冶金百科 | 有色冶金过程污染源

2023-06-09 10:56:00 来源：中冶有色技术网

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简介：由于国内铝土矿资源的铝硅比普遍偏低，因此氧化铝的生产过程一般都需要使用大量的水，同时也产生了大量外排废水。据有关资料统计，国内大型氧化铝厂外排废水可达4~6万m³/d。氧化铝生产废水主要来源于现场的含碱废液、生产设备冷却水、工厂自备热电厂的生产污水及其他附属单位的生产排水。赤泥及其含碱附液是氧化铝厂的主要环境污染因素。

有色冶金过程污染源

铝冶金过程污染源

氧化铝生产过程污染源

由于国内铝土矿资源的铝硅比普遍偏低，因此氧化铝的生产过程一般都需要使用大量的水，同时也产生了大量外排废水。据有关资料统计，国内大型氧化铝厂外排废水可达4~6万m³/d。氧化铝生产废水主要来源于现场的含碱废液、生产设备冷却水、工厂自备热电厂的生产污水及其他附属单位的生产排水。赤泥及其含碱附液是氧化铝厂的主要环境污染因素。赤泥附液的成分有K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、OH^-、F^-、Cl^-、SO^2-₄等，含Na₂O2～3g/L，pH为13左右。含碱附液的渗透或流失是造成氧化铝厂周围地区水体和土壤碱污染的主要原因。我国氧化铝产量2013年为4438万t，年产赤泥量已达5000万t左右，但目前我国赤泥整体综合利用率不到10%。中国氧化铝生产废水排放已得到控制，大部分氧化铝企业的碱性生产废水基本上已实现回收利用，实现了废水零排放。氧化铝厂各种炉窑和干物料破碎、储运设施排放的颗粒物和含有SO₂、NO_x、CO、CO₂等污染物的废气，也是对厂区周围环境空气造成污染的因素。我国氧化铝企业均采用收尘系统减少粉尘排放，并对此制定了排放标准。

电解铝生产过程污染源

电解铝生产中的大气污染源主要来自三个部分：电解槽、物料储运系统以及阳极组装系统。其中电解槽烟气是主要的大气污染源，目前铝电解槽烟气中的氟化物均采用烟气净化系统进行净化，采用氧化铝吸附脱去烟气中的氟化物及烟尘，再返回电解槽;净化后的烟气排放到大气中。国家对铝电解烟气排放制定了标准。电解铝厂产生的固体废物主要是电解槽大修时产生的废渣————电解槽废槽衬，主要由废阴极炭块、阴极糊、沉积物、耐火砖、保温砖等组成，以废阴极炭块数量为最大。废槽衬吨铝产生量20~35kg，以此计算，全国目前废槽衬年排放量高达约50万t。由于废阴极炭块在电解槽运行过程中吸收了大量的氟，使其中含氟量最高可达10%以上。废槽内衬中的废炭块、扎糊、沉积层浸出液中可溶氟浓度大于100mg/L，废炭块中氰化物浓度大于5mg/L，属危险废物。

铜冶金过程污染源

铜冶金过程中产生的废气主要来源于备料过程产生的含尘废气、工业炉窑烟气、环保通风烟气、电解槽等散发的硫酸雾、氯化处理工段产生的含氯尾气、制酸尾气等。铜冶炼过程中产生的废水主要来源于SO₂烟气净化洗涤排出的废酸，湿法冶炼中的阳极泥工段、中心化验室排出的含酸废水、车间地面冲洗水、工业冷却循环水的排污水、余热锅炉排污水、锅炉化学水处理车间排出的酸碱废水和硫酸场地的初期雨水。其中烟气净化排出的废酸中含重金属离子等有毒有害物质，对环境的污染最为严重。铜冶炼排放的固体废物主要有冶炼水淬渣、渣选矿尾矿、浸出渣、制酸系统铅渣、污酸处理系统的砷滤饼及石灰中和渣、脱硫副产物等，污酸处理砷滤饼和石灰中和渣属于危险废物，砷害的安全处置是铜冶炼系统亟待解决的难题。

铅锌冶金过程污染源

铅冶炼企业铅尘的来源可分为三类：①低温作业区的机械尘，主要包括原料库、配料、混料、物料制备、转运、烟灰输送等过程产生的铅灰尘，含铅量一般在40%以上;②炉窑的加料口、喷枪口的机械尘和挥发尘，以及由于操作失误导致的烟气外溢等;③高温作业区的挥发尘，包括炉窑排铅口、放渣口外溢的含铅烟尘等。铅尘具有粒径分布范围广，分散度高的特性，普通的布袋收尘效果不理想，加之工厂产尘点多，通风量大，导致铅尘的无组织排放量较高。铅冶炼企业的废水主要来源于制酸的动力波净化工段，该废水含有10~30g/L硫酸和少量F、Cl、As等，通常采用石灰中和法处理。对厂区内收集的前期雨水，通常采用过滤后返回水淬的办法，基本不外排。铅冶炼企业烟化炉产出的水淬渣，目前大都作为一般的工业固废外售给水泥厂。由于该水淬渣中仍含有约1%的铅和锌，作为水泥原料，其对环境的影响在短期内尚不明朗，需要引起相关部门和生产企业的关注。

铅冶炼企业的另一个隐性污染源是As污染。由于铅物料中或多或少均含有一定量的砷，在熔炼过程大部分砷进入粗铅，并最终在铅阳极泥中富集。目前铅冶炼企业的铅阳极泥大都采用转炉灰吹的办法，首先脱除阳极泥中大部分的铅、锑、铋、锡和砷，得到贵铅再精炼回收贵金属。

锌冶炼过程的主要污染源是冶炼废渣和废水。锌冶炼渣在某种程度上也是造成“血铅”事件的帮凶。锌冶炼渣有浸出渣和除铁渣两大类。根据冶炼工艺的不同，锌浸出渣和除铁渣的成分也有很大的变化。目前我国的锌冶炼以沸腾焙烧——热酸浸出——铁矾除铁工艺为主流，热酸浸出渣中通常含有6%～10%的铅、6%~10%的锌和200～300g/t的银，铁矾渣中通常含有3%~5%的锌，和锌精矿伴生的铟、镓等也富集在铁矾渣中。粗略估算，一个年生产10万t锌的冶炼厂每年约产出4万t的热酸浸出渣和5.5万t的铁矾渣(干基)。上述冶炼渣中通常含有30%以上的水分，无害化处理成本高，因此，除少数处理高铟锌精矿的冶炼企业采用回转窑挥发进行无害化处置外，大多数均采用堆存的方法，把热酸浸出渣和铁矾渣区别堆存或填埋，存在着较大的污染隐患。锌冶炼废水主要来自浸出、固液分离、净化、电解等车间的跑、冒、滴、漏和地面冲洗;制酸工序的稀污酸及厂区内收集的前期雨水等。锌冶炼废水中通常含有一定量的铅、锌、汞、镉、铜等重金属阳离子和氟、氯、砷、硫酸根等有害阴离子。由于我国南方雨水较多，当地的锌冶炼厂很难做到冶炼废水的“零”排放。

氧气浸出技术(包括氧压浸出和常压富氧浸出)解决了SO₂的产生和由此导致的SO₂污染问题，但仍然没有从根本上解决浸出渣中伴生铅、银、汞的回收和无害化处置问题，还带来了硫磺渣后续处理的安全隐患。采用氧压浸出的丹霞冶炼厂产出的浸出渣经热滤回收单质硫后，富含铅、锌、银、汞的热滤渣目前临时堆存在库房中，尚无好的处理办法;采用常压富氧浸出的株冶集团产出的浸出渣目前临时外售给某制酸企业生产硫酸，硫酸烧渣再返回株冶集团的铅冶炼系统。锌冶炼企业的另一个隐性污染源是汞污染，尤其是高汞锌精矿，在焙烧过程，大部分汞进入烟气，虽然可以采用专门的脱出技术(KI法、氯化汞配合法、硫化钠法等)回收大部分汞，但仍有少量汞会进入稀污酸中。

镁冶金过程污染源

白云石煅烧和还原炉焙烧产生的含粉尘及SO₂、CO₂等的烟气，必须采用收尘和净化系统处理后再排放。目前，我国热法炼镁企业主要采用收尘系统对冷却后的烟气进行净化;各种上下料、运输和配料系统产生的粉尘，一般均进行收尘后排放。还原渣是热法炼镁的主要固体废弃物，吨镁产量产生5～6t还原渣，其中主要矿物组成是2C_aO·SiO₂，还有少量的氧化镁和氧化铁，特别适合于水泥生产。目前部分原镁生产企业已回收还原渣用于生产水泥。