銅火法冶金含重金屬?gòu)U氣控制技術(shù)研究

1、銅火法冶金含重金屬?gòu)U氣控制技術(shù)研究銅火法冶金含重金屬?gòu)U氣控制技術(shù)研究陳謙(北京礦冶研究總院，北京100160)摘要摘要：針對(duì)銅火法冶煉生產(chǎn)過(guò)程中含重金屬污染物的煙氣排放產(chǎn)生工序多、重金屬類(lèi)別多等特點(diǎn)，就行業(yè)含重金屬?gòu)U氣控制技術(shù)的現(xiàn)狀、存在問(wèn)題進(jìn)行歸納總結(jié)，并提出相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方案與建議。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：環(huán)境工程；銅火法冶金；含重金屬?gòu)U氣；控制技術(shù)中圖分類(lèi)號(hào)：中圖分類(lèi)號(hào)：X758；TF811文獻(xiàn)標(biāo)志碼：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：文章編號(hào)：1007

2、7545（2013）09000000ControlTechnologyofHeavyMetalsBearingWasteGasinCopperPyrometallurgyCHENQian(BeijingGeneralResearchInstituteofMiningMetallurgyBeijing100160China)Abstract:Complexwastegasemissionprocessesproductionofalarg

3、ecategyofheavymetalsarethemajproblemsincooperpyrometallurgy.Toaddresstheabovesituationthestatusexistingproblemsofcontroltechnologyofheavymetalsbearingwastegasincopperpyrometallurgyindustryweresummarizedthecrespondingmoni

4、tingschemesuggestionswereproposed.Keywds:environmentalengineeringcopperpyrometallurgyheavymetalbearingwastegascontroltechnology隨著我國(guó)銅行業(yè)的快速發(fā)展，銅冶煉行業(yè)的重金屬污染防治也成為可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要任務(wù)。本文結(jié)合我們對(duì)銅火法冶煉企業(yè)重金屬污染物現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和污染物產(chǎn)排量分析研究成果[13]，針對(duì)銅火法冶煉生產(chǎn)

5、過(guò)程中含重金屬污染物的煙氣排放產(chǎn)生工序多、重金屬類(lèi)別多等特點(diǎn)，總結(jié)歸納了行業(yè)含重金屬?gòu)U氣控制技術(shù)的現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的監(jiān)管方案與建議。1銅火法冶金含重金屬?gòu)U氣產(chǎn)生情況銅火法冶金含重金屬?gòu)U氣產(chǎn)生情況銅礦物原料的冶煉方法可分火法冶金與濕法冶金。目前世界上的精銅80%是用火法冶金生產(chǎn)的。火法煉銅工藝（主要包括閃速熔煉工藝、熔池熔煉工藝、鼓風(fēng)熔煉工藝）即以硫化銅礦為原料，經(jīng)過(guò)備料（或干燥）、熔煉、吹煉、火法精煉、電解精煉等工序，最終產(chǎn)

6、品為電解銅。在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的工藝廢氣，其主要廢氣產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)及污染物構(gòu)成見(jiàn)表1。表1銅火法冶煉過(guò)程主要廢氣產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)及污染物銅火法冶煉過(guò)程主要廢氣產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)及污染物Table1Processspotgeneratingwastegascrespondentpollutantincopperpyrometallurgy主要工序污染源主要污染物或性質(zhì)說(shuō)明干燥工序干燥煙氣顆粒物（含重金屬），SO2配料工序上料、出料、轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中揚(yáng)塵顆粒物

7、（含重金屬）熔煉工序熔煉爐煙氣以及加料口、銅锍放出口、渣放出口、噴槍孔、溜槽、包子房等處泄漏顆粒物（含重金屬），SO2吹煉工序吹煉爐煙氣以及加料口、粗銅放出口、渣放出口、噴槍孔、溜槽、包子房等處泄漏顆粒物（含重金屬），SO2精煉工序精煉爐煙氣顆粒物（含重金屬），SO2爐渣貧化爐窯煙氣顆粒物（含重金屬），SO2煙氣制酸制酸尾氣SO2、SO3、煙塵電解工序電解槽及其它槽酸霧凈液工序真空蒸發(fā)器酸霧（160℃）脫銅電積槽酸霧、AsH3氣體由表1

8、可知，銅火法冶煉過(guò)程中，原料輸送與配制、熔煉、吹煉以及陽(yáng)極爐精煉等工藝環(huán)節(jié)均將不同程度地產(chǎn)生并排放含重金屬的煙氣、粉塵，排放方式包括有組織與無(wú)組織兩類(lèi)[12]。收稿日期收稿日期：20130609基金項(xiàng)目基金項(xiàng)目：環(huán)保部公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)（201009037）作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：陳謙(1972)，女，北京市人，高級(jí)工程師.doi：10.3969j.issn.10077545.2013.09.018——除塵器進(jìn)行治理。這其中的關(guān)鍵設(shè)備就是針對(duì)

9、無(wú)組織源的煙氣捕集裝置——集氣罩。優(yōu)良的集氣罩設(shè)計(jì)應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：1）應(yīng)盡量靠近或包圍塵源，使粉塵發(fā)散控制在最小的范圍內(nèi)；2）應(yīng)盡可能設(shè)置在含塵氣流的運(yùn)動(dòng)方向上；3）集氣罩吸入的氣流不經(jīng)過(guò)操作人員的呼吸帶；4）集氣罩的設(shè)置應(yīng)不妨礙工人的操作和設(shè)備檢修。結(jié)合銅冶煉廠(chǎng)的設(shè)備特點(diǎn)，目前開(kāi)發(fā)的集氣罩有帶移動(dòng)上蓋的包子箱（適用于各熔煉爐、貧化電爐經(jīng)溜槽向包子放銅時(shí)的煙氣捕集）、帶前電動(dòng)回轉(zhuǎn)煙罩的雙重?zé)熣郑ㄟm用于轉(zhuǎn)爐加料及吹煉時(shí)的逸散煙氣捕集、精

10、煉爐逸散煙氣的捕集）、帶電動(dòng)卷繞提升上蓋的煙罩（適用于鑄渣機(jī)澆鑄過(guò)程中從渣包、流束及鑄模上散發(fā)的逸散煙氣捕集）、電動(dòng)移動(dòng)式排煙罩（適用于捕集包子涂層（掛渣）過(guò)程產(chǎn)生的煙氣）。3實(shí)例實(shí)例某年產(chǎn)陰極銅40萬(wàn)ta的大型銅冶煉企業(yè)，其主要生產(chǎn)工藝為“銅精礦干燥—閃速熔煉—冰銅干燥—閃速吹煉—回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐精煉—永久性不銹鋼電解—兩轉(zhuǎn)兩吸制酸”。其主要的含重金屬煙氣治理措施和治理效果見(jiàn)表2。表2某銅火法冶煉企業(yè)主要廢氣污染物治理措施及效果某銅火法冶

11、煉企業(yè)主要廢氣污染物治理措施及效果Table2TreatmentmeasuresresultsofmainwastegaspollutantinaCopperPyrometallurgyPlant外排濃度(標(biāo)態(tài))(mgm3)工序名稱(chēng)治理措施PbAsHg備注精礦干燥煙氣沉塵室布袋收塵冰銅干燥煙氣粗收塵布袋收塵0.0130.0660.0041合用1根煙囪熔煉、吹煉煙氣余熱鍋爐電收塵煙氣制酸0.0020通過(guò)制酸尾氣煙囪外排陽(yáng)極爐煙氣余熱鍋爐噴

12、淋洗滌離子液循環(huán)吸收脫硫0.000009環(huán)集煙氣0.4100.1300.0041《銅鎳鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB254672010)限值0.7000.4000.0120由表2可知，在生產(chǎn)設(shè)備和環(huán)保設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，該企業(yè)的含重金屬煙氣經(jīng)治理后完全能夠滿(mǎn)足《銅鎳鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB254672010）限值的要求。同期監(jiān)測(cè)的廠(chǎng)界無(wú)組織排放數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。表3某銅火法冶煉企業(yè)廠(chǎng)界無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（標(biāo)態(tài)）某銅火法冶煉企業(yè)廠(chǎng)界無(wú)組織排

13、放監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（標(biāo)態(tài)）Table3UnganizedemissionsmonitingdataoffactyboundinaCopperPyrometallurgyPlant采樣點(diǎn)鉛(mgm3)砷(mgm3)顆粒物(mgm3)東廠(chǎng)界5E06L3.0E050.23西廠(chǎng)界5E06L6.0E050.17南廠(chǎng)界5E06L5.5E050.18北廠(chǎng)界5E06L2.6E050.23標(biāo)準(zhǔn)限值0.0060.011.00注：“L”表示低于檢出限，其前面的數(shù)值為

14、該項(xiàng)目檢出限。由表3可知，在生產(chǎn)設(shè)備和環(huán)保設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，該企業(yè)含重金屬的無(wú)組織廢氣也得到了較好的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)廠(chǎng)界濃度值達(dá)標(biāo)，對(duì)外界環(huán)境影響很小。4存在問(wèn)題與建議存在問(wèn)題與建議1）依據(jù)我們對(duì)多家銅冶煉企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)目前大型的銅冶煉企業(yè)對(duì)環(huán)保十分重視[5]，污染治理設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)行和管理也相對(duì)規(guī)范，但往往是一些小的銅冶煉企業(yè)或是邊遠(yuǎn)地區(qū)的銅冶煉企業(yè)僅考慮自身經(jīng)濟(jì)效益，存在環(huán)保設(shè)施建設(shè)不到位、不能正常運(yùn)行的問(wèn)題；故應(yīng)依據(jù)《