含砷錫煙塵利用過程中污染的防治*

李 智，王 青

（云錫研究設(shè)計(jì)院，云南個(gè)舊 661000）

·環(huán)保節(jié)能·

含砷錫煙塵利用過程中污染的防治*

李 智，王 青

（云錫研究設(shè)計(jì)院，云南個(gè)舊 661000）

對直流礦熱爐處理含砷錫煙塵工藝對環(huán)境的影響進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的治理措施，并取得了較好的效果。

直流礦熱爐；砷；錫；煙塵

含砷錫煙塵是錫冶煉過程中產(chǎn)生的的煙塵，除含有有價(jià)金屬錫以外，還含有大量的砷，保存不當(dāng)會(huì)對環(huán)境造成污染，同時(shí)，由于砷及砷的化合物具有一定的毒性，對人體的健康也會(huì)產(chǎn)生不良影響。某危險(xiǎn)廢物處置公司采用的直流礦熱爐處理含砷錫煙塵工藝是由云錫研究設(shè)計(jì)院自主研發(fā)的綜合回收技術(shù)，利用砷的升華特性，通過揮發(fā)、冷凝沉降、布袋收塵等工序回收砷，同時(shí)，對熔煉殘?jiān)M(jìn)行回收利用，提取有價(jià)金屬錫［1］。在其生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一定的廢氣，若不對污染物進(jìn)行分析治理，將會(huì)對環(huán)境造成二次污染［2］。

1 直流礦熱爐處理含砷錫煙塵工藝

1.1 含砷錫煙塵的主要成分

某錫冶煉系統(tǒng)產(chǎn)出的含砷錫煙塵，化學(xué)分析結(jié)果見表1。

表1 錫煙塵（渣）化學(xué)成份表Tab.1 Chemical composition of tin dust（slag）

表1表明，錫煙塵（渣）中的砷主要以As2O3的形式存在，其次為砷酸鹽、As2O5，金屬砷和硫化物較少。

圖1 直流爐熱爐處理含砷錫煙塵工藝流程圖Fig.1 Process flow chart of the treatment of arsenic containing tin dust in the furnace of direct current heat furnace

1.2 工藝流程

將含砷錫煙塵配上一定量的還原劑及添加劑后，投入到800 kVA直流礦熱爐內(nèi)，加熱到600～800℃，揮發(fā)產(chǎn)出As2O3低溫?zé)煔?，該低溫?zé)煔膺M(jìn)入“冷凝沉降室＋布袋收塵器”的冷凝沉降收集系統(tǒng)，收集得到As2O3產(chǎn)品，產(chǎn)品通過底部的刮板輸送系統(tǒng)輸送至產(chǎn)品儲(chǔ)罐進(jìn)行儲(chǔ)存；經(jīng)冷凝沉降和布袋過濾收集后的尾氣通過動(dòng)力波系統(tǒng)脫硫處理達(dá)標(biāo)后由25m煙囪排放。連續(xù)進(jìn)料3～5 d后，停止進(jìn)料，將溫度升至1 000℃左右，打開底部放渣口，將爐渣放入渣槽內(nèi)自然冷卻，重新開始新一輪的進(jìn)料處理。冷卻后的爐渣（含錫渣）經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎后交錫冶煉廠進(jìn)行綜合利用［3］。工藝流程見圖1。

2 污染分析及配套治理措施

2.1 主要污染物

2.1.1 廢氣

2.1.1.1 有組織排放廢氣

直流礦熱爐處理含砷錫煙塵工藝產(chǎn)生的有組織排放廢氣主要有直流礦熱爐揮發(fā)產(chǎn)生的低溫?zé)煔夂头旁^程產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，其特征污染物為As、Pb、Sn、SO2、煙塵。

2.1.1.2 無組織排放廢氣

無組織排放廢氣主要有料倉進(jìn)料產(chǎn)生的無組織排放的粉塵、產(chǎn)品輸送過程中產(chǎn)生的無組織粉塵及錫渣破碎過程產(chǎn)生的粉塵。

2.1.2 廢水

直流礦熱爐處理含砷錫煙塵工藝為火法工藝，本身不產(chǎn)生生產(chǎn)廢水。廢水主要有生活污水和動(dòng)力波洗滌產(chǎn)生的洗滌廢水。生產(chǎn)污水的主要污染物為磷、COD等，動(dòng)力波洗滌水的主要污染物為SS、砷、鉛等。

2.1.3 固體廢物

固體廢物主要有直流礦熱爐揮發(fā)產(chǎn)生的爐渣（及錫渣）、高溫?zé)煔馀欧胚^程中收集的含砷錫煙塵、動(dòng)力波洗滌渣、生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥及生活垃圾等。

2.2 配套的治理措施

2.2.1 廢氣

2.2.1.1 有組織排放廢氣

直流礦熱爐低溫?zé)煔馕矚猓褐绷鞯V熱爐及回轉(zhuǎn)窯煙氣經(jīng)冷凝沉降室、布袋收塵器收塵、動(dòng)力波廢氣處理系統(tǒng)，通過25m煙囪排空。

高溫?zé)煔馕矚猓簽橹绷鞯V熱爐放渣時(shí)產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓?天放一次渣，每次放渣約15 min，煙氣經(jīng)“表冷器＋布袋收塵器”凈化處理后由25m煙囪排空。表冷器和布袋收塵器收下的高砷煙塵返回直流礦熱爐。

2.2.1.2 無組織排放廢氣

料倉進(jìn)料產(chǎn)生的無組織排放的粉塵，主要采取料倉密閉負(fù)壓操作措施，保證無組織排放粉塵濃度≤1.0mg／m3；

產(chǎn)品輸送過程主要采用氣流輸送，通過在產(chǎn)品罐泄壓口安裝布袋收塵器，對空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的氣流進(jìn)行收集過濾后排放。

破碎過程采用密閉房間內(nèi)破碎，破碎產(chǎn)生的粉塵經(jīng)布袋收塵后排放。

2.2.2 廢水

風(fēng)機(jī)、爐頂冷卻水：為提高資源利用率，節(jié)約成本，風(fēng)機(jī)、爐頂冷卻水通過回水池冷卻系統(tǒng)后循環(huán)使用，不外排。

動(dòng)力波廢水：動(dòng)力波脫硫廢水收集至20 m3收集池，加石灰進(jìn)行中和處理，再經(jīng)離心機(jī)進(jìn)行固液分離，處理后的廢水返回動(dòng)力波系統(tǒng)循環(huán)使用，不外排；中和渣收集后返回直流礦熱爐回收處理。

生活污水及初期雨水：本項(xiàng)目生活污水（主要為洗澡沐浴廢水）產(chǎn)生量為1 094.4 m3／a（3.648m3／d），生活污水及初期雨水不外排，分別建立了生活污水及初期雨水收集管網(wǎng)、300 m3污水處理池、液膜爆破等污水處理系統(tǒng)一套，初期雨水及生活污水經(jīng)排水溝匯集到污水池，經(jīng)過中和＋沉淀處理后，上清液送至動(dòng)力波補(bǔ)充洗滌水及綠化用水，不外排。

2.2.3 固體廢物

含錫渣：經(jīng)破碎后，送錫冶煉系統(tǒng)進(jìn)行錫回收利用；

中和渣及污泥渣：主要為石灰渣，經(jīng)過晾干處理后作為造渣的主要原料返回直流礦熱爐生產(chǎn)系統(tǒng)；

生活垃圾：由環(huán)衛(wèi)部門進(jìn)行統(tǒng)一清運(yùn)處置。

2.2.4 噪聲

項(xiàng)目運(yùn)營期噪聲源主要有破碎機(jī)、引風(fēng)機(jī)、水泵等。聲級(jí)在80～105 dB（A）。多數(shù)置于室內(nèi)，采取隔聲、降噪、消聲等措施能夠有效降低聲源強(qiáng)度。

3 效果

直流礦熱爐處理含砷錫煙塵工藝目前已被當(dāng)?shù)啬澄ｋU(xiǎn)廢物處置公司采用，項(xiàng)目的建成投產(chǎn)解決了大量含砷錫煙塵的處理難題，同時(shí)可以回收其中的錫、砷。同時(shí)，在項(xiàng)目運(yùn)營期間，當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門對項(xiàng)目污染物排放情況進(jìn)行了監(jiān)測。

3.1 有組織排放廢氣控制效果

有組織排放廢氣監(jiān)測結(jié)果見表2。

表2 有組織排放廢氣時(shí)的監(jiān)測結(jié)果Tab.2 Results of themonitoring of the organization of the discharge of waste gas

從表2看出，直流礦熱爐產(chǎn)生的低溫?zé)煔饨?jīng)除塵脫硫處理后外排煙氣量為1 883 m3／h，年排放量為1 355.76萬m3；煙氣中的煙塵、SO2、As等主要污染物平均濃度值除As無標(biāo)準(zhǔn)外，其余均低于《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078－1996）中表2有色金屬熔煉爐二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)煙塵100 mg／m3、SO2850 mg／m3的限值要求。

3.2 無組織排放廢氣控制效果

無組織廢氣排放檢測共設(shè)4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，在廠址上風(fēng)向設(shè)1個(gè)對照點(diǎn)，下風(fēng)向設(shè)3個(gè)控制點(diǎn)。分別對4個(gè)點(diǎn)空氣中的顆粒物、Pb、As進(jìn)行連續(xù)3天監(jiān)測，采用平均值。監(jiān)測結(jié)果見表3。

表3 無組織排放廢氣時(shí)的監(jiān)測結(jié)果Tab.3 Results of themonitoring of no organization of the emission of waste gas

根據(jù)表3監(jiān)測結(jié)果，除砷無標(biāo)準(zhǔn)外，廠址上風(fēng)向、廠址下風(fēng)向及廠址側(cè)風(fēng)向空氣中的TSP、鉛均達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297－1996相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

3.3 環(huán)境空氣氣監(jiān)測

共設(shè)3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，分別對3個(gè)敏感目標(biāo)點(diǎn)空氣中的SO2、TSP、PM10、Pb、As進(jìn)行連續(xù)3天監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果見表4。

表4 環(huán)境空氣監(jiān)測結(jié)果（mg／m3）Tab.4 Results of environmental air monitoring

監(jiān)測結(jié)果顯示，空氣中的SO2、TSP、PM10均達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095－1996）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)限值（SO20.5 mg／m3、TSP 0.9 mg／m3、 PM100.45mg／m3、）的要求；Pb、As參照低于《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》TJ36－1979中表1居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度（Pb 0.7μg／m3、As 0.003mg／m3）的限值要求。

3.4 廢水控制效果

風(fēng)機(jī)、爐頂冷卻水通過回水池冷卻系統(tǒng)后循環(huán)使用，不外排，因此未進(jìn)行采樣監(jiān)測。動(dòng)力波洗滌廢水經(jīng)過石灰中和＋離心過濾后回用于動(dòng)力波脫硫系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)使用不外排，動(dòng)力波脫硫廢水95%循環(huán)使用，循環(huán)量為9.5m3／d，產(chǎn)生的動(dòng)力波脫硫廢水約為0.5m3／d，經(jīng)收集至20m3收集池，加石灰進(jìn)行中和沉淀處理后，再經(jīng)離心機(jī)進(jìn)行固液分離，處理后的廢水返回動(dòng)力波系統(tǒng)循環(huán)使用，不外排。

3.5 噪聲控制效果

在廠址東、南、西、北共設(shè)4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測結(jié)果見表5。

表5 廠界噪聲監(jiān)測結(jié)果Tab.5 Plant noisemonitoring results

從表5看出，所有監(jiān)測點(diǎn)晝夜間噪聲均低于GB12348－2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》2類標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

4 結(jié)論

對直流礦熱爐處理含砷錫煙塵的工藝進(jìn)行了論述，對生產(chǎn)工藝中可能產(chǎn)生污染物的環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，并采取了相應(yīng)的治理措施。經(jīng)過當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門監(jiān)測報(bào)告，達(dá)到了以下目標(biāo)：

1）工藝產(chǎn)生的揮發(fā)煙氣經(jīng)過“20級(jí)重力沉降＋布袋收塵＋動(dòng)力波洗滌”后，直流礦熱爐排放口煙塵、二氧化硫、砷、鉛等污染物濃度除As無標(biāo)準(zhǔn)外，其余均低于《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078－1996）中表2有色金屬熔煉爐二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)煙塵的限值要求，符合排放標(biāo)準(zhǔn)；

2）工藝無組織排放廢氣經(jīng)采取對應(yīng)的控制措施后，除砷無標(biāo)準(zhǔn)外，廠址上風(fēng)向、廠址下風(fēng)向及廠址側(cè)風(fēng)向空氣中的TSP、鉛均達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297－1996相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

3）廠區(qū)周邊的大氣環(huán)境敏感目標(biāo)空氣中的SO2、TSP、PM10均達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095－1996）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)限值的要求；Pb、As參照低于《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》TJ36－1979中表1居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度的限值要求。

4）通過采取了隔聲、降噪、消聲等措施后，廠址東、南、西、北共設(shè)4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)所有測點(diǎn)晝夜間噪聲均低于GB12348－2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》2類標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

［1］袁海濱，朱玉艷，張繼斌.高砷含錫煙塵直流礦熱爐揮發(fā)的工藝［J］.中南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)學(xué)版，2013，44（6）：2200－2206.

［2］張印.含砷廢渣火法資源化過程污染分析及健康評估［D］.蘭州：蘭州大學(xué)，2012.

［3］王青，廖亞龍，周娟，等.含砷物料制備三氧化二砷的研究進(jìn)展［J］.環(huán)境工程，2015（3）：97－101，105.

Prevention and Treatm ent of Pollution in the Process of Using Arsenic Containing Tin Dust

LIZhi，WANG Q ing

（Yun Tin Research Institute，Gejiu 661000，China）

The influence of the process of treating the arsenic containing tin dustwith the process of the treatment of the direct current heat furnace is analyzed，and the corresponding controlmeasures are put forward.

direct current heat furnace；arsenic；tin；dust

X781

A

1004-275X（2015）06-0066-04

*特約稿件

收稿：2015-11-15

李智（1983－），男，云南臨滄人，環(huán)保工程師，從事環(huán)境保護(hù)管理工作。

10.3969／j.issn.1004-275X.2015.06.017