色问题，造成系统水质差，影响轧钢设备运行和产品质量。2.2化学除油法化学除油工艺是在传统沉淀工艺方法上的改进，初沉采用旋流井沉淀后，在化学除油器前通过投加混凝剂和油絮凝剂，使废水中的油类和固体悬浮物絮凝后沉淀在化学除油器中的斜管里，化学除油器里的污泥靠自重定期排出，然后加药和石灰上板框压滤机脱水。但是化学除油法药剂投加量大，运行成本高，处理1吨水需0.043元。另外，化学除油器内斜管和污泥处理系统都容易堵塞[2]。3稀土磁盘分离净化技术3.1设备原理及特点稀土磁盘利用稀土钕铁硼永磁材料，通过稀土磁盘的聚磁组合，实现工作空间的高磁场强度和高磁场梯度，使轧钢废水中铁磁性物质微粒及絮凝吸附在其上的非磁性物质微粒和油渣，在磁场力作用下，克服流体阻力和微粒重力等外力，产生快速定向运动，吸附在稀土磁盘表面，从而将废水中的悬浮物和油吸附分离出来，再通过隔磁卸渣装置将稀土磁盘表面的吸附物卸下，刨入螺旋槽，经非稀有金属材料与工程29卷2磁性的输渣装置输出，从而实现轧钢废水的净化和循环使用[3]。3.2稀土磁盘净化废水工艺流程（见图1）轧钢废水经冲渣沟流入旋流井，500μ以上的氧化铁皮沉积于旋流井井底，通过抓斗取出。在旋流井中投入聚丙烯酰胺以加快磁性团的形成和加快沉淀速度，初步沉淀后的废水通过提升泵组送往管道混合器，在混合器中通过投药装置加入聚合氯化铝，使药剂充分混合。在旋流井中增设圆盘式除油机，去除水中浮油，可减轻下一级处理装置的负荷，减少药品的投放量（主要用于初期调试和设备检修阶段）。在输送管道中经过30s的反应，聚合氯化铝使非铁磁性物质和油类与铁磁性物质产生絮凝。反应后轧钢废水进入稀土磁盘分离净化设备，利用高强永磁将废水中的絮团悬浮物打捞分离出来。经稀土磁盘分离出来的泥浆，排至磁力压榨脱水机，进行连续脱水。一般情况下，稀土磁盘分离的磁性泥渣含水率在60～90％，脱水后其含水率可降至30％。经稀土磁盘处理后的水进入浊环热水调节池，调节池出水口安装漂浮式圆盘除油机，以打捞热轧浊环水表面的浮油。再经提升泵组将处理后的水送至冷却水塔进行冷却，降温后轧钢废水即可循环使用。图1稀土磁盘净化废水工艺流程Char1TechnologicalprocessofREmagnet-disc3.3热轧浊环水处理效果稀土磁盘机经过调试和完善，出水水质良好，设备运行正常，并进行了水质情况检测。检测数据详见表1。表1轧钢废水处理对比表Table1Waterqualityanalysisofsteelrolling悬浮物mg/L油mg/L处理前500~100040~100处理后25~305~8图2稀土磁盘进水Chart2inletwaterofREmagnet-disc图3稀土磁盘处理后出水Chart3outletwaterofREmagnet-disc4结语采用稀土磁盘净化处理的热轧浊环水悬浮物及油含量都控制在相当低的水平，完全能够满足钛板、钢板的生产需要。而且稀土磁盘净化系统管理简单，不受水量、水质变化影响、运行费用低，药剂添加量仅为化学除油法的1/4。磁力压榨脱水机分离出来的磁性铁渣、以及除油机打捞的废油都可以回收利用，为企业节能增收。参考文献[1]付国军.应用稀土磁盘高效净化轧钢含油废水的工艺技术探讨[J].企业技术开发，2010,29(9):27-28[2]张林军.化学除油器与稀土磁盘在轧钢废水处理中应用的综合分析[J].能源与环境，2009：8-10[3]倪明亮,汤志钢,葛加坤.稀土磁盘分离净化设备:中国，CN00222525.5.2000-03-20.