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3 环境保护技术文件镍冶炼污染防治可行技术指南 (试行) Guideline on Available Technologies of Pollution Prevention and Control for Nickel Smelting Industry (on Trial) 环境保护部―66 ― 前言 为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》 ,防治环境污染,完善环保技术工作体系,制定本指南.

本指南以当前技术发展和应用状况为依据,可作为镍冶炼项目污染防治工作的参考技术资料. 本指南由环境保护部科技标准司提出并组织制订. 本指南起草单位:中国恩菲工程技术有限公司、中冶建筑研究总院有限公司. 本指南由环境保护部解释. ―

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1 总则 1.1 适用范围 本指南适用于处理硫化镍精矿、氧化镍矿(红土镍矿)和含镍物料的镍冶炼企业. 1.2 术语和定义 1.2.1 标准状态 指温度为 273.15K、压力为 101325Pa 时的状态.本指南涉及的大气污染物浓度均以标准状态下的 干气体为基准. 1.2.2 卫生通风系统 在有废气产生的生产节点设机械排风装置,控制粉尘和有害气体的扩散,减少无组织排放,创造 满足劳动卫生要求的生产环境,并根据需要对排风进行治理的通风系统.

2 生产工艺及污染物排放 2.1 生产工艺及产污环节 根据矿石成分,镍冶炼分为硫化铜镍精矿冶炼和红土矿(氧化镍矿)冶炼两大类. 2.1.1 硫化镍精矿冶炼 硫化镍精矿冶炼生产金属镍主要采用高镍锍磨浮电解和高镍锍浸出电积两种方法. 高镍锍磨浮电解法是指硫化镍精矿先经火法冶炼生产高镍锍,高镍锍磨浮分离铜和镍并产出二次 镍精矿,二次镍精矿电解生产电镍.高镍锍磨浮电解生产金属镍工艺流程及产污环节见图 1. 高镍锍浸出电积法是指硫化镍精矿先经火法冶炼生产高镍锍,高镍锍选择性浸出分离铜和镍,浸 出液净化分离钴,除钴后液电积生产电镍.高镍锍浸出电积生产金属镍工艺流程及产污环节见图 2. 2.1.2 氧化镍矿冶炼 氧化镍矿(红土镍矿)冶炼主要包括火法冶炼和湿法冶炼两类方法. 火法冶炼工艺(RKEF 工艺)适用于处理以残积层矿或腐殖土为主的高镍、高镁、低铁矿石.主 要工艺流程为:回转窑干燥→配料→焙烧预还原→电炉熔炼→精炼(或吹炼) ,产品为镍铁合金.利用 镍铁合金和硫化剂为原料进一步冶炼,可将镍铁转变成镍锍. 湿法冶炼适合处理的矿石类型较多,通常根据矿石成分的不同采用相应的工艺,目前主要有高压 酸浸(HPAL) 、常压酸浸(AL) 、强化高压酸浸(EHPAL)三种工艺. 高压酸浸(HPAL)工艺适用于处理低镍、高铁低镁的褐铁矿.主要工艺过程是在高压釜中加入硫 酸,在高温高压下,将镍浸出为硫酸盐;

而铁则生成赤铁矿,经中和、洗涤及分离、除杂后,浸出液用 硫化氢、氧化镁、石灰或氢氧化钠等沉淀产出混合硫化镍钴或氢氧化镍钴的中间产品,中间产品可作为 产品出售,也可继续加工为金属产品. 常压酸浸(AL)工艺适用于处理含镍 1.5%~1.8%的低铁高镁的过渡型残积矿.主要工艺过程包括 常压浸出、预中和、铁钒除铁、逆流洗涤、中和除杂、沉淀,产出混合氢氧化镍钴中间产品或继续加工 为金属产品. 强化高压酸浸(EHPAL)是高压酸浸和常压酸浸相结合处理镍红土矿的工艺,利用高压酸浸残酸 ―

68 ― 浸出含镁较高的残积矿.除浸出过程不同外,后续处理工艺均与高压酸浸工艺相同. 氧化镍矿火法冶炼工艺流程及产污环节见图 3,氧化镍矿高压酸浸(HPAL)工艺流程及产污环节 见图 4,氧化镍矿常压酸浸(AL)工艺流程及产污环节见图 5,氧化镍矿强化高压酸浸(EHPAL)生工 艺流程及产污环节见图 6. ―

69 ― 图1高镍锍磨浮电解生产金属镍工艺流程及产污环节 ―

70 ― 图2高镍锍浸出电积生产金属镍工艺流程及产污环节 ―

71 ― 图3氧化镍矿回转窑、电炉工艺流程及产污环节 ―

72 ― 图4氧化镍矿高压酸浸(HPAL)工艺流程及产污环节 ―

73 ― 图5氧化镍矿常压酸浸(AL)工艺流程及产污环节 ―

74 ― 图6氧化镍矿强化高压酸浸(EHPAL)工艺流程及产污环节 2.2 污染物排放 镍冶炼过程中产生的污染包括大气污染、水污染、固体废物污染和噪声污染,其中大气污染、水 污染、固体废物污染是主要环境问题. 2.2.1 大气污染 镍冶炼过程中产生的大气污染物主要为颗粒物、二氧化硫、硫酸雾. ―

75 ― 镍冶炼过程中主要大气污染物及来源见表 1. 表1镍冶炼大气污染物及来源 硫化镍精矿冶炼 工序 污染源 主要污染物 干燥工序 干燥窑烟气 颗粒物(含重金属Cu、Ni、Pb、Zn、Cd及As) 精矿上料、精矿出料、转运 颗粒物(含重金属Cu、Ni、Pb、Zn、Cd及As) 配料工序 抓斗卸料、定量给料设备、皮带运输设备转 运过程中扬尘 颗粒物(含重金属Cu、Ni、Pb、Zn、Cd及As) 熔炼工序 加料口、锍放出口、渣放出口、喷枪孔、溜槽、包子房等处泄漏 颗粒物(含重金属Cu、Ni、Pb、Zn、Cd及As)、SO2 熔炼炉烟气 颗粒物(含重金属Cu、Ni、Pb、Zn、Cd及As)、SO2 吹炼工序 包子吊运过程中逸散的烟气 转炉外层烟罩烟气 颗粒物(含重金属Cu、Ni、Pb、Zn、Cd及As)、SO2 转炉内层烟罩烟气 颗粒物(含重金属Cu、Ni、Pb、Zn、Cd及As)、SO2 渣贫化工序 加料口、锍放出口、渣放出口、电极孔、溜槽、包子房等处泄漏 颗粒物、SO2 炉窑烟气 颗粒物、SO2 烟气制酸工序 制酸尾气 SO2 反射炉熔铸工序 扒渣口、出锍口 颗粒物、SO2 反射炉烟气 颗粒物、SO2 电解工序 除钴槽、铁矾除铁槽、铜渣浸出槽 Cl2 电解槽、造液槽 硫酸雾 湿法精炼工序 浸出槽、净液槽、电积槽 硫酸雾、Cl2 氧化镍矿冶炼 工序 污染源 主要污染物 干燥 干燥窑 颗粒物 焙烧预还原 焙烧窑 颗粒物 熔炼 电炉 颗粒物 精炼 钢包 颗粒物 备料 破碎机等 颗粒物 浸出 尾气洗涤塔 硫酸雾 浸出槽、中和槽等 硫酸雾 堆浸 硫酸雾 萃取 萃取槽等 硫酸雾、萃取剂 电积 电积槽 硫酸雾 2.2.2 水污染 硫化镍精矿冶炼产生的废水主要为烟气制酸工段产生的污酸及酸性污水,硫酸场地初期雨水及生 产厂区其他场地初期雨水,中心化验室排出的含酸废水,工业冷却循环水的排污水,余热锅炉化学水处 理车间排出的酸碱废水,余热锅炉排污水,镍湿法精炼排水等. 氧化镍矿湿法冶炼产生的废水主要为高压酸浸尾气洗涤洗液、浸出渣洗涤后夹带的废水、浸出液 经镍钴沉淀后排放的废液、萃取过程产生的反萃液、洗水以及工业冷却循环水的排污水、化学水处理站 排放的浓盐水等. 镍冶炼过程中主要水污染物及来源见表 2. ―

76 ― 表2镍冶炼过程中水污染物及来源 硫化镍精矿冶炼 废水种类 排水来源 主要污染物 备注 污酸、污水 制酸系统污酸 污酸、 Zn2+ 、 Cu2+ 、 Pb2+ 、 Cd2+ 、Ni2+ 、As3+ 、Co2+ 进污酸处理站 制酸系统酸性污水 酸性废水、Zn2+ 、Cu2+ 、 Pb2+ 、 Cd2+ 、 Ni2+ 、 As3+、 Co2+ 进污水处理站 硫酸场地初期雨水 酸性废水、Zn2+ 、Cu2+ 、 Pb2+ 、 Cd2+ 、 Ni2+ 、As3+ 、 Co2+ 进污水处理站 生产厂区其他场地初期雨水 酸性废水、Zn2+ 、Cu2+ 、 Pb2+ 、 Cd2+ 、 Ni2+ 、As3+ 、 Co2+ 进污水处理站 冶金炉水套冷却水排污 水 工业炉窑汽化水套或水冷水套 盐类 冷却后循环使用,少量 排污水.可经废水深度 处理后回用 余热锅炉排污水、化学 水处理车间排污水 余热锅炉房 盐类 锅炉排污水可用于渣缓 冷淋水或用于冲渣 含酸碱污水中和后可用 于渣缓冷淋水或用于冲 渣 金属铸锭或产品熔铸冷 却水排水 圆盘浇铸机、直线浇铸机等 固体颗粒物 沉淀、冷却后循环使用 冲渣水和直接冷却水 水碎装置等 固体颗粒物 沉淀处理后循环使用 精矿干燥烟气湿式除尘 废水 湿式除尘循环水系统 悬浮物、盐类 沉淀、 冷却后循环使用, 少量外排. 电解车间排水 净化系统碳酸镍制备中产出的上清液 Cl-、Na+及其他重金属 离子 去污水处理站 含氯尾气吸收后的废水 Cl-、Na+ 去污水处理站 镍湿法精炼排水 制备氢氧化镍工段 Na+(含钠 15g/l) 去污水处理站 氧化镍矿冶炼 废水种类 排水来源 主要污染物 备注 冶金炉水套冷却水排污 水 工业炉窑汽化水套或水冷水套循环水系 统 盐类 冷却后循环使用,少量 排污水.可经废水深度 处理后回用 酸性污水 生产厂区场地雨水 酸性废水、Zn2+ 、Cu2+ 、 Pb2+ 、 Cd2+ 、 Ni2+ 、As3+ 、 Co2+ 去污水处理站 酸性废水 高压酸浸尾气洗涤洗液 酸性废水、Zn2+ 、Cu2+ 、 Pb2+ 、 Cd2+ 、 Ni2+ 、As3+ 、 Co2+ 去污水处理站 碱性废液 镍钴沉淀后液(氢氧化物沉淀工艺) 碱性废水、Zn2+ 、Cu2+ 、 Pb2+ 、 Cd2+ 、 Ni2+ 、As3+ 、 Co2+ 去污水处理站 酸性废液 镍钴沉淀后液(硫化物沉淀工艺) 酸性废水、Zn2+ 、Cu2+ 、 Pb2+ 、 Cd2+ 、 Ni2+ 、As3+ 、 Co2+ 去污水处理站 浓盐水 化学水处理站排放废液 Ca 2+ 、Mg2+ 用于渣缓冷淋水或用于 ―

77 ― 冲渣 含萃取剂酸性废水 萃取........