清潔生產(chǎn)理念在鉛鋅礦選礦中的應(yīng)用

高 翔 魏立安 邵譜生

(南昌航空大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，江西 南昌 330063)

0 前言

鉛鋅礦，是富含金屬元素鉛和鋅的礦產(chǎn)，鉛鋅用途廣泛，用電氣工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、軍事工業(yè)、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、輕工業(yè)和醫(yī)藥業(yè)等領(lǐng)域。此外，鉛金屬在核工業(yè)、石油工業(yè)等部門也有較多的用途，因此鉛鋅礦采選業(yè)的前景十分廣闊。我國的鉛鋅礦主要集中在云南、內(nèi)蒙古、甘肅、廣東、湖南和廣西。鉛鋅礦在采選過程中產(chǎn)生的污染問題較為嚴(yán)重。2011年2月，國務(wù)院正式批復(fù)《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，鉛鋅采選冶業(yè)為重點防控行業(yè)，鉛、鋅分別列為第一類和第二類污染物，并且將14個省區(qū)列為重點治理省區(qū)。到2015年，重點治理省區(qū)鉛、鋅污染排放量應(yīng)比2007年減少15%[1]。

鉛鋅礦選礦業(yè)廢棄物主要為尾礦。尾礦中含有較多的重金屬，如鉛、鋅、銅、砷、鎘等，重金屬進(jìn)入人體后難以排除，導(dǎo)致腦血管和肝、腎疾病，甚至造成死亡，其對環(huán)境的污染主要通過以下三種途徑：一種是尾礦在風(fēng)化過程中逸出某些有害氣體，經(jīng)大氣傳播而污染；另一種是極細(xì)的尾礦砂粒受風(fēng)吹的作用(甚至可形成沙暴)，使周圍環(huán)境受到嚴(yán)重危害；三是遇到訊期，尾礦連同雨水流入農(nóng)田、河流，使地下水造成危害。這一系列問題都應(yīng)引起社會的強(qiáng)烈關(guān)注[2]。

為了控制鉛鋅礦選礦企業(yè)污染事件的發(fā)生，我國每年投入了大量的人力、物力和財力來治理這些企業(yè)引起的污染，但是處理的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)到不到預(yù)期的目標(biāo)，傳統(tǒng)的末端治理已經(jīng)不能滿足環(huán)境的需求。面對鉛鋅選礦的污染現(xiàn)狀以及資源、能源的大量浪費，推進(jìn)我國鉛鋅選礦業(yè)向可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì)方向前進(jìn)，就必須走清潔生產(chǎn)的道路。

本文以某鉛鋅礦選礦企業(yè)清潔生產(chǎn)工作為例介紹鉛鋅礦選礦業(yè)清潔生產(chǎn)審核的方法，在清潔生產(chǎn)審核過程中，始終將清潔生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用放在首位，通過對清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到解決公司環(huán)境污染的問題。

1 鉛鋅選礦工藝及污染源分析

鉛鋅選礦的過程一般可概括為原礦破碎、球磨分級、浮選以及尾礦運輸。整個選礦工藝的污染源主要有：原礦堆場、精礦堆場以及尾礦庫排出的廢水；碎礦、磨礦和篩分工序產(chǎn)生的粉塵；碎礦、篩分、磨礦工序產(chǎn)生的噪聲以及尾礦庫中的尾礦砂。選礦工藝流程及污染源分布圖見圖1。

圖1 選礦工藝流程及污染源分布圖

2 企業(yè)清潔生產(chǎn)審核開展情況

某小型鉛鋅選礦企業(yè)始建于2004年，現(xiàn)日處理礦石100t。2012-2013年該企業(yè)開展了清潔生產(chǎn)審核工作，對照《鉛鋅行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標(biāo)體系(試行)》[3]，同時采用《清潔生產(chǎn)評價體系編制通則(征求意見稿)》中的評價方法，審核前企業(yè)清潔生產(chǎn)水平見表1。

表1 審校前企業(yè)清潔生產(chǎn)水平

從表1中可以看出，由于尾礦沒有綜合利用，伴生元素回收率不高，車間衛(wèi)生環(huán)境缺少監(jiān)測數(shù)據(jù)，4個指標(biāo)均為零分，從而導(dǎo)致得分偏低?？傮w上說，目前該企業(yè)清潔生產(chǎn)水平較低，有較大的清潔生產(chǎn)潛力。

3 清潔生產(chǎn)潛力分析

3.1 污染物減排潛力分析

(1)公司尾礦沒有得到綜合利用，每年約產(chǎn)生1.3萬余噸尾礦均堆放在尾礦庫中，給公司環(huán)保工作帶來巨大壓力；

(2)公司在選礦工藝中，由于技術(shù)所限，導(dǎo)致原礦中伴生元素(主要為S、Ag)回收率不高，從而使得尾礦庫外排廢水中含較多的重金屬元素。

3.2 節(jié)水潛力分析

由于生產(chǎn)設(shè)計缺陷，原礦堆場和精礦堆場的雨淋廢水以及精礦含水均直接外排，沒有回用于浮選工序，循環(huán)水利用率偏低，不僅增加了選礦新鮮水用量，而且污染了環(huán)境。

3.3 節(jié)能潛力分析

(1)碎礦工序中，破碎機(jī)工作效率較低，并且碎礦粒度較大，導(dǎo)致磨礦工序耗電量較大；

(2)公司主要耗能設(shè)備均未進(jìn)行變頻改造，由于礦石處理量的不規(guī)律性，常常導(dǎo)致“大馬拉小車”的現(xiàn)象，耗能嚴(yán)重。

4 實施清潔生產(chǎn)方案

根據(jù)表1中體現(xiàn)的企業(yè)清潔生產(chǎn)水平較低的情況，結(jié)合企業(yè)清潔生產(chǎn)潛力分析，從企業(yè)的生產(chǎn)實際出發(fā)，提出了若干清潔生產(chǎn)改造方案，見表2。

表2 清潔生產(chǎn)方案

5 清潔生產(chǎn)成效

審核后，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，年減少電力消耗16萬kW·h，折合標(biāo)煤19.66 tce；尾砂制磚為企業(yè)創(chuàng)造年利潤200余萬元；尾礦選硫、引入浮選柱工藝，將企業(yè)主要產(chǎn)品銅鋅精礦及其伴生元素銀的回收率平均提高2個百分點，年創(chuàng)造效益30余萬元。同時，企業(yè)各類污染物也得到了一定的削減，CODCr年削減量達(dá)到14t，一類金屬總量大幅削減。結(jié)合表1中指標(biāo)，企業(yè)資源能源利用指標(biāo)得到進(jìn)一步提升，尾礦得到了很好的綜合利用，最后評分為92分。通過開展清潔生產(chǎn)工作，企業(yè)資源能源利用、污染物產(chǎn)生與排放清潔水平得到顯著提高。

[1]《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》獲國務(wù)院批復(fù)[J].特種鑄造及有色合金，2011(05)：417.

[2]杜向紅.鉛鋅礦尾砂綜合回收與利用技術(shù)研究[D].中南大學(xué)，2012.

[3]鉛鋅行業(yè)清潔生產(chǎn)評價指標(biāo)體系(試行)[S].國家發(fā)展和改革委員會，2007.

[4]黃光洪，張冬松，魏黨生.浮選柱在國外提高銅精礦品位的生產(chǎn)實踐[J].湖南有色金屬，2001，17(1)：8-11.

[5]陳泉源，張涇生.浮選柱的研究與應(yīng)用[J].礦冶工程，2000，20(3)：1-4.