铜冶炼主要污染物排放强度趋势研究.pdf

7 0 有色金属 冶炼部分 h t t p H y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 9 年第5 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 - 7 5 4 5 ．2 0 1 9 ．0 5 ．0 1 6 铜冶炼主要污染物排放强度趋势研究 金尚勇1 ，夏翠宏2 ，张富林2 1 ．北京矿冶科技集团有限公司，北京1 0 0 1 6 0 ； 2 ．金川I 集团股份有限公司，甘肃金昌7 3 7 1 0 0 摘要介绍了我国铜冶炼主要污染治理技术现状，通过收集行业统计资料及环境统计数据，测算行业主 要污染物排放强度，研究其变化趋势，并与现有排污系数进行对比分析。可为铜冶炼污染防治及控制和 排污系数修订提供参考。 关键词铜冶炼；排放强度；趋势；排污系数 中图分类号X 7 5 8文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 9 0 5 0 0 7 0 0 3 S t u d yo nT r e n do fM a j o rP o l l u t a n tE m i s s i o nI n t e n s i t yf o rC o p p e rS m e l t i n g J I NS h a n g y o n 9 1 ，X I AC u i h o n 9 2 ，Z H A N GF u l i n 2 1 ．B G R I M MT e c h n o l o g yG r o u p ，B e i j i n g1 0 0 1 6 0 ，C h i n a ； 2 ．J i n c h u a nG r o u pC o ．，I 。t d ．，J i n c h a n g7 3 7 1 0 0 ，G a n s u 。C h i n a A b s t r a c t C u r r e n tm a i np o l l u t i o nt r e a t m e n tt e c h n o l o g yo fc o p p e rs m e l t i n gw a si n t r o d u c e d ．M a j o rp o l l u t a n t e m i s s i o ni n t e n s i t yw a sc a l c u l a t e db yc o l l e c t i o no fi n d u s t r ys t a t i s t i c sa n de n v i r o n m e n t a ls t a t i s t i c s ．T r e n do f p o l l u t a n te m i s s i o ni n t e n s i t yw a ss t u d i e d a n dc o m p a r e dw i t hc u r r e n td i s c h a r g i n gc o e f f i c i e n t ．T h e a c h i e v e m e n tc a np r o v i d er e f e r e n c ef o rp o l l u t i o np r e v e n t i o na n dc o n t r o la n dr e v i s i n go fp o l l u t i o nd i s c h a r g i n g c o e f f i c i e n to fc o p p e rs m e l t i n g ． K e yw o r d s c o p p e rs m e l t i n g ；e m i s s i o ni n t e n s i t y ；t r e n d ；p o l l u t i o nd i s c h a r g i n gc o e f f i c i e n t 2 0 1 6 年，我国精炼铜产量8 4 4 万t ，占世界总产 量的3 6 ％。近3 0 多年来，我国铜冶炼技术发展迅 速，已全面淘汰鼓风炉、反射炉和电炉等传统炼铜工 艺，铜冶炼工艺在工艺技术、装备、能耗、污染物排放 和资源利用方面，全面进入世界先进水平[ 1 ] 。国内 骨干铜冶炼企业通过科技攻关和技术改造，基本采 用引进消化并自主创新的闪速熔炼和富氧顶吹浸没 式熔炼、方圆氧气底吹熔炼、金峰炉双侧吹等富氧熔 池熔炼新技术。随着我国环境管理和环保标准日趋 严格，铜冶炼污染治理技术、企业环境管理水平也得 到大幅改进和提升。 收稿日期2 0 1 9 - 0 1 0 3 基金项目大气重污染成因与治理攻关项目 D Q G G 0 2 0 2 作者简介金尚勇 1 9 8 2 一 ，男，河南罗山人，硕士，高级工程师． 1铜冶炼污染治理技术 1 ．1 废气治理技术 铜冶炼主要废气污染物为原料制备工序的颗粒 物、冶炼炉窑产生的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物 等[ z ] 。铜冶炼废气颗粒物主要采用旋风除尘、湿法除 尘、袋式除尘、静电除尘等技术处理，其中旋风除尘一 般为预处理，其余除尘技术效率可达9 0 ％～9 9 ．5 ％， 颗粒物排放浓度可稳定控制在2 0 ～5 0m g ／L ，满足 铜、镍、钴工业污染物排放标准 G B 2 5 4 6 7 - - 2 0 1 0 要 求。近年来，部分重点地区开始执行特别排放限值， 企业开始引进更高效除尘技术，如西部某铜冶炼企业 万方数据 2 0 1 9 年第5 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 7 1 在制酸尾气、环境集烟脱硫设施后增加高效烧结板除 尘器进行二次除尘，但目前尚未建成投产，其除尘效 果尚需进一步验证。 2 0 1 0 年G B2 5 4 6 7 2 0 1 0 实施后，铜冶炼企业 制酸尾气、环境集烟等二氧化硫烟气基本配备了脱 硫设施，采用的脱硫技术主要包括石灰／石灰石一石 膏法、有机溶剂循环吸收法、金属氧化物吸收法、活 性焦吸附法、氨法、钠碱法、双碱法等[ 3 j ，脱硫效率一 般可达9 0 ％～9 5 ％，二氧化硫排放浓度基本可稳定 达到排放标准限值4 0 0m g ／m 3 的要求；在环境管理 规范情况下，甚至可稳定达到特别排放限值要求。 G B2 5 4 6 7 2 0 1 0 仅规定了氮氧化物的特别排 放限值。铜冶炼目前基本采用富氧熔炼，正常工况 下熔炼、吹炼烟气氮氧化物能够满足特别排放限值 要求，精炼由于通常采用天然气等燃料，烟气氮氧化 物难以满足特别排放限值要求。目前，铜冶炼烟气 尚无脱硝设施应用工程。 1 ．2 废水治理技术 铜冶炼生产废水主要包括污酸、酸性废水、一般 生产废水和初期雨水。污酸为制酸烟气净化工序产 生，主要污染物为废酸、C u 、P b 、A s 、C d 等重金属，通 常要求单独收集处理，普遍采用硫化法 石灰石／石 灰中和法、石灰中和 铁盐法处理H ，C u 、P b 、A s 、 C d 等重金属去除效率通常可达9 6 ％～9 8 ％。处理 后污酸后液进人后续酸性废水处理站进一步处理。 酸性废水主要来自湿法冶炼车间、生产厂区地 面冲洗、酸雾净化设施废水等，主要污染物为P b 、 A s 、H g 、C d 、C u 等重金属。通常采用石灰中和法、 高密度泥浆法 H D S 法 、石灰 铁盐 铝盐 法、硫 化法、生物制剂法、电化学法等处理，重金属去除效 率最高可达到9 9 ％，出水能够满足G B2 5 4 6 7 2 0 1 0 和城市污水再生利用工业用水水质 G B ／T 1 9 9 2 3 2 0 0 5 要求。对于回用水质有更高要求或地 方环境质量有更严格要求的 如要求达到地表水环 境质量标准 ，企业一般采用膜分离法、吸附法进行 深度处理，出水可达到地表水环境质量标准，浓水回 用于火法冶炼冲渣。 铜冶炼业通常建有初期雨水池，对前1 5m m 降 雨进行收集后直接回用或与酸性废水合并处理后 回用。 一般生产废水主要为循环冷却排污水，主要含 有盐类等，属清净下水，为大多铜冶炼企业唯一外排 的生产废水；部分企业清净下水也采用膜分离法深 度处理后回用，实现全厂生产废水不外排。 1 ．3 固体废物处理处置 铜冶炼产生的固体废物主要包括冶炼渣 渣选 尾矿 、白烟尘、黑铜粉、黑铜板、铅滤饼、砷滤饼、中 和渣等，除渣选尾矿、中和渣外，其余均为危险废物； 其中渣选尾矿可综合利用生产建材，其余固体废物 危险废物 受限于现有技术水平、市场成本等因素， 难以综合利用，大多危险废物只能通过自建填埋场 或委托有资质单位填埋处置。 2 主要污染物排放情况分析 根据铜冶炼业环境统计数据和有色金属行业统 计资料【5 ] ，铜冶炼行业2 0 1 3 ～2 0 1 5 年主要污染物排 放量见表1 ，对应年份的精炼铜产量分别为6 6 7 、7 6 5 和7 9 7 万t 。通过统计分析，铜冶炼行业2 0 1 3 ～ 2 0 1 5 年主要污染物排放强度及其与排污系数对比 情况见表2 。 表1铜冶炼主要污染物排放量 T a b l el M a j o rp o l l u t a n t se m i s s i o no fc o p p e r s m e l t i n gi n d u s t r y ／t 由表1 、表2 可知 1 铜冶炼行业主要废气污染物排放量及排放强 度均呈明显下降趋势；主要废水污染物排放量大多 呈现先上升后下降趋势，排放强度则呈现明显下降 趋势；主要废水污染物排放量呈现先上升后下降趋 势，可能主要与精炼铜产量大幅增加有关；主要废 气、废水污染物排放强度呈下降趋势，主要与我国近 年来产业结构调整、铜冶炼业工艺技术升级和环境 管理水平及污染治理技术水平提高有关。 2 铜冶炼业一般工业固体废物和危险废物排放 量及排放强度均呈上升趋势，这可能与我国铜精矿 依赖进口、国内铜精矿品位偏低且以多金属矿为主 有关，同时也可能与我国铜冶炼固体废物综合利用 率偏低有关。 万方数据 7 2 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 9 年第5 期 表2 铜冶炼主要污染物排放强度与排污系数对比 T a b l e2 C o m p a r i s o no fe m i s s i o ni n t e n s i t ya n dd i s c h a r g i n gc o e f f i c i e n to fm a i np o l l u t a n t si nc o p p e rs m e l t i n g S O z 大气污染物N O ， 颗粒物 固体废物 一般工业固废 危险废物 注’废水污染物 g 、废气污染物 k g 、固体废物 t 均以每吨铜计 3 铜冶炼业主要废水、废水污染物排放强度明 显低于排污系数，主要原因为铜冶炼业产排污系数 制订时间较早，随着环境管理及环保标准的日趋严 格，铜冶炼业工艺技术水平、污染治理技术水平、环 境管理水平均大幅提升和进步，如大多铜冶炼企业 已实现废水全部回用不外排，铜冶炼制酸尾气、环境 集烟基本配备脱硫设施，原产排污系数与当前行业 实际污染物排放水平存在较大差异，已无法真实反 映当前铜冶炼业污染排放情况。 4 熔池熔炼颗粒物排污系数小于实际测算的排 污强度，主要原因可能为产排污系数制订时间较早， 未对无组织颗粒物进行收集处理有关。近年来随着 环境管理日趋严格，铜冶炼行业已对备料、转运和冶 炼炉窑等工序的无组织烟气进行集气、除尘，变无组 织为有组织排放，从而导致颗粒物排放量增加。 3 结论及建议 1 受行业工艺技术、污染治理技术、环境管理水 平升级等因素影响，我国铜冶炼主要废气、废水污染 物排放强度总体呈下降趋势。 2 受行业产能规模扩大、铜精矿品位下降、二次 资源占比提高及综合利用水平低等因素影响，我国 铜冶炼一般工业固体废物和危险废物排放量及排放 强度呈现上升趋势；亟需开展危险废物综合利用技 术研究及应用推广，提高危险废物综合利用水平。 3 铜冶炼业主要废气、废水污染物排放强度明 显低于行业排污系数，行业产排污系数已无法真实 反映行业排污水平，亟需进行修订。 参考文献 [ 1 ] 邱定蕃，柴立元．有色冶金与环境保护[ M ] ．长沙中南大 学出版社，2 0 1 5 ． [ 2 ] 夏青，张鹏，田志仁，等．火法铜冶炼项目排放标准执行常 见问题探讨[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 7 1 7 0 7 4 ． [ 3 ] 王冲，孔德颂，戚永辉，等．铜冶炼制酸尾气脱硫工艺的改 造实践E J ] ．中国有色冶金，2 0 1 6 ，4 5 1 5 9 6 1 ． E 4 ] 关大明，朱清江，徐孝义，等．铜冶炼污酸处理技术现状及 发展趋势[ J ] ．四J I I 有色金属，2 0 1 5 1 5 2 5 5 ． [ 5 ] 中国有色金属工业协会．2 0 1 6 中国有色金属工业年鉴[ M ] ． 北京中国有色金属工业协会，2 0 1 7 ． 万方数据