冶金行業(yè)固體廢物處理措施研究

楊 勇

（中國有色金屬工業(yè)西安勘察設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710054）

根據(jù)《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》規(guī)定：固體廢物是指在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動中產(chǎn)生的污染環(huán)境的固態(tài)、半固態(tài)廢棄物質(zhì)。就是說在人類的生產(chǎn)和生活活動過程中，往往有一些固體或泥狀物質(zhì)被丟棄，這些暫時沒有利用價值的物質(zhì)被稱為固體廢物。固體廢物成分復(fù)雜，數(shù)量巨大[1]。按其來源可分為工業(yè)固體廢渣，城市垃圾和農(nóng)業(yè)固體廢物。

對于冶金行業(yè)所產(chǎn)生的固體廢物帶來的污染，國家也有相關(guān)的法律規(guī)定來監(jiān)督，并且這幾年也加強了對工業(yè)固體廢物的管理，但是仍然有部分的廢物沒有得到妥善的處理。據(jù)國家環(huán)保局統(tǒng)計，全國累計堆積的工業(yè)固體廢物已達到66億噸，占地約5.5萬頃。

1 冶金工業(yè)固體廢物對環(huán)境的污染和危害

固體廢物是環(huán)境的污染源，除了直接污染外，還經(jīng)常以水、大氣和土壤為媒介污染環(huán)境。

1.1 對土壤的污染

在進行金屬冶煉工程中，其中產(chǎn)生的爐渣中含有多種有毒物質(zhì)，如果存儲不當(dāng)那么會對土壤造成了不可估量的危害。這些沒有合理存儲的爐渣經(jīng)過長期的風(fēng)吹雨淋會滲入土壤中，使土壤中污染物堆積嚴(yán)重，導(dǎo)致土壤酸化和硬化等一系列問題。個別金屬冶煉廠附近的土壤相比于其他地方土壤中重金屬的含量可以達到為百倍以上，使得冶煉廠附近的農(nóng)田無法種植農(nóng)作物，土壤中重金屬的含量如此之高，這個數(shù)字對于我們每一個人而言都是觸目驚心的。

1.2 對水域的污染

有些大型企業(yè)雖然建起了填埋場，但由于沒有采取嚴(yán)格的防滲措施和缺乏科學(xué)的管理，仍存在污染地下水的情況。此外，每年還有超過2000萬噸的工業(yè)固體廢物排入環(huán)境，其中約有1/3直接排入天然水體，成為地表水和地下水的重要污染源之一。冶金工業(yè)廢渣進入地表水和地下水，它不僅破壞了水體中的生態(tài)平衡，更是嚴(yán)重危害了人類的身體健康。固體廢物棄置于水體，將使水質(zhì)直接受到污染，嚴(yán)重危害水生生物的生存條件，影響水資源的充分利用。它們進入水體中，人類通過長期飲用它，會對我們的器官造成影響以及會慢性中毒。重金屬中毒嚴(yán)重會導(dǎo)致休克和死亡。一旦水源被全面污染，后果將是災(zāi)難性的。不是簡單的凈化器就能完全過濾的[2]。所以，加強有色金屬的處理措施是非常有必要的，且已經(jīng)迫在眉睫了。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國每年由固體廢物造成的環(huán)境污染事故約100起左右，由此造成的環(huán)境糾紛也時有發(fā)生。

1.3 對大氣的污染

固體廢物向大氣飄散，固體廢物在收運、堆放過程中未作密封處理，有的經(jīng)日曬、風(fēng)吹、雨淋、焚化等作用，揮發(fā)了大量廢氣、粉塵；有的發(fā)酵分解后產(chǎn)生了有毒氣體，向大氣中飄散，造成大氣污染。

2 固體廢物處理的常見方法

2.1 進行填埋處理

填埋場是固體廢物在區(qū)域集中處理的最終目標(biāo)，經(jīng)過不同處置方式的固體廢物最終被掩埋。因為有色金屬工業(yè)廢渣填埋場危害巨大，污染嚴(yán)重。特別是排放的重金屬鉛化合物等會嚴(yán)重影響居民的生活安全，致使男女不孕不育、癌癥的患病率大幅度增加。

所以，為了人民的生活安全，設(shè)計一個好的填埋場是重中之重。我們在設(shè)計填埋場時應(yīng)該充分考慮它的使用標(biāo)準(zhǔn)和方法以及采用的排水系統(tǒng)等問題。

2.2 采取焚燒技術(shù)

燃燒是減少固體廢物、實現(xiàn)無害化循環(huán)利用的有效途徑。隨著我國經(jīng)濟水平和能源結(jié)構(gòu)的制約，燃燒技術(shù)的發(fā)展一直被限制。近年來，燃燒技術(shù)隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活的實際需要而不斷發(fā)展。通過引進關(guān)鍵技術(shù)和裝備，建設(shè)適合中國國情的城市生活垃圾和危險廢物焚燒廠。在垃圾填埋場，當(dāng)廢物腐爛時，會產(chǎn)生甲烷氣體，如果不加以控制，可能會爆炸，導(dǎo)致進一步的全球變暖。與垃圾填埋場不同，焚燒廠不產(chǎn)生甲烷，因此使其更安全[3]。同時當(dāng)焚化爐燃燒廢物時，金屬仍然保持完整，因為它們具有高熔點。因此，使用焚燒爐可以更容易地去除和再利用金屬但是建造焚燒廠仍然需要考慮很多現(xiàn)實問題，比如對人們生活的影響、所需要的成本以及焚燒廠需要訓(xùn)練有素的人員和專職人員來操作。

2.3 固化技術(shù)

固化技術(shù)是一種穩(wěn)定的固廢處理技術(shù)。過去主要用于處理工業(yè)廢水、電鍍污泥等高放射性廢物?，F(xiàn)在主要用于重金屬的處理。它的類型主要包括化學(xué)固化、水泥固化和玻璃固化。實踐證明，固化廢渣能達到國家安全掩埋標(biāo)準(zhǔn)。這種方法也有許多不足。例如，現(xiàn)有的工藝不能有效處理含油污泥等。主要原因是泥漿含油量低、含水率高、顆粒大。而作為固體廢棄物安全處理的關(guān)鍵技術(shù)，它在其中占有無可替代的作用，想要再次進行回收利用的固體廢物，它是必不可少的一步。

2.4 循環(huán)利用

冶金行業(yè)固體廢物經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓に囂幚恚沙蔀楣I(yè)原料或能源，較廢水、廢氣容易實現(xiàn)資源化。一些工業(yè)廢物已制成多種產(chǎn)品，如制成水泥、混凝土骨料、磚瓦、纖維、鑄石等建筑材料;提取鐵、鋁、銅、鉛、鋅等金屬和釩、鈾、鍺、鉬、鈧、鈦等稀有金屬;制造肥料、土壤改良劑等。

2.4.1 銅渣的回收利用

工業(yè)廢棄物是一種非常寶貴的可利用資源。工業(yè)廢棄物的有效處理和利用具有相當(dāng)可觀的經(jīng)濟影響價值。銅渣中含有大量的可利用資源，現(xiàn)代煉銅工藝的重點是提高生產(chǎn)效率，降低爐渣中的銅含量。這部分銅礦的回收是這一階段銅冶煉渣處理的主要目的。當(dāng)然，大多數(shù)貴金屬都是在渣中與銅共生，這是可以同時回收的。根據(jù)銅渣的特性，開展有價組分分離的基礎(chǔ)理論研究，開發(fā)分離技術(shù)，實現(xiàn)有價組分的回收利用，對國民經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。銅渣的綜合利用大致可分為兩類：第一類是利用銅渣的物理性質(zhì)，第二類是利用銅渣的某些成分。銅渣具有很好的綜合利用前景，在進行選礦等過程中沒有開采成本，銅及其金、銀等貴金屬資源完全可以回收，把他們的價值發(fā)揮到了最大值。

2.4.2 鉛鋅尾礦處理的主要方法

以前尾礦庫堆存是鉛鋅尾礦處理的主要方法，但是尾礦庫堆存也存在著種種弊端，首先尾礦庫的選址較為麻煩，一般優(yōu)先選擇建在三面環(huán)山的地方，其次尾礦庫的建設(shè)還會引起耕地、植被破壞，水體、土壤污染，還會引起泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，因此現(xiàn)在對鉛鋅尾礦都提倡綜合利用。其中尾礦再選、建材生產(chǎn)、礦井充填是最常見的鉛鋅尾礦處理工藝。尾礦再選，鉛鋅尾礦經(jīng)過選廠的工藝提純后雖然主體礦物鉛鋅已無法回收利用，但是尾礦中還含有硫、鐵、重晶石、絹云母、螢石等礦物，這些礦物直接拋出不但是資源的浪費，同時也會造成環(huán)境的污染，因此在實際生產(chǎn)中根據(jù)尾礦中以上礦物的含量采用一定的工藝將其回收利用。例如硫元素一般以黃鐵礦或磁黃鐵礦的形式存在，在尾礦處理過程中可以采用浮選、磁選等工藝富集硫，當(dāng)硫元素的含量達到一定程度后可送去生產(chǎn)硫酸。建材生產(chǎn)，生產(chǎn)水泥或用作建筑墻板材料也是鉛鋅尾礦處理常用的工藝。

2.4.3 加強鉬的回收利用

鉬回收是指從廢催化劑、化合物、粉末和物料中提取金屬鉬的過程。經(jīng)過氧化焙燒、酸處理等廢鉬合金堿性處理?；厥盏你f可用于生產(chǎn)氧化鉬、鉬鐵、鉬酸銨等鉬酸鹽。從廢催化劑中回收的鉬在鉬生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位，被認為是鉬的第三大供應(yīng)源[4]。目前，鉬的二次資源主要來自兩個方面，一是鉬冶煉過程中產(chǎn)生的廢渣和廢液，二是鉬金屬制品生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鉬化學(xué)品或原料的廢渣和廢液。國際鉬協(xié)會預(yù)測，到2030年，鉬的回收率將達到35%左右。回收的鉬約70%將用于不銹鋼制造，而不銹鋼這個概念對于我們而言都是不陌生的，它也和我們的生活息息相關(guān)。鉬回收利用后用于制造它對于人類的生產(chǎn)生活也是非常有利的。其余將用于合金鋼制造工具、高溫合金、高速鋼、鑄鋼和化學(xué)催化劑。

2.4.4 粉煤灰變廢為寶

粉煤灰是燃燒后在廢氣中收集的細灰。過去，由于缺乏良好的處置方法，不僅造成了土地資源的浪費，而且造成了土壤、水源和空氣的一系列污染。如今隨著科技工程和城市建設(shè)的不斷發(fā)展，粉煤灰從路基、填料和混凝土的使用一直到水泥材料、水泥外加劑的先進應(yīng)用，大型水利樞紐工程和優(yōu)質(zhì)填料的開發(fā)，隨著城市化進程的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)對磚塊的需求量不斷加大。粉煤灰磚是由粉煤灰和其他殘渣制成的。過去的磚廠生產(chǎn)發(fā)展沒有秩序，生產(chǎn)方式落后，能量消耗高、生產(chǎn)效率低，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，資源浪費嚴(yán)重。這對促進自然資源綜合保護和利用的研究是非常不利的。因此粉煤灰磚與傳統(tǒng)磚相比具有許多獨特的優(yōu)勢。這就充分節(jié)省了資源，加強了資源的可利用性。

3 結(jié)語

綜上所述，固體廢物處理的冶煉工藝有很多種，但目前我國的固體廢物處理技術(shù)還不成熟，固體廢物資源的利用還存在一些問題，如利用率不高、處理率低等問題。并因此會導(dǎo)致固體廢物處理不徹底，給公司造成一定損失的同時也給環(huán)境帶來了重大的壓力。此外，由于加工工藝的不完善，在加工過程中也遇到了許多問題，所以國家應(yīng)加強監(jiān)測，才能使有色金屬在固體廢物中得到更好的回收利用，給公司帶來更多的效益，同時也減少固體廢物造成的污染，實現(xiàn)企業(yè)與自然的雙贏。