我國銅生產中的三廢治理及環境保護

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1。前言 我國是世界上最早生產和使用金屬銅的國傢 據查明，我國具有豐富的銅資源，工業儲量居全球第三位。銅礦山生產大量的銅精礦(品位22 )．給全國銅冶煉廠提供瞭較好的原料，促進瞭銅生產的迅速發展。但是，因為銅冶煉廠發展較快和國內用銅量較多，致使目前銅生產的原料不足，每年均需從國外進口銅精礦補充缺口，如2000年進口銅精礦(含Cu22 )約為1 50萬t，占全國總銅精礦量的10%。據統計，2000年我國Cu產量為133萬t，比1995年增長1 9 ，比1990年增長58 。預計2OO1年Cu產量將繼續增加達到14O萬t 這充分表明，我國Cu生產在近10年中獲得瞭高速的發展。隨著銅冶煉的迅速發展，生產中所產出的冶煉廢渣、廢水和廢氣等的總量也增加較快。雖然近年來對冶煉三廢進行瞭治理，但還是未達到十分滿意的結果。據不完全統計，2000年全國冶煉三廢總量比1 990年約增加50% ，但全國對三廢的治理比率不高．如2000年的達標比率約為80 ～85% 。此外，還有一些小冶煉廠對三廢治理不甚重視，嚴重地污染瞭環境，要引起高度關註，並應加強三廢治理，以保護環境及生產安全。從總的看，全國太中型銅冶煉廠已對冶煉三廢進行瞭較好的治理並取得很大成就，但對三廢治理工藝技術及裝備，管理及監測等需要進一步完善與提高，以推進整個銅生產系統發展的總體水平。 在進入21世紀過程中，我國有色金屬工業生產不斷深入地推行清潔生產技術．消除三廢，不產生或少產生，以達到從根本上保護環境，文明及安全生產。可以相信，在推行清潔生產技術中，我國銅生產也同樣會把三廢治理好，或少出與不出三廢物，將我國銅業推向新的發展階段.2．1 銅的生產簡況50年來，我國銅冶煉廠經過瞭不斷的建設和技術改造已取得瞭巨大的進展。目前已建成瞭7個銅基地，大型銅企業42個，中型銅企業101個，小型銅企業就更多瞭。據統計，我國銅產量2000年為133萬t，比199o年增長58 ，在全國10種有色金屬(A1，Ni，Pb，Zn等)中占居第二，占全國總產量的19 左右。2000年世界銅產量1 385萬t，我國占全球的9．6 ，在銅行業內占有重要位置。此外，在銅冶煉技術及裝備方面也獲得瞭很大 的發展。如在原有的傳統冶煉技術改造基礎上，我國白行研究成功並用於生產的熔池式熔煉技術(白銀煉銅法)，其技術先進，指標較高。特別是從國外引進瞭閃速熔煉技術設備和諾蘭達熔煉技術設備等，提高瞭我國銅的總體生產技術水平，把我國銅冶煉技術引向世界的先進行列，在同行業中越來越居於重要的位置。同時，近年來，我國也把先進的銅冶煉技術及設備出口到第三世界國傢。我國的銅礦床類型多，銅礦物也不少。目前我國銅礦山為冶煉廠提供的銅精礦有下列兩類：一是硫化銅礦精礦，如黃銅礦(CuFeS：)，斑銅礦 (Cu。FeSs)和輝銅礦(Cu s)等，它們是冶煉銅的主要原料 二是氧化銅礦精礦，如孔雀石[cuc0 Cu(()H)2]、藍銅礦、赤銅礦和矽孔雀石等還有一些低品位銅礦及難於處理的銅礦，它們也逐漸成為冶煉銅的原料。 根據銅礦石及銅精礦的組成和特性，選擇經濟合理的冶煉技術與設備，才能獲得質量高和成本低的銅產品。目前我國冶煉銅的工藝技術有3種方法：一是火法煉銅；二是濕法煉銅；三是選冶法煉銅 前者為常用的主要方法，全國約80%以上銅產品由其生產的。第三種方法尚在推廣中。Cu98 ～99 )．再以陽極爐精煉(除雜質得到精銅，Cu 99．3 ～99．6 )，最後以精銅為陽極，以H：SO．為介質(臺CuSO 液)在濕法電解槽內進行電解而制得電解銅(Cu 99．95 )產品f也稱陰極銅) 這是火法爍銅的主要過程。在這個全過程中產生瞭含SO 2的煙塵，各種熔煉爐渣、粉塵、陽極泥、廢電解液和冷卻廢水等冶煉三廢+必須對它們進行有效合理的治理及綜合利用，以提高效益和保護環境。 2)濕法煉銅。常用氧化銅精礦(含Cu20 )為 原料，采用硫酸浸出法【或氨浸法)處理流程。原料豎硫酸浸出銅成為CnSO 溶液(Cn1.0g/1)，再用萃取劑進行萃取及反革得含銅溶液(Cu50 g／1)，最後用電積法制得銅產品(cu>99 )。在煉銅過程中產出電解廢液要進行回收利用。3)選冶法煉銅。用低品位礦石、難選混合礦及表外礦石為原料(含Cu 0．1 ～0．3 )，可選用礦石堆浸(或就地浸出)法進行處理。一般用硫酸浸出銅成為CuSO 溶液，再進行革取及反萃富集銅，最後用電積法制得銅產品(Cu>99 )。該法過程簡單，費用較低．效益較好多年來．在火法煉銅中制得冰銅(也稱銅锍)，所用的設各較多，比較傳統的有用反射爐、電爐和密閉鼓風等．較為落後。為瞭提高銅的生產水平，我國￡】行研制瞭熔池爐技術(白銀法)，又引進瞭閃速爐和諾蘭達爐，生產中的技術經濟指標大為提高，冶煉三廢產生數量大為減少，勞動條件較好，環境保護更加有效果。 2 2 銅生產中的三廢狀況在銅生產中，由於受使用的原料品種多段質復雜，新采用的生產工藝技術及設各不同，工藝條件的差異等影響．致使生產中所產出的冶煉三廢類別多，性質異，治理難．危害大。壘國銅冶煉1)熔煉爐渣。它是在冶煉銅锍產品中產生的爐渣，其含有Cu，Fe和si等。用不同的熔煉設備可使爐渣中含Cu量有所變化，如用密閉鼓風爐熔煉時所得爐渣含Cu0.25% ．電爐、反射爐和閃速爐的爐渣分別含Cu為0.4% ,0.1% 和0.8%這類爐渣含Cu高的要進行回收。 2)酸浸出渣 在用沸騰爐焙燒銅精礦後得到的焙砂進行酸浸及過濾即獲得酸浸出渣．其含有Cu，Pb，Zn，Fe，Au和Ag等，要進行處理回收 3)轉爐渣。在用冰銅(銅锍)進行轉爐吹煉生產粗銅時，可獲得轉爐渣，其渣量較大，含有Cu5 %～ 7% ，Fe 51% ～ 54% ，Sio2：19%～ 21% ,S1 %～1.5% 。該渣可回收Cu及Fc產品。4)陽極泥。用火法精煉的銅(Cu 99．6 )為陽極泥，在CuSO-H2 SO 4體系進行濕法電解中．也可得到陽極泥渣，其含有Cu．Au，Ag，Te，Se和Pt等，是一種價高的好渣，必須進行回收。5)煙塵渣。在火法熔煉銅時，用反射爐、鼓風爐、閃速爐、熔池爐等冶煉冰銅可產生含塵煙氣；在用轉爐冶煉粗銅時產生含塵煙氣{在沸騰焙燒爐進行銅精礦焙燒時也產生含塵煙氣。一般對上述的煙氣進行電收塵後所得煙塵，其中一部分煙塵可返回作原料用．但太部分煙塵需進行綜合回收利用。據不完全統計．全國煉銅中電收塵所得的煙塵量約為5．0萬t／a．它含有不少有價金屬(如Cu，Pb，Zn，Co，Mo，Bi和Cd等)，必須對煙塵進行綜合利用回收。此外，用H SO 作淋洗浸出劑對表外礦石(含Cu o．1 ～o．3 )進行堆浸後所得的堆浸在整個火、濕法生產銅中產生大量的冶煉廢水，如熔煉爐中的大量冷卻水，沖洗設備和地面的廢水，濕法電解銅的廢電解液，萃取法提取銅後的萃餘廢液，在“堆浸—— 萃取—— 電積中產生的萃餘廢液及電解廢液，在制酸中的煙氣凈化產生的洗滌廢液等，它們的廢水類別多，性質異，產量大，具有危害性，必須進行治理後才可排放。1)冷卻廢水。在使用各種熔煉爐時必須用工業冷水對某部位進行冷卻降溫，保證設備能夠正常運行如沸騰爐、鼓風爐及轉爐等的冷卻水可不斷循環使用，但是一定時間內需將升溫的冷卻水進行降溫後再利用。3)廢電解液。在濕法電解生產陰極銅中，在電解時出現瞭電解廢液，其含有CuSO -H2SO4。和一些其它金屬雜質等，不能將廢液直接排放。5)萃取餘廢渣。在萃取法提取銅後剩下的廢液稱為萃取餘廢渣，其含少量萃取劑和H2SO4等，呈酸性pH≤2，不能排放，必須進行治理。 6)制酸洗滌廢水。在用水對煙氣進行凈化洗滌過程中產生瞭不少的的洗滌廢水，含少量煙塵和金屬元素等，需要進行治理目前對全國銅冶煉廠產生的各種廢水進行統計，全國冶煉廢水總量約為2．6億m ／a，其中一些有害廢水的處理設備不少，投資可觀。在火、濕法煉銅中產生瞭大量有害冶煉廢氣，如火法熔煉銅過程產生的大量含塵及SO2 的煙氣，在濕法H2SO4 或NH3 浸出銅中產生的硫酸霧或氨氣霧，在萃取提銅中產生的含少量萃取劑及H2SO4廢氣，在濕法電解銅中產生的H 2SO4廢氣，在制酸中有時產生H2SO 4廢氣等。這些廢氣對人體及環境具有一定的危害性。 1)熔煉廢氣(煙氣)。使用不同熔煉爐所產生的煙氣的性質有差別。如用閎速爐排出煙氣中含SO2 ≥8 ，但用反射爐的煙氣含SO2 ≤3．5 ，使在煙氣治理中產生困難。據不完全統計，全國煉銅產生的煙氣總量約為2 300萬m3 ／a，含SO 2總量約為85萬t／a，收塵總量約為5．o萬t／a(含一定量的有價金屬元素)。對於煙氣必須高度重視並進行治理。3 銅生產的三廢治理及效果在有色金屬生產中，銅的冶煉三廢占有相當大的數量，形成較多的污染源，對生產及周圍環境的污染較為嚴重。多年來，各冶煉企業對三廢進行治理，已獲得瞭極大的效果及效益同時，由於對冶煉廠進行瞭許多的技術改造，引進先進技術及裝備，大力推行清潔生產，冶煉三廢有很大的減 少，保護瞭環境下面僅列出一些典型的冶煉三廢的治理情況及其效果 3．1 冶煉固廢的治理1)熔煉渣的治理 在用反射爐或電爐熔煉冰銅中產生大量熔煉渣，其主要含Fe，si及少量Cu等。在高溫熔煉中該渣已形成玻璃體狀態，不易被漫出且毒性很小一般經水淬後的渣用下列方法處理c一是因其渣無害，可選擇適宜地方進行堆存，但占據大量土地}二是將部分爐渣，返回熔煉用，但用量較少}三是將渣直接用於鋪鐵路，做水泥配料和混凝土添加料等；四是因該渣的硬度高，經磨細後可用作噴砂除銹的較好材料。目前以後 三者為主，其利用率高達8O 以上，並取得瞭較好的效益。 2)轉爐渣的治理。該渣含Fe，Cu，Si等較高，還含少量的Co及S等治理此渣主要是回收Cu及Fe。一般采用浮選法回收Cu，用磁選法回收Fe。主要工藝過程為：轉爐排出熱渣一玲卻一破碎一細磨一浮選一銅精礦產品。浮選尾礦一磁選一鐵精礦產品原爐渣含Cu 5%～7% ，浮選後獲得Cu精礦，含Cu 18%～20% ，Cu的回收率為93%原爐渣含Fe 53%～ 54%，磁選後得到Fe精礦，含Fe58%～60%，Fe回收率為42% 。經過這種處理後可獲較好的效益。 3)浸出渣的治理。熔砂用H2SO4．浸出Cu後獲得浸出渣，含有Cu，Pb，Zn，Fe，Au和Ag等有價金屬。除瞭選用適宜工藝回收Cu，Pb，Zn和Fe之外，主要采用氰化法回收貴重的An，Ag等，其價值更高，獲得效益較好。 4)陽極泥的治理。在用精Cu為陽極進行水溶液電解中，除得到純銅產品(陰極Cu)外，還獲得瞭含有價金屬(如Au，Ag，Te，Se和Pt等)較多的陽極泥。陽極泥的治理方法較多，其中較好的治理方法是；銅陽極泥進行硫酸化焙燒後，排出煙氣用水浸出提取精硒(Se)，再用提純法制得純se。焙燒後的陽極混進行熔煉可制得氧化後期渣以回收鉍(Bi){而金銀合金進行電解精煉可制得電解Au和電解Ag{金電解廢液再回收Au，Pt和Pd；而蘇打渣可回收Te。通過上述系列的工藝過程綜合回收瞭se，Bi，Au，Ag，Pt和Pd等稀少金屬，經濟效益很高。 5)煙塵的治理。在火法熔煉中獲得瞭大量的煙塵(年約5萬t)，一般其含有Cu，Pb，Zn，CA，Bi，sb，In和Fe等。煙塵的處理工藝如下：煙塵進行焙燒後用H SO。浸出In，Fe，Zn，Cd和Cu，再用P一204萃取劑進行萃取相應元素(2～3級)，後用H SO 反萃(3～6級)分別制得Bi，In，zn，Fe，Cd和Cu等的產品 而萃餘液可回收Na SO 而浸出渣再用酸浸出的Bi液回收粗Bi 而所得渣可回收Pb精礦。通過上述工藝可獲得多種產品，效益明顯。 3．2 冶煉廢水的治理目前銅生產中產生多種廢水，品性不一，具有危害性。對於各種廢水也已能進行有效的處理和利用 據統計，全國銅生產中所產生的廢水總量約2．6億t／a，處理後的水利用率平均可達80%左右。 1)熔煉冷卻廢水的處理。在用熔煉爐煉銅中，必須用冷的工業水進行某部分設備的冷卻降溫，以保證生產正常運行。一般這方面用水占總用水量的40 左右。經冷卻後的廢水排放量很大，但其經過再冷卻後可重復利用 一般廢水重復利用率為85% 以上，效果較明顯(2)沖洗設備及地面廢水的治理 生產中各種設備有必要定期進行清洗，其廢水量不大，可合並於車間總排污管內。而各車間地面i中洗水、濕冶中洗渣水和濾料洗滌水等可並人車間排水管中流人廠內總廢水處理站進行治理及復用。洗渣水及濾水中含有價金屬多，且廢水較少，可直接返回生產工藝利用，提高效益。 3)廢電解液的治理。其包括兩種類型的廢液：一是在陽極板銅進行水溶液電解銅時所產生的電解廢液，呈酸性(H2SO4)，含有Cu，Ni和Co等，排放量較大；二是由堆授—— 萃取—— 電積後所產生的電積廢液，呈酸性(H2SO4)，含有Cu2H2SO4等，其排放量不少 前者處理後可得CaSO4，NisO4和Ca2O3。等產品，效益可觀。後者經適當凈化後可返回配H2SO4作堆浸的淋浸劑之用。 4)萃取餘廢液的治理。其含有少量煤油及萃取劑和H2SO4 等，先將少量萃取劑 集後返回萃取用之外，而餘下的廢液(pH≤4)，用廢堿性液中和後可達到排放標準(pH=7～9)。5)制酸洗滌廢水的治理。從熔煉爐排出的煙氣經電除塵器除塵後，煙氣進入凈化處理，有時用工業水進行洗滌凈化後所產生的廢洗滌水，先除去其所含的少量濕塵後，再將洗滌水進行凈化處理，以除去有害金屬元素如Pb，Zn，Cd和As等，以達到國傢衛生標準，即可排放或重用。 3．3 冶煉廢氣的治理H2SO4的工藝是：熔煉爐排出的煙氣先用餘熱鍋爐將餘熱回收後．再用電收塵器進行收塵，最後將煙氣送入凈化處理。然後經過兩次轉化，兩次吸收工藝過程制成工業H2SO4，尾氣合格排空目前國內銅回收生產的工業H2SO4 ≥98 ，灰分0．02%，Fe 0.02 %，As 0．01% ，色度<2．0 ml，透明度69 mm．可滿足用戶要求。總硫量利用率僅達67%，餘熱利用率及收塵率均較高，SO 2轉化率99．5% ，吸收率99．9% 據統計，銅生產中回收SO2。制備H2SO4 量約130萬t／a，占全國總量的20% 左右，經濟教益較好。 2)含酸霧或氨霧廢氣的治理 一般濕法處理銅精礦中，產生大量酸霧或氨霧的廢氣，其含H2SO4或NH3 量均超過國傢標準。可選用冷水吸收法凈化此廢氣。主要工藝過程為：濕法浸出銅礦排出廢氣一集風罩集氣一管道輸送一淋洗吸收塔一除氣沫一尾氣一排空用工業冷水在吸收塔內吸收酸霧或氣霧於收集池內，從而除去廢氣中的含H2SO4或NH3量，使尾氣合格排空。淋洗吸收塔下部進入廢氣，上部噴淋工業冷水，反復進行吸收達到要求為止。3)含酸電解廢氣的治理 在電解槽上部產生含少量H2SO4廢氣，用風罩集氣後，采用局部機械排風系統，將廢氣稀釋後而排人大氣中，不拇染環境。 4)萃取銅廢氣的治理 在大型萃取設備進行攪拌萃取銅中，其rf1上部排出一部分含萃取劑和H2SO4 的廢氣，可選用風罩集氣．局部機械排風，把廢氣稀釋後臺格排人大氣中，不影響環境，且保護生產場所的安全生產好 如年能夠處理表外礦石1．0億t時，可回收Cu量約6．5萬t，經濟效益較高，也可彌補目前我國Cu市場的缺口，很有意義。因此．僅這兩項綜臺利用能實現就具有極大的現實意義 4．2 推行清潔生產，確實保護環境 多年束，我國銅生產行業在推行清潔生產和保護環境方面已取得不少成績，如引進先進的技術設備(閃速爐技術和諾蘭達爐技術等)，以改造國內落後技術設備，達到降能耗，提高資源利用率，降低成本，提高SO2 濃度等，效果很好。 清潔生產是通過清潔的生產過程，使用清潔的原輔材料，清潔的工藝設備和過程自動化作業等生產出清潔的Cu產品。這是實施銅行業可持續發展戰略的關鍵，在實施“十五規劃”中應作為重要內容，以提高全國Cu生產水平，提高企業經濟效益，並確實保護環境，實行文明生產 4．3 改進三廢治理，提高治理比率目前全國大中型銅冶煉廠對三廢治理較為重視，且已獲得巨大成就，但三廢治理的總比率還不高，目前大中型企業僅達80% 左右，而小型企業則更低。今後通過對企業的技術改造、使用先進工藝設備和全自動化作業，可大大地提高三廢治理總比率，達到85 左右，其中廢渣治理可從75%～ 80% 提高至80%～85%廢水治理可從70% ～75% 提高至75 %～80% ，廢氣治理由75% ～80%增至80 ～85 ，從而進一步提高鍋生產三廢治 理總體水平，保護環境 Tags:禮品,souvenir,贈品,文具,紀念品,環保,環保袋批發,禮品訂造,筆,餐具,帆布袋,canvas bag,獎座,毛巾,水樽,袋,recycle bag,環保袋,tote bag,shopping bag,bag,傘,gift,gifts,premium,cup,stationery,folder,pen,USB,禮品,souvenir,贈品,文具,紀念品,環保,環保袋批發,禮品訂造,筆,餐具,帆布袋,canvas bag,獎座,毛巾,水樽,,網頁設計,seo,,Web Design