鉛金屬冶煉污染排放治理技術(shù)評(píng)價(jià)研究

楊再華　劉曉鴻

摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國(guó)礦產(chǎn)業(yè)的過(guò)量采伐效應(yīng)問(wèn)題也展現(xiàn)出來(lái)，尤其是近些年來(lái)不斷出現(xiàn)的鉛中毒時(shí)間體現(xiàn)出我國(guó)鉛金屬冶煉污染排放流程系統(tǒng)出現(xiàn)了問(wèn)題，為了提升我國(guó)居民的身體健康素質(zhì)與國(guó)家環(huán)境的生態(tài)健康治理，需要進(jìn)行對(duì)于鉛金屬冶煉污染排放治理的一系列相對(duì)系統(tǒng)又不會(huì)對(duì)于鉛金屬冶煉產(chǎn)生較大影響的科學(xué)性技術(shù)評(píng)價(jià)體系。

本文將研究重點(diǎn)放在以下三點(diǎn)：國(guó)內(nèi)外鉛冶煉污染防治現(xiàn)狀，污染物質(zhì)流分析以及構(gòu)件前冶煉污染防治評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，由現(xiàn)狀引申到目前鉛冶煉污染排放治理技術(shù)的方式以及最終建立評(píng)價(jià)體系。

關(guān)鍵詞：鉛污染；物質(zhì)流分析；防治

一、國(guó)內(nèi)外鉛冶煉污染防治現(xiàn)狀

1鉛冶煉污染現(xiàn)狀

1）國(guó)外鉛冶煉污染現(xiàn)狀

世界上被查證存在的鉛資料可以達(dá)到15億t以上，鉛主要分布地區(qū)為我國(guó)、美國(guó)、哈薩克斯坦以及澳大利亞，這四個(gè)國(guó)家占據(jù)世界鉛儲(chǔ)備的60.3%。在1950年以前，世界上對(duì)于鉛的燒結(jié)與提取主要依靠鼓風(fēng)爐工藝進(jìn)行的，整體工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，操作要求與成本要求較低，技術(shù)由于上百年的經(jīng)驗(yàn)逐漸變得成熟，但是這種操作方法有一個(gè)天然的弊端就是無(wú)法控制或者減少鉛冶煉的污染量，這種傳統(tǒng)鼓風(fēng)爐工藝會(huì)直接造成大量SO2排放造成煙氣含酸，同時(shí)這種相對(duì)簡(jiǎn)陋的方法需要相對(duì)高額的能源消耗，對(duì)于現(xiàn)在已經(jīng)緊缺的能源儲(chǔ)備而言是一個(gè)大問(wèn)題。

到了1970年以后，能源緊缺問(wèn)題被搬上了大舞臺(tái)，世界各國(guó)采取了新型鉛工藝冶煉方式，目前國(guó)際上使用較多的是卡爾多法與基夫賽特法等，這些技術(shù)共同特點(diǎn)是對(duì)于冶煉進(jìn)行氧氣提供，對(duì)于熔煉過(guò)程進(jìn)行強(qiáng)化處理，這些生產(chǎn)模式共同的特點(diǎn)就是相比于之前的鼓吹爐工藝而言，能源消耗更低，自動(dòng)化水平更高，污染排放更加可控。

2）國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

截止到2005年年底為止，我國(guó)查明鉛產(chǎn)區(qū)達(dá)到1014處，儲(chǔ)存鉛量達(dá)到了2841萬(wàn)t。作為鉛產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)大國(guó)與消費(fèi)大國(guó)，我國(guó)鉛工業(yè)發(fā)展與國(guó)際類似，也經(jīng)歷了傳統(tǒng)鼓風(fēng)爐階段與新型煉鉛階段，現(xiàn)在我國(guó)新型直接煉鉛工藝已經(jīng)可以達(dá)到鉛總產(chǎn)能的40%左右。

2鉛冶煉污染防治技術(shù)

對(duì)于鉛金屬冶煉污染防治技術(shù)而言，防治方向主要由三大類：

1）動(dòng)脈產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)污染防治

這一部分防治主要是從源頭進(jìn)行防治，尋找鉛金屬冶煉中原材料的替代品，從源頭上消除或者是降低有毒物質(zhì)進(jìn)入鉛金屬冶煉過(guò)程。提升鉛金屬冶煉過(guò)程中的機(jī)械化趨勢(shì)，盡量降低能源消耗多的生產(chǎn)方式，提倡能源再利用，多次利用。

2）靜脈產(chǎn)業(yè)資源循環(huán)利用

這一部分防治重點(diǎn)放在資源多次利用與產(chǎn)品無(wú)害化，鉛產(chǎn)品試用期結(jié)束后大多是可以進(jìn)行再利用的，但是很多都被直接丟棄，在2002年能源峰會(huì)上注重提出了廢棄零件再度利用的口號(hào)，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)收集廢棄鉛產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)再生產(chǎn)會(huì)降低原材料方面的60%以上，甚至?xí)仍a(chǎn)品質(zhì)量更好。

3）大環(huán)境下重金屬污染治理

這一部分防治重點(diǎn)放在對(duì)于已有污染的著重治理方面，主要是包括對(duì)于重金屬污染地區(qū)的水體修復(fù)與土壤修復(fù)，在傳統(tǒng)鉛廠周圍土地會(huì)受到較為嚴(yán)重的污染，所以需要對(duì)于受污染地區(qū)進(jìn)行污染排除與重金屬異地轉(zhuǎn)化。

3鉛冶煉污染防治技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)鉛冶煉污染防治技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要放在“三廢”處理技術(shù)方面，“三廢”指的是廢塵，廢水以及廢渣，對(duì)于廢塵處理我國(guó)采取的是高效煙氣脫硫技術(shù)，通過(guò)雙堿法脫硫以及撞擊流渦施技術(shù)進(jìn)行除掉鉛金屬冶煉過(guò)程中出現(xiàn)的廢塵；對(duì)于廢水處理方面，國(guó)家積極研發(fā)新型的水污染處理劑，實(shí)現(xiàn)全面廢水污染的降低；對(duì)于廢渣處理方面，更大限度的利用廢渣中存在的余熱與材料，實(shí)現(xiàn)廢渣的再利用與再回收。

二、污染物質(zhì)流分析

1生命周期法確定系統(tǒng)邊界

作為匯總評(píng)價(jià)產(chǎn)品的潛在影響方法，生命周期評(píng)價(jià)一直都被用作一個(gè)產(chǎn)業(yè)或是生產(chǎn)模式對(duì)于環(huán)境產(chǎn)生的影響進(jìn)行量化，生命周期評(píng)價(jià)是進(jìn)行在一定范圍內(nèi)的原材料與能源內(nèi)容進(jìn)行輸入，對(duì)于產(chǎn)生污染物的污染級(jí)別與發(fā)展最為輸出，在進(jìn)行對(duì)于一項(xiàng)具體工藝進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)時(shí)，要規(guī)定具體系統(tǒng)的所處范圍，邊界范圍以及每一道工序?qū)τ谧詈螽a(chǎn)生的污染影響程度。

2鉛污染物質(zhì)流分析

2.1污染物產(chǎn)生與排放節(jié)點(diǎn)

對(duì)于鉛冶煉的污染物進(jìn)行防控，首先要確定冶煉的工業(yè)流程。

鉛金屬冶煉污染排放方式是多種的，首先是工業(yè)廢水排放：

鉛冶煉工廠對(duì)于產(chǎn)生的廢水選擇處理方式是不同的，鉛冶煉工廠產(chǎn)生廢水分為兩種，一種是生產(chǎn)中產(chǎn)生的含有大量金屬離子存在的廢水，其次就是用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻使用的不參與生產(chǎn)的廢水，第二種雖然排放量大，但是可以多次循環(huán)使用，而且并不包含金屬離子等有毒物質(zhì)，但是相比于它生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水污染性太大，需要精準(zhǔn)治理。

2.2污染物產(chǎn)生與排放原因分析

對(duì)于污染物產(chǎn)生原因分析是多種的，根據(jù)污染原因變化而變化，尤其是對(duì)于原料與輔料產(chǎn)生的物料，很大程度上的原因是由于工藝穩(wěn)定性差，相比于相對(duì)較差的工藝穩(wěn)定性，排污系統(tǒng)也會(huì)不穩(wěn)定，所以會(huì)產(chǎn)生難以控制的“三廢”產(chǎn)生，其次就是人員因素，環(huán)境管理人員的獎(jiǎng)罰程度不足以激勵(lì)員工對(duì)于環(huán)境的保護(hù)積極性，管理制度不夠嚴(yán)密導(dǎo)致長(zhǎng)期出現(xiàn)管理部門的缺乏管理現(xiàn)象發(fā)生。

3鉛冶煉污染防治關(guān)鍵工件

3.1冶煉工序

在對(duì)于鉛金屬冶煉污染排放治理上，首先要考慮的就是不同工序產(chǎn)生的污染，對(duì)于不同地區(qū)由于本身地區(qū)屬性會(huì)使用不同的鉛金屬冶煉工序，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外對(duì)于冶煉工序的差別較大，使用較多的是基夫賽特法與QSL法，這些工序生產(chǎn)率相比于之前的鼓風(fēng)爐法有著更高的機(jī)械自主性以及能源的少消耗性，污染更低，成本更低，所以提倡使用新型節(jié)能鉛金屬冶煉工序。

3.2“三廢”治理工藝

對(duì)于“三廢”中的廢水，采取的傳統(tǒng)治理方法是使用鐵氧體法與硫化法。但是這些方法相對(duì)比較淺薄而且無(wú)法達(dá)到深化處理的效果，所以近些年來(lái)中南大學(xué)研制出了生物制劑發(fā)與北京礦冶研究院研發(fā)出了高濃度泥漿法受到了較大關(guān)注與較好效果。

對(duì)于“三廢”中的煙氣，我國(guó)目前對(duì)于煙氣治理的流程主要分為收塵、脫硫與制酸三個(gè)方面，收塵是使用電除塵以及旋風(fēng)除塵等方式進(jìn)行對(duì)于煙氣的收集，收集效果已經(jīng)可以達(dá)到99.5%以上，脫硫是使用石灰法、氨法等方法脫去煙氣中的硫化物，制酸一般采取WSA工藝進(jìn)行制酸，可以生產(chǎn)96%以上的硫酸產(chǎn)品。

三、鉛冶煉污染防治評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

1指標(biāo)的建立原則

本章中的指標(biāo)指的是生命周期指標(biāo)，它是建立在全體物質(zhì)與能量平衡基礎(chǔ)上的評(píng)價(jià)體系，所以要考慮到原材料與能量的投入與輸出，還要兼具指標(biāo)確立的明確與科學(xué)性，便于調(diào)整簡(jiǎn)潔易懂。

2指標(biāo)初選方法

指標(biāo)初選方法主要有分析法與綜合法，分析法是度量化對(duì)象因子，通過(guò)細(xì)分指標(biāo)體系，將對(duì)象進(jìn)行分裂對(duì)應(yīng)，這是一種相對(duì)基礎(chǔ)的指標(biāo)構(gòu)建方式，大致步驟分為三步：

首先要對(duì)于指標(biāo)設(shè)立對(duì)象有較為清楚的說(shuō)明體系，對(duì)于系統(tǒng)組成的構(gòu)因有著相對(duì)明確的評(píng)價(jià)目標(biāo)；

其次就是要對(duì)于對(duì)象因子的分級(jí)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)分，多次重復(fù)細(xì)分流程，使得對(duì)象分級(jí)目標(biāo)能夠在評(píng)價(jià)體系中找到一個(gè)或是多個(gè)位置；

最后就是對(duì)于層次結(jié)構(gòu)有著較為明確的指標(biāo)構(gòu)件，成立指標(biāo)。

3評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定

最終確定鉛金屬冶煉污染排放指標(biāo)存在兩種，分別是環(huán)境管理類指標(biāo)以及冶煉工藝裝備指標(biāo)。對(duì)于環(huán)境管理類指標(biāo)包括了ISO9000達(dá)標(biāo)，即對(duì)于鉛冶煉廠內(nèi)部管理構(gòu)建與技術(shù)能力達(dá)標(biāo)；ISO14000達(dá)標(biāo)，即能夠?qū)U冶煉廠環(huán)境處理標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；勞動(dòng)安全達(dá)標(biāo)，保證鉛冶煉廠工人工作期間不會(huì)受到工作煙塵等影響身體健康。對(duì)于冶煉工藝與裝備指標(biāo)包括了原料利用率達(dá)標(biāo)，即原材料要占率總成本的消耗比重達(dá)標(biāo)；工藝水平達(dá)標(biāo)，即系統(tǒng)對(duì)于鉛也煉鋼煉鉛的具體工藝進(jìn)行考察，不允許出現(xiàn)對(duì)環(huán)境存在較大威脅性的工藝；裝備水平達(dá)標(biāo)，系統(tǒng)對(duì)于鉛冶煉廠的冶煉設(shè)備進(jìn)行考察，分級(jí)處理。

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