关于钢铁厂水中氯离子来源、去向以及处理方法的探讨

水被认为是最重要的资源，且我国人均水资源占有率排在世界末段，属于贫水国家，水对于钢铁厂来说，是工业的血液，没有水就不能生产，所以节约用水是钢铁企业的社会责任。氯离子是水中最为常见的一种阴离子，它是导致水质腐蚀性的主要因素，且氯离子容易在应力集中处富集，引起电化学腐蚀，对碳钢及不锈钢材质的设备造成损坏，严重时引起生产事故。根据《GB-T50050-2017-工业循环水处理设计规范》要求，循环水中氯离子含量控制在1000mg/L以内，并配合缓蚀剂，以保证循环水系统稳定运行。

一、氯离子的来源及去向

（一）生产补水中的氯离子

钢铁厂是用水大户，循环水系统每小时都需要补充生产新水，因冷却塔蒸发的是纯水，氯离子留在了系统中，需要排放部分循环水并补充生产新水，保证水质在标准范围内。钢铁厂每天需要补充新水80000吨，新水中氯离子含量在40mg/L左右，因此每天补充到系统中的氯离子在3.2吨。这些氯离子随循环水排水进入排水系统。

（二）矿石中的氯离子

钢铁厂每天需要消耗铁矿石、焦炭和煤，经过球团、烧结、炼铁、炼钢、轧钢冶炼钢材。在冶炼过程中，因矿石、焦炭和煤中含有各种盐类如氯化钾、氯化钠等，这些氯离子随烟气进入除尘系统，其中烧结过程氯离子一部分进入除尘灰中，另一部分进入脱硫水系统中，炼铁过程氯离子一部分进入除尘灰中，另一部分进入煤气中，随煤气水封疏水进入排水系统。钢铁厂每天消耗铁矿石37000吨、焦炭11000吨、煤5000吨，每天进入钢铁厂系统中氯离子38.9吨，其中进入水中氯离子6.8吨/天，剩余的氯在系统中循环。

（三）氯离子去向

氯离子进入水中共10吨/天，每天排水量25000吨，排水中氯离子含量400mg/L，因氯离子只与银离子产生沉淀，处理成本高，工业生产上主要采用膜处理法，但是会产生一定量的浓盐水。我公司排水全部进入污水处理厂，经过预处理和深度处理，生产中水、软水再次回用，同时产生3000吨/天的浓盐水，氯离子含量2400mg/L，氯离子7.2吨/天，其余2.8吨/天的氯继续回到循环水系统。

二、高氯废水在钢铁厂中的使用及处理方法

（一）在废水零排放的要求下，产生的浓盐水只能内部循环，不能外排。因我公司属于全流程钢铁厂，经过研究及对标，浓盐水主要做为炼铁冲渣和炼钢焖渣的部分补水。但水渣和钢渣做为下一道工艺的原料，对氯离子的含量也有严格的要求。因此为保证水渣、钢渣氯离子合格，增加料场洒水和混料用水，保证了浓盐水全部消耗。但是也造成了钢铁厂的氯离子只有进没有出，氯离子在系统中越聚越多，最终会对设备产生严重影响。

（二）降低氯离子方法

从源头上降低氯离子进入钢铁厂需要从矿石及水着手，但是矿石资源品位或者质量参数中均不涉及氯含量要求，而水是重要的资源，用什么水，用多少水，怎么用水钢铁没有话语权，因此为了降低氯离子的进入，可以在雨季时大量收集雨水，雨水是由蒸气凝结而成的，水中离子包括氯离子含量低，因此我公司特别重视下雨期间雨水的收集，在各低洼处安装设备，铺设管路，将雨水统一收集起来，做为污水处理厂原水，经过几年的总结，每年平均收集雨水量50万吨，且雨季期间，循环水排水的氯离子降低至300mg/L，但雨水收集与天气直接相关，且雨季过后，氯离子还会升高，雨水收集只是治标不治本的方法。

（三）氯离子处理

由于膜处理法只是氯离子的转移，并不能将氯离子固体化，所以氯离子的处理比较现实的一条出路就是蒸发结晶。但蒸发结晶同样面临成本问题，要想使蒸发结晶器稳定运行，需要对高氯废水进行软化除硬、降低悬浮物和降低COD、氨氮等的预处理，再加上蒸发结晶需要消耗大量的蒸汽或电能，吨水处理成本在100元左右，处理成本高，初期投资费用大且在钢铁厂中没有先例，只有部分电厂为达到零排放使用。而且结晶后的盐类属于杂盐，如果要资源化利用，就需要对杂盐精制处理，制成工业等级的氯化钾和氯化钠，又会增加成本。在钢铁行业激烈竞争以及进入微利时期的情况下，氯离子的处理会对生产经营产生承担更大负担。

三、结论

（1）钢铁厂中氯离子来源主要为铁矿石、焦炭和煤等矿石中以及生产新水补充水中带来，并且由于废水零排放和大气治理，氯离子在钢铁厂中没有外排出口，只能在系统中循环，当富集到一定程度后会对钢铁厂的生产经营产生严重影响。

（2）氯离子处理的一条出路是蒸发结晶，但钢铁厂废水由于成分复杂，蒸发结晶预处理难度大，蒸发结晶器的稳定运行风险大，需要科研机构和专家对氯离子进行研究，找到其他处理方法解决氯离子处理问题。

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