有色金属冶炼对环境有什么影响?
主要是工业上说的废水废气废渣.
废水——主要是湿法冶炼过程中(酸性浸出、碱性浸出、萃取、制备硫酸、洗渣等)排除的工业废水,其一般含有重金属,如铜、锌、铅、镉、钴等,特别是镉、铅、钴等毒性大的金属,会对土壤、江河等造成污染.造成的土壤污染主要是改变土壤的性质,造成植物死亡、无法种植庄稼等,或者庄稼作物含超标的重金属元素;未经处理或为达到排放标准的废水直接排入江河,会造成江河的污染,不但使得其中的生物死亡,也直接影响到人类用水.近几年出现过影响很坏冶金污染事件,如株洲冶炼厂排放的污水直接排入湘江,导致湘江污染很严重;韶关冶炼厂排放的污水导致珠江水重金属超标,直接影响珠江下游居民饮水,冶炼厂附近的农田无法种植水稻,居民的血铅严重超标等等;广西龙江河镉污染事件等等.这些都是简报了的,还有很多没有报道的.
废气——主要是火法冶金排放的废气,其中主要含有二氧化硫等有害的气体.含二氧化硫的气体遇到雨天就会变成酸雨,酸雨对土壤、植物、江河等有很大的危害.因为废气是流动的,往往形成酸雨降落下来的地方不是排放源地,甚至远在万里之外.这里报道是有挺多的,只不过没有很明确的指出是谁排放的废气.
废渣——无论是湿法冶金还是火法冶金都有废渣.火法冶炼得到的渣基本是稳定的,不会因为雨水或者时间会使得其中的有害金属进入土壤或水中造成污染,但是其排放量大,目前的技术有无法使其得到合理的使用,使用占地大,也是目前要处理的问题之一.而湿法冶金过程中得到的渣,用于采用酸性浸出或者碱性浸出,使得其中的铅、镉、钴等有害金属化合物变成不稳定的化合物,堆放时间长了或者露天堆放遇雨水,其中的不稳定的化合物会分解加入水中,使铅、镉、钴等进入水中,污染土壤和水.影响很恶劣的广西龙江河镉污染事件就是这类.
大气污染物:主要有烟尘、二氧化硫、氮氧化物
水污染物:化学需氧量、氨氮、石油类、六价铬、铅锌镉等重金属类和少量氰化物,
以及含重金属类的固体危险废物和炉渣。
此外还有噪声污染,放射性污染等。
在有色金属行业大力发展的同时,我们也要高度关注过程产能高度扩张的问题,应严格按照产业相关发展规划和产业政策,控制过剩产能的盲目扩张,对能耗高、污染度高、废弃物排放量高的落后生产工艺、设备和技术要加快淘汰步伐。对于一些违背政策意愿不予执行的企业,采取必要措施责令其停产整顿或直接关闭,对整改后企业要严格环保准入和审批流程,确保从源头上控制污染物的增加,对不符合国家环保要求的项目审批要及时予以否决,对无法达到国家环保要求的项目采用不予验收或试生产的方式,并根据行业区域的实际情况,实行限批政策,有效控制有色金属企业数量。
(二)加快技术创新
要想从根本上治理有色金属行业环境污染问题,还是需要将主要力量集中在技术层面的投入,重点研究有色金属产业链的新工艺、新技术、新产品,并加快对传统工艺的更新,大力向企业推进新工艺、新技术和新设备,积极构建科技服务体系,持续科技创新体系保障体系的完善。此外在节能减排方面,也需要利用科技创新和先进管理推行技术性节能、能源循环利用转换、能源梯级利用方式等,切实提高企业集约化程度,以采选高效节能技术工艺为重点发展对象,以设备更新为辅助手段,进一步优化原料构成,提高精料配比,最终达到节能能源的目的。最后在环保层面,我们需要就当前清洁型设备为中心展开技术集成创新。
(三)强调循环式经济模式
大力发展循环式经济模式,也就是强调资源的可循环使用,以企业来说,需要不断推行清洁生产和资源循环利用技术,尽最大的力量消除有色金属行业“三废”污染源。要想健康持续地发展有色金属工业循环经济,必须要围绕采选、冶炼及加工的每一个流程,有效改进有色金属的采矿和选矿方法、冶炼技术和工艺技巧,进一步提高资源的开发利用率。我们还应该针对机械生产能力进行效率提高措施,提高矿山开采回采率,有效降低开采损失和矿山贫化。对有色金属企业排放污染物进行综合利用和处理,如对采矿产生的废石、选矿产生的尾石、冶炼废渣、有害烟气和废金属的回收利用,实现有色金属行业整体循环经济发展态势趋向可观的一面。
(四)加强节能减排管理
当前我国有色金属行业面临的节能减排问题的形势仍然十分严峻,一来经济增长速度持续加快,但却没有改变产业结构重型化的格局,虽然已经通过加大技术改进和强化管理大幅度提高了能源利用率,但仍需在结构重型化层面着重力量去改变现状。而且就目前管理体制来看,存在着认识不到位、结构调整缓慢、建设工作滞后、相关政策不健全、监管工作不到位、基础环节不流畅等各种问题。
(五)实施专项治理工程
针对一些以往被忽视的问题,尤其在重金属排放领域,建议实施一些专项治理工程,比如针对SO2排放,目前业界采用高效湿法脱硫技术、金属氧化物脱硫技术、活性焦脱硫技术等SO2排放削减技术。汞削减技术,主要采用波利顿脱汞技术、气象分离高温收集净化技术、活性炭脱汞技术等。镉、砷削减技术,主要是以控砷、脱砷、固砷、无砷为核心思路,采用高压富氧脱砷技术、臭葱石沉淀固砷技术等,构建含砷固废无害化处理的体系,达到砷削减的目的。然后再运用富镉液提镉新技术,锌冶炼废渣回收等,实施镉削减工程。
废水——主要是湿法冶炼过程中(酸性浸出、碱性浸出、萃取、制备硫酸、洗渣等)排除的工业废水,其一般含有重金属,如铜、锌、铅、镉、钴等,特别是镉、铅、钴等毒性大的金属,会对土壤、江河等造成污染.造成的土壤污染主要是改变土壤的性质,造成植物死亡、无法种植庄稼等,或者庄稼作物含超标的重金属元素;未经处理或为达到排放标准的废水直接排入江河,会造成江河的污染,不但使得其中的生物死亡,也直接影响到人类用水.近几年出现过影响很坏冶金污染事件,如株洲冶炼厂排放的污水直接排入湘江,导致湘江污染很严重;韶关冶炼厂排放的污水导致珠江水重金属超标,直接影响珠江下游居民饮水,冶炼厂附近的农田无法种植水稻,居民的血铅严重超标等等;广西龙江河镉污染事件等等.这些都是简报了的,还有很多没有报道的.
废气——主要是火法冶金排放的废气,其中主要含有二氧化硫等有害的气体.含二氧化硫的气体遇到雨天就会变成酸雨,酸雨对土壤、植物、江河等有很大的危害.因为废气是流动的,往往形成酸雨降落下来的地方不是排放源地,甚至远在万里之外.这里报道是有挺多的,只不过没有很明确的指出是谁排放的废气.
废渣——无论是湿法冶金还是火法冶金都有废渣.火法冶炼得到的渣基本是稳定的,不会因为雨水或者时间会使得其中的有害金属进入土壤或水中造成污染,但是其排放量大,目前的技术有无法使其得到合理的使用,使用占地大,也是目前要处理的问题之一.而湿法冶金过程中得到的渣,用于采用酸性浸出或者碱性浸出,使得其中的铅、镉、钴等有害金属化合物变成不稳定的化合物,堆放时间长了或者露天堆放遇雨水,其中的不稳定的化合物会分解加入水中,使铅、镉、钴等进入水中,污染土壤和水.影响很恶劣的广西龙江河镉污染事件就是这类.
所谓有色金属是指除铁、铬、锰等几种黑色金属之外的多种金属的统称。在自然界103种元素中,有色金属占64种,是元素周期表中最庞大的“家族”。其中,铜、铝、铅、锌、锡、镍、锑、钛、镁、汞等10种有色金属被视为“家族”中的“十大金刚”。在当今社会,有色金属扮演了极为重要的角色,被广泛应用于工业、农业、交通、运输、建筑、航空航天、信息、军工、医疗等领域。
然而,有色金属工业是一个高能耗的产业。从有色金属的矿石开采、选别、熔炼、精炼到加工成材,每一个作业,每一个工序,都要消耗大量的电、煤、燃油等能源。以钢生产为例。我国每生产1吨金属铜需开采151吨矿石,露天开采和坑采1吨原矿需耗标煤(即1公斤发热值为7000大卡或 2.9 X 107焦耳的煤炭)分别为 0.6公斤、 4.55公斤,选别处理 1吨原矿的能耗为 4.4公斤标煤,从铜精矿熔炼成粗铜,每吨粗铜的工艺能耗为1.04~3.3吨标煤,对租铜进行电解,每吨电解的电能消耗相当于标煤35~40公斤。据统计,1994年我国10种有色金属的总产量为394.52万吨,消耗电能387.4亿度(相当于全国发电量的1/15)、煤炭 897万吨、焦炭 124万吨、重油 47.5万吨、汽油 9.52万吨、 柴油11.74万吨、天然气3586万立方米,共计相当于标煤2542万吨(相当于全国煤产量的l/40),位居全国能耗大户前10名。因此,降低铜、铝、镍、钛、镁等有色金属生产中的能耗,会大大缓解我国能源紧张问题。
解决有色金属工业生产能耗过高问题的途径有三种:
1)加强管理,严格操作规程,减少人为浪费现象。
2)依靠科技进步,改进工艺技术,重视余热利用。以铜的火法冶炼生产为例。它分为冰铜熔炼、粗钢吹炼、电解精炼三个主体作业单元,其中冰铜熔炼工艺的优劣则是决定钢生产能耗高低的关键。近年来,采用富氧闪速熔炼工艺,使钢生产能耗大大降低,比采用传统工艺生产铜降低能耗达30%。此外,在氧化铝制备工艺上采用串联法,并开发出智能控制的大型预焙电解槽,可使能耗降低20%~25%。
3)通过回收利用废旧金属,寻求代用材料,减少有色金属消耗,从而达到节能降耗之效。以再生锡为例。生产100万吨再生铝可节省铝土矿600万吨、碳素材料60万吨,而1吨再生铝的能耗仅为原生铝的5%,可见重视有色金属的回收再生,对于减少能耗有多么重要。寻求有色金属的代替品是降低能耗的一种间接方法。如近年来,采用光纤电缆取代传统的铜电缆就是一例。45公斤光纤就相当于1000公斤铜线的信息传输量,而生产45公斤光纤的能耗只有1吨铜线的5%。所以,积极开发新材料,取代耗能高的传统材料,也是节能降耗的一个重要途径。
http://qxkx.net/qxkx/kxmc/15-1.htm
节能将是有色发展主旋律
有关部门近日编写完毕的《有色金属工业中长期科技发展规划(2006-2020年)》明确,今后15年,我国在有色金属工业持续发展中将坚持节能优先,降低单位产品能耗,遏制能源消费总量增长过快,努力推进结构节能、技术节能、能源转换和梯级利用。
五年来,我国十种常用有色金属产量增长了2.08倍,年均递增15.8%;2005年达到1630万吨,连续四年位居世界第一。但是,我国有色金属工业中长期存在的高能耗问题仍然十分突出。目前,我国有色金属工业单位产品能耗为4.76吨标准煤,能耗约占全国能源消费量的3.48%。其中铜、铝、铅、锌冶炼能耗占总能耗的90%以上,而电解铝又占有色金属总能耗的75%。2005年我国累计生产电解铝780万吨,耗电约1170亿千瓦时,约占全国发电量的5%。我国有色金属行业单位产品能耗比国际先进水平高15%左右。
针对这一问题,《发展规划》提出,今后15年,要从五个方面着手降低单位产品能耗。首先,要提高企业生产能力和集约化程度,采用先进工艺和大型装备,提高能源使用效率。要重点发展采选高效节能工艺和设备,自热强化熔炼和电解工艺,设备和自动控制技术,湿法冶金节能技术,电解铝液直接连续制备合金铸造坯、铸轧板坯,有色金属加工节能技术等。其次,要加强炉窑保温,改进燃烧方式和气氛,提高热效率。第三,要对余热资源充分加以回收利用。第四,要以信息技术为核心,节能技术优化集成,把生产过程能源利用效率始终控制在最佳状态,达到系统节能目的。第五,要优化原料结构,提倡精料方针,节约能源。
根据《发展规划》,到2010年,我国氧化铝综合能耗降到800千克标煤/吨以下;电解铝综合交流电耗将降到14300kwh/吨以下;铜、铅、锌产量的70%其综合能耗将接近或达到世界先进水平。
工业行业重金属污染有救吗?
以节能减排为核心,以污染预防为重点,以提升科技水平为切入点,一定能找到突破口
“重金属污染主要是工业行业造成的。”中国工程院院士、环境保护部清洁生产中心主任段宁说,我国工业行业重金属污染具备排量大、浓度高,空间集中、行业集中,设备老化,技术落后等特点。行业单位产品的重金属排放强度是全国平均值的近7倍;其中有色金属矿(含伴生矿)采选业、有色金属冶炼业、含铅蓄电池业、皮革及其制品业、化学原料及化学制品制造业这五大重金属污染重点防控行业的重金属排量占总排放量的95%以上;我国相当一部分工业行业投产年代已久,设备老化严重;企业规模小、技术落后情形在涉重行业普遍存在。
工业行业重金属污染如何防治?段宁结合电解锰行业的实际案例,提出了一套清洁生产全过程控制思路,即以节能减排为核心,以污染预防为重点,以提升科技水平为切入点,以工艺清洁化、设备密封化、运行自动化、计量精准化为突破口。他提供的实际案例中包括了减量技术案例、替代技术案例和回用技术案例。
在减量技术案例中,他介绍了湖南金旭冶化有限责任公司采用的电解锰行业废水全过程控制技术。这家公司废水排放量大,氨氮排放量曾居全国前列;重金属(铬、镉、铅)产生点位多;电解液、钝化液、金属粉尘直接洒落。公司采用电解锰行业废水全过程控制技术,设计和实现了3次减量、两次循环的大型设备(与5000吨电解锰生产线配套),实现了水污染物的近零排放;开发了连续出槽、入槽工艺,实现省电8%以上,提高产能20%以上;将激光定位、机械手、自动控制等高新技术引入了电解锰行业。
据段宁介绍,在回用技术方面,目前企业广泛采用的是“还原-中和沉淀法”,这种方法极易造成铬的二次污染。而贵州太丰锰业有限公司(两万吨/年)采用了电解锰含铬废水资源化技术,这项技术已在松桃太丰电解锰厂建立示范工程。通过工程实施,太丰电解锰厂年回收废水中铬资源46吨,经济效益达92万元,年节省铬渣处置费用48万元。
与会代表表示,重污染行业遵循清洁生产全过程控制思路,特别是工艺清洁化、设备密封化、运行自动化、计量精准化“四化”要求,对重金属污染防治很有启发。
能实时监测污染吗?
我国重金属污染监测需求特殊,急需运用成套技术装备和性能先进的仪器,全面覆盖“三相五毒四手段”
当前,我国重金属污染监测技术装备面临诸多问题:在线监测技术装备门类不齐,实时连续感知手段缺少;现场快速检测技术装备落后,应急工作被动;技术装备未实现产业化或产业化程度低,规模效应小;进口设备价格昂贵、服务缺少、普及困难等。
同时,在实际工作中,重金属污染监测还有特殊困境:技术手段单一,应用成套化程度低,不符合综合防治需求;现场工况恶劣复杂,进口传感器适应性差,不满足应用需求;幅员辽阔,污染严重,需要搭建世界上最庞大的环境监测网。
针对这种状况,中国环境监测总站研究员杨凯在交流会上作了题为《“十二五”重金属污染监测需求与技术现状》的报告。杨凯认为,“十二五”时期重金属污染监测最急需的是成套的技术装备和性能先进的仪器。
技术装备成套方面,他向与会代表介绍了“三相五毒四手段”。“四手段”即环境预警、环境监督、微调工艺;环境执法、污染调查、环境教育;例行监测、学术研究、环保仲裁;立体监测、同步监测、事故跟踪。
杨凯强调说,在新形势下,只有推广有机整合应用“四手段”监测成套化技术装备,才能遏制汞、镉、铅、铬、砷环境“五毒”的排放与迁移转化,全面保护气、水、固体环境“三相”,切实保障民生,促进社会和谐。
杨凯在报告中还介绍了“十二五”重金属污染监测的特殊需求。一是“装备成套”:监测技术全面覆盖“三相五毒四手段”,为环境三相重金属污染防治提供科学、完备的技术装备体系。二是“应用成套”:系列装备要满足重金属监察执法、监测及污染预警应急等“应用成套”需求,为环保部门立体监管提供利器。三是要求研制应用的重金属监测技术装备指标达到先进水平,逐步满足成套监测技术设备性能先进的需求。
科技支撑能跟上吗?
下一步将完善政策标准体系,注重科学性、系统性、实用性,加强技术示范与评估
针对重金属污染防治工作,环境保护部已经在科研、标准、技术支撑上做出全面安排。科技标准司副司长刘志全介绍说,目前,重金属污染已被列入水专项、环保公益型项目的重点支持方向。环境保护部积极组织与重金属污染防治相关的项目,并加强了对历年相关项目的管理。其中水专项在“十一五”期间开展了湘江重点污染源削减关键技术研究与示范,取得了阶段性成果,近期将进行验收。
从2007年开始,国家环保公益型项目先后安排了超过1亿元的资金,涉及重金属污染防治方面有近30个项目,包括长株潭重金属矿区污染控制和生态修复技术研究、有色金属冶炼重点行业重金属污染控制和管理支撑技术研究等,其中一批研究成果已得到应用。
刘志全表示,环境保护部科技标准司注重技术引导,特别是制定了与重金属污染治理相关的一些技术政策、最佳可行技术指南、工程技术规范,涵盖铅锌冶炼、钢铁行业、电解锰等行业。
在标准方面,环境保护部已经陆续发布了钢铁、电解锰、炼选矿、陶瓷、有色金属工业排放标准及清洁生产标准,标准力度越来越大,指标越来越严格。刘志全表示,下一步,将继续健全政策体系,完善标准。在标准方面,注重科学性、系统性和实用性,特别是补充重金属污染对人体健康影响的判定,包括环境质量标准中重金属的指标和限值。
刘志全说,今后要加大技术示范和推广力度,加强技术政策的引导。积极开发和推广安全高效、能耗物耗低、环保达标、资源综合利用好的先进工艺技术和装备。包括建立清洁生产和污染全过程控制的技术体系,加强重金属污染治理修复技术的开发和应用。“要推广一批经济适用的技术,特别是一些已经成功应用的技术和项目,加大向全国辐射推广的力度。”
治理技术瓶颈怎样突破?
在重金属废气治理、污染土壤修复、含重金属废物综合利用等方面,都缺乏经济适用的技术;建议建设示范项目进行技术集成与创新
作为此次会议的“东道主”,湖南省环保厅常务副厅长王会龙在会上指出:“重金属污染治理有资金、技术上的困难,但最大的瓶颈在于技术。”
他说,目前,重金属污染治理技术总体来讲是需求量大与供应不足的矛盾。“科技成果、技术成果供应不足,还跟不上防治的步法。比如在重金属废气的治理上,在重金属污染土壤的修复方面,在含重金属废物的综合利用方面等,都缺乏经济适用的技术。在协同减排方面的技术也非常缺乏。”
王会龙说,重金属污染,污染因子很多,治理其中一、二种在技术上可行,协同减排、综合解决问题就比较困难。“重金属污染防治迫切需要科技支撑,尤其是经济适用技术的技术突破。”
对此,北京矿冶研究总院环境工程研究所副所长杨晓松表示,重金属污染治理必须坚持“源头削减―过程控制―末端治理”的综合防治技术路线,同时要实现环境治理区域化、社会化。“要从企业封闭、孤立的‘三废’治理模式,转变为污染典型区域(矿区或大型联合企业)环境综合整治和社会统筹安排的治理模式。”
他同时指出,目前,我国缺乏重金属污染防治技术管理嵌入环境管理和形成常态化管理的机制;相关技术评估体系建设滞后,缺少量化的技术评估检测平台;缺少“产生―加工―应用―回收”全过程的重金属污染综合防治技术管理体系等。
杨晓松在会上建议,要严格执行相关的法律法规、产业政策和行业准入条件,淘汰落后产能。在污染防治工作中,注重全过程控制和必要的末端处理,实现“工艺、环保一体化”。在相关技术研发方面,他建议应由注重单项处理技术向有价金属回收技术和技术的集成和协同方向转变。
针对重金属污染治理过程中的技术瓶颈,湖南博世科华艺环境工程有限公司副总经理成一知的建议是:建设示范项目,进行技术集成与创新。
具体来说,就是根据园区土壤/废渣及水体底泥的重金属污染特征,综合考虑污染物种类、形态、规划用地性质、治理目标及治理成本等因素,开展化学稳定固化技术、植物修复及微生物修复等生态治理技术有机结合的重金属污染土壤/场地治理技术集成与创新性研究和工程示范,实现重金属污染治理技术的本土化、系列化、区域化应用。
有色金属工业是包括从有色金属矿石的开采、选矿、冶炼、合金制取到加工的工业体系。绝大多数有色金属在自然界中含量少、矿石品位低、矿物种类繁多,且又多种元素共生,大都以硫酸亚铁化物形态存在,这就使有色金属工业生产工艺复杂、工序多、流程长而且危害多。其主要特点有: (1)矿石品位低,使采矿量大,选矿、冶炼工艺流程长。如品位0.5%的铜矿就有开采价值,而品位30%的铁矿则是贫矿。铜精矿需要4~5道生产工序才能炼出铜,而铁矿石一道工序就炼出铁,两道工序可炼成钢。 (2)有色金属冶炼是复杂的物理化学反应过程,反应速度很快,进行剧烈的能量转换和释放,反应速度控制不好就会发生事故。 (3)产生和使用大量有毒、有害和易燃易爆物质。如液态二氧化硫、液氯、煤气、氢气、氧气、重油及各种有机萃取剂等。这些物质危险性大,容易发生泄漏引起火灾和爆炸。如镁、铝、钠、钾、钛等有色金属,其本身即是易燃易爆物质。 (4)生产中使用大量的强酸、强碱等强腐蚀性物质,会造成厂房、设备腐蚀严重、寿命短,而容易潜伏重大事故隐患。 (5)有色金属及其化合物大多是有毒物质。如铅、镉、砷、汞、铍等,在生产中容易使作业人员中毒。如铅中毒、砷化氢中毒、汞中毒,等等。 (6)有色金属生产较之钢铁生产的企业规模小,非标准设备多。由于要对多种金属进行综合回收,需要多道工序和复杂的分离提纯技术;各种渣子、烟气、废液需要反复提炼和倒运;此外,机械化水平低,手工操作多,劳动强度大,生产连续性也差。 (7)有些元素,本身就是放射性元素,也有些金属本身虽无辐射性危害,但其矿物中含有放射性元素,如铌精矿、钽精矿、锂精矿,对人体会造成危害。 有色金属生产过程中的尘毒有较大危害,高温辐射和噪声对人体也有危害,加以作业条件和生产环境差,防治职业病和环境污染任务较艰难。