铜铅锌冶炼厂环境污染治理及其技术对策.pdf

第5 2 卷第1 期 2000 年2 月 有色金属 N O N F E R R O U SM E ，r A L S V 0 1 ．5 2 。N o ．1 F e b r u a r y2000 铜铅锌冶炼厂环境污染治理及其技术对策 杨晓松1 ，殷志伟2 ，许国强2 1 ．北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 ；2 ．湖南有色金属研究所，长沙4 1 0 0 15 摘 要本文论述有色行业环境污染现状，存在问题和与国外在技术上的差距。阐述“十五”期间铜铅锌冶炼企业应重 点研究的污染治理问题及目标预测。提出。重点攻关，建立示范．逐步推广”的环保技术对策。 关键词有色金属；污染治理；技术对策 中图分类号X 7 5 8 文献标识码A文章编号1 0 0 1 - 0 2 1 1 2 0 0 0 0 1 0 0 9 4 - 0 3 1有色行业污染现状和存在问题 1 ．1 有色行业仍为“三废”污染的大户 据1 9 9 7 年度的统计资料当年有色企业工业 废水排放量为3 ．9 亿t ，占全国工业废水排放总量 的1 ．7 1 ％，有色行业废气排放量为3 7 7 8 亿m 3 ，其中 S O ，为5 3 ．8 万t ，占全国S O 排放量的2 ．9 ％；有色行 业固体废弃物产生量为7 7 2 1 万t ，占全国的7 ．2 ％； 固体废弃物累积储存量达1 6 ．8 2 亿t ，占地面积8 5 1 3 ．5 9 万I l l 2 。随着工业废水带到环境中的有害物质汞 年排放量为6 ．8 6 t ，镉9 3 ．0 2 t ，铅2 8 6 ．2 4 t ，砷1 5 9 ．1 2 t 。 此外还有5 6 4 ．5 0 t 铜、2 0 0 5 ．4 0 t 锌等有价金属随着废 水排人环境中。有色行业中铜铅锌重有色冶炼企业 的工业废水排放量为1 ．9 5 亿t ，占有色行业的5 0 ％； 工业废气排放量为7 4 7 亿m 3 ，占有色行业的2 0 ％； S 0 ，的排放量为4 3 ．7 万t ，占有色行业的8 1 ．3 ％。可 见，有色行业是我国产生“三废”污染的大户，其 中尤以铜铅锌企业为甚。 表l1 9 9 0 - 1 9 9 7 年有色金属产量和“三废”排放量 1 ．2存在一些典型污染物且情况较严重 在工业废气方面，虽然重金属重冶炼高浓度S O 回 收装置已基本配齐，大中型直属企业进厂原料硫利用 率逐年有所提高，但1 9 9 7 年仅达到7 7 ．5 2 ％，主要 收稿日期1 9 9 9 一l l 1 9 作者简介杨晓松 1 9 6 5 一 。男，黑龙江齐齐哈尔人，硕 士．高级工程师 是由于以铅烧结烟气为代表的低浓度S O ，未能综合 利用，每年铜铅锌企业S O ，外排量仍达4 3 ．7 万t ， 相当于可制硫酸6 5 万t ；其次，有色行业烟尘、粉 尘的排放情况与往年相比虽有所改善，但在铜镍 铅锌企业中仍处于净化效率低、严重影响环境空 气质量的状况。 在工业废水方面，虽然废水复用率和达标率逐 年提高．1 9 9 7 年仅达到7 2 ．8 5 ％，与国家要求的复用 率在8 5 ％以上的水平差距较大，同时根据最新的 企业上报环境监测数据统计T 业废水中一、二类 污染物存在排放量增加的趋势，其中六价铬、汞及 二类有机污染物排放量明显增加；在浓度指标方 面，总铅、总镍、挥发酚超标程度加剧。企业采 用一些老、旧、低效的处理工艺和设备是造成上述 现象的主要因素。 在工业固体废弃物方面，固废综合利用率没有 大的提高，1 9 9 7 年为7 ．9 6 ％，但与全国的平均3 0 ％相 比差距很大。根据国家环保局在全国开展的首次工 业固体废弃物申报登记工作的统计结果有色行业 位于全国产生固体废物的1 0 个最多行业之列，其 中有色金属冶炼及压延加工业、有色金属矿采选业 分列产生危险废物最多的1 0 个行业中的第2 、3 位。 表21 9 9 0 ～1 9 9 7 年主要“三废”治理技术指标 年份 1 9 9 0 废水复用率 ％6 8 ．1 06 8 ．66 6 ．9 17 2 ．8 5 废水达标率 ％ 7 1 ．4 9“．6 96 0 ．3 27 0 ．4 6 重冶S 0 2 利用率 ％ 6 3 ．5 16 9 ．5 87 1 ．7 07 7 ．5 2 固体废物综合利用率 ％ 6 ．0 88 ．8 67 ．9 87 ．9 6 1 ．3 有色行业的发展将受环境的制约 随着国民经济的发展，有色金属产量增加．所 需资源、能源消耗量会随之增加。这将对环境造成 万方数据 第1 期杨晓松等铜铅锌冶炼厂环境污染治理及其技术对策9 5 极大的压力。根据宏观综合排放系数法计算预测， 到2 0 0 5 年如有色金属产量保持6 0 0 万t ，废水排放 量将达4 0 0 5 0 万t ，S O ，排放量6 0 万t ，固体废物产 生量8 5 0 0 万t ，粉尘排放量1 3 万t 。如果不尽快解 决目前有色行业技术装备总体水平落后、能源结构 不合理、工业污染控制技术水平低的局面，有色 行业的环境污染问题将更加突出，从而严重制约 有色行业的发展。 2 技术改造和提高环保科技水平是必 由之路 2 ．1 研究目标及指导思想 我国有色总体技术装备水平还较低，特别是环 保技术水平与国外相比差距较大，只有从发展环保 科技入手、开展环境综合治理技术的研究，进行生 产工艺、设备的改造，才能降低生产能耗、减少污 染、做到增产不增污。 在“十五”期间，重点攻克铜铅锌企业环境污 染的关键性技术，选择生产工艺、设备有代表性的 企业，通过建立示范工厂，对其在工业生产过程中 产生的废水、废气和固体废弃物的综合治理技术进 行攻关研究，并通过将科技攻关成果在工业生产中 应用，使示范工厂的环境污染得到全面治理，环境 质量得到显著改善，并使示范工厂所在区域环境质 量得到大幅度提高。以点带面，推动全局，带动和 推动有色行业环境污染综合治理技术的发展，形成 系统完整的“三废”治理和综合利用技术和开发相 关的配套设备，为大幅度提高有色资源综合利用水 平和环境质量水平、实现经济与环境的可持续发展 作出贡献。 2 ．2 研究内容和预期指标 根据有色行业环境综合治理技术现状和国外先 进企业环境综合治理发展趋势，选择一二家工艺技 术水平有行业代表性且对区域环境质量影响显著的 铜铅锌冶炼企业作为示范工厂进行环境综合治理技 术攻关，以低浓度S O 烟气和冶炼重金属废水为 主要研究对象，通过攻关，找到治理低浓度S O 烟气和处理回用重金属废水的新技术并在示范工厂 实施工业化。 1 研究从冶炼低浓度S 0 废气中制酸、制 备液体S o z 和生产硫磺产品等技术及其产业化， 开发S 0 2 排放监测系统；研究旋风脉冲静电复合 除尘器，同等条件下，除尘效率比旋风除尘器提高 2 0 ％～3 0 ％，出口含尘浓度比电旋风器减低 2 0 ％～3 0 ％；研究高浓度大气量氮氧化物治理技 术，将N O 的氧化度提高到7 0 ％左右，使N O 的 吸收率达9 7 ％～9 9 ％。 2 研究重金属废水处理药剂、新型环保 材料、自动化和检测配套等废水深度处理或回用技 术，使处理后的水质达到严格排放或回用的要求。 废水资源化逐步向区域化、定型化、高效、节能、 经济等方面发展，废水回用率达到9 0 ％以上。 3 研究砷渣处置和砷产品开发。我国每年 进人有色企业量达4 0 0 0t ，而堆存待处理的含砷 中间物料近1 0 万t 。从炼前脱硫，含砷中间产品回 收利用．含砷废物处理到砷品的深度开发，是砷综合 利用和消除污染的重要途径。 3国内外研究概况及发展趋势 3 ．1 国外研究概况及发展趋势 国外发达国家从6 0 年代就开始对环境综合治 理的对策研究，在有色工业“三废”治理与综合利 用方面取得了明显的成果。在冶炼烟气治理方面， 口美等国采用非稳态氧化制酸技术和排烟脱硫技术 处理低浓度S O 烟气已成功应用于工业实践并在 西方国家工厂广泛推广应用，铜铅锌企业的硫的利 用率在9 5 ％以上，二氧化硫污染得到了控制，基 本消除了酸雨危害。在含重金属废水治理方面，发 达国家十分重视水的回用，一般回用率在9 0 ％以 上，有的已实现“零”排放。如前苏联从1 9 7 0 年 起制定和设计的选矿工艺流程全部利用回水．1 2 0 个有色企业的循环供水是利用工业废水，其中有6 2 个企业的循环水量已经达到总需水量的7 0 ％～9 7 ％， 2 2 个企业已停止排放工业废水，4 4 个企业已停止排 放未经净化的废水。在工业固体废弃物治理方面， 国外采用多种先进技术手段和途径进行综合利用， 目前国外发达国家有色工业冶炼渣综合利用率达到 了7 0 ％以上，尾矿综合利用率近2 5 ％。 发达国家的环保及“三废”治理研究的基本特 点和发展趋势是 1 发展和综合利用各种先进的处理技术 如膜分离浓缩技术，特效吸附与萃取技术，催化反 应技术。生物技术，各种水溶液的直接燃烧氧化技 术．电凝聚技术等。 2 将治理“三废”与综合利用，提高资源 综合利用率相结合，如利用低浓度含硫气体制取硫 磺；从固体废弃物中综合回收有用成分；废水处理 后回用等。 万方数据 有色金属第5 2 卷 3 环境治理社会化即改变企业封闭、孤立的 “三废”治理模式为全社会统筹安排的治理模式 ．如甲企业外排的废酸，用于乙企业做生产原材料， 使社会大生产变为一个无害的循环体系。 4 改造现有生产工艺，研究与发展清洁生 产工艺，从治本的角度解决工业生产对环境的污 染。 5 研究各种高灵敏的微量元素快速分析检 测技术及在线检测控制系统。 3 ．2 国内研究概况和技术上的主要差距 据国家有色工业局1 9 9 8 年1 2 月对8 8 个直属 有色企业工业污染情况调查资料表明按国家现行 工业污染源排放标准，达标排放的仅有2 0 个，占 调查总数的2 2 ．7 ％；废水废气两项都超标的有2 4 个，占调查总数的2 7 ．2 7 ％；废水超标废气不超标的 有9 个，占1 0 ．2 3 ％；废气超标废水不超标的有3 5 个．占3 9 ．7 7 ％，环境污染仍相当严重。 根据对铜、铅、锌、铝、镍等5 9 个企业的调 查，污染控制技术属于最佳实用技术的占3 0 ．5 ％， 属一般可行技术的占2 7 ％，属一般不可行技术占 4 2 ．4 ％，与国外相比存在较大的差距。 冶炼烟气中主要污染物为S O ，在有色冶金企 业中．高浓度二氧化硫烟气的治理和硫资源的综合 利用技术比较成熟，进厂原料中硫平均利用率为 7 6 ％。主要差距在于低浓度的S 0 未能得到利 用，有色企业因此排人大气中的S O 每年高达5 3 ．4 万t 。在治理和有效利用低浓度S O 的方面，国内 也探讨了许多方法，如K Y A 法从S O 烟气中制备 液体S O z ；低浓度S O z 制酸技术的开发与应用；用 还原法以低浓度S O 生产硫磺产品等。但研究成 果尚未得到工业应用，因此低浓度S 0 z 治理与综 合利用技术急待攻关解决。 有色企业多采用传统的石灰中和法进行处理酸 性废水，缺点是石灰投加量大、能耗高、中和后 沉泥量大，效果不理想。此外，处理设备陈旧、自 动化控制技术落后等也是造成达标率低的原因。国 外发达国家工业水重复利用率在9 0 ％以上，而我国 有色行业仅达到7 2 ．8 4 ％。因此，有必要开发新型 水处理药剂、环保材料和设备，使废水处理达标率 和复用率大幅度提高。 可见。我国的有色行业，特别是铜铅锌冶炼行 业在清洁生产工艺的实施、“三废”治理、资源综 合利用等方面与国外有较大的差距，主要表现为缺 乏相关技术和与之配套的设备。 4结论 1 有色行业“三废”污染近年来虽然得一 了一定控制，但形势仍相当严峻。铜铅锌企业的 “三废”污染是“重中之重”。 2 铜铅锌冶炼企业存在的主要环境问题是 低浓度S 0 z 的治理及有效利用、高浓度大气量N O ， 的治理和废水深度处理及资源化问题。 3 对有色行业，特别是铜铅锌冶炼行业进 行技术改造和提高环保技术水平是降低污染、减少污 染，做到增产不增污的根本途径。 E N ⅥR o N M E N Tp o L I r n o NC o N T R o LA N DT E C H N I C A L M E A S U R E SF O RS 1 [ E IT E R So FC o P P E R ．L E A DA N DZ 矾C Y A N GX i a o s o n 9 1 ，Y I NZ h i w e i 2 ．X UG u o q i a m f r 1 ．B d j i n gG e n e r a lR d 既矾呐I n s t i t u t eo fM i n i n g ＆M e t a l l u r 缈, ，B e i j i n g1 0 0 0 4 4 ； 2 ．R e s e c z c hI n s t i t u t eo fN o n f e r r t m sM e t a l s , C m g s h a4 1 0 0 1 5 A B S ’l 。R A C ’l 。 T h ep a p e rd i s c u s s e st h ee n v i r o n m e n tp o l l u t i o ns i t u a t i o n ，p r o b l e m sa n dt h ed i f f e r e n c ec o m p a r i n gw i t hf o r - e i g nt e c h n i q u ei nn o n f e r r o u si n d u s t r y ．I ts e t sf o r t hp r o b l e m so fp o l l u t i o nc o n t r o la n do b j e c t f o r e c a s tt h a t s m e l t e re n t e r p r i s e so fc o p p e r ，l e a da n dz i n cs h o u l ds t u d yc h i e f l yd u r i n gT e n t hF i v e - y e a rP l a n ．A n dt h e c o r r e s p o n d i n gt e c h n i c a lm e a s u r e so ne n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na r ea d v a n c e d ． K E YW O R D Sn o n f e r r o u sm e t a l ；p o l l u t i o nc o n t r o l ；t e c h n i c a lm e a s u r e s 万方数据