DOC《铜冶炼主要污染物排放强度趋势研究》

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 100160;

2.金川集团股份有限公司,甘肃 金昌 737100) 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:X758 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2019)05-0000-00 Study on Trend of Major Pollutant Emission Intensity for Copper Smelting JIN Shang-yong1, XIA Cui-hong2, ZHANG Fu-lin2 (1. BGRIMM Technology Group, Beijing 100160, China;

2. Jinchuan Group Co., Ltd., Jinchang 737100, Gansu, China) Abstract:Current main pollution treatment technology of copper smelting was introduced. Major pollutant emission intensity was calculated by collection of industry statistics and environmental statistics. Trend of pollutant emission intensity was studied and compared with current discharging coefficient. The achievement can provide reference for pollution prevention and control and revising of pollution discharging coefficient of copper smelting. Key words:copper smelting;

emission intensity;

trend;

pollution discharging coefficient 2016年,我国精炼铜产量844万t,占世界总产量的36%.近30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.

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[2].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90%~99.5%,颗粒物排放浓度可稳定控制在20~50 mg/L,满足《铜、镍、钴工业污染物排放标准》(GB25467-2010)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. 2010年GB25467-2010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―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],脱硫效率一般可达90%~95%,二氧化硫排放浓度基本可稳定达到排放标准限值400 mg/m3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. GB25467-2010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、Cu、Pb、As、Cd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[4],Cu、Pb、As、Cd等重金属去除效率通常可达96%~98%,处理后污酸后液进入后续酸性废水处理站进一步处理. 收稿日期:2019-01-03 基金项目:大气重污染成因与治理攻关项目(DQGG0202) 作者简介:金尚勇(1982-),男,河南罗山人,硕士,高级工程师. 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Pb、As、Hg、Cd、Cu等重金属.通常采用石灰中和法、高密度泥浆法(HDS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99%,出水能够满足GB25467-2010和《城市污水再生利用 工业用水水质》(GB/T 19923-2005)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15 mm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2013-2015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

667、765和797万t.通过统计分析,铜冶炼行业2013-2015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 Table

1 Major pollutants emission of copper smelting industry /t 类别 污染物 2013年2014年2015年 水污染物 COD

2 906

3 070

2 146 氨氮

172 125

75 砷15.865 17.508 14.092 铅11.48 12.675 12.379 镉3.838 3.937 3.513 汞0.049 0.065 0.028 大气污染物 SO2

22 676

18 998

20 715 NOx

5 164

3 539

3 807 颗粒物

23 344

27 453

25 921 固体废物 一般工业固废

9 011

008 9

886 983

10 894

066 危险废物

342 942

353 732

453 072 表2 铜冶炼主要污染物排放强度与排污系数对比 Table

2 Comparison of emission intensity and discharging coefficient of main pollutants in copper smelting 类别 污染物 排放强度* 排污系数* 2013年2014年2015年 闪速熔炼 熔池熔炼 水污染物 COD 435.682 401.307 269.260

1 496 773.2 氨氮 25.787 16.340 9.410 - - 砷2.379 2.289 1.768 7.059 3.478 铅1.721 1.657 1.553 3.761 1.367 镉0.575 0.515 0.441 1.711 0.532 汞0.007 0.008 0.004 - - 大气污染物 SO2 3.400 2.483 2.599 18.32 18.31 NOx 0.774 0.463 0.478 - - 颗粒物 3.500 3.589 3.252 10.25 2.5 固体废物 一般工业固废 1.351 1.292 1.367 - - 危险废物 0.051 0.046 0.057 - - 注*:废水污染物(g)、废气污染物(kg)、固体废物(t)均以每吨铜计 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. 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,2015. [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),2017(1):70-74. [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[J]. 中国有色冶金,2016,45(1):59-61. [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]. 四川有色金属,2015(1):52-55. [5] 中国有色金属工业协会. 2016中国有色金属工业年鉴[M]. 北京:中国有色金属工业协会,2017. ........