铅冶炼行业现状及重金属污染防治对策分析

2018年 5月上 世界有色金属1
铅冶炼行业现状及重金属污染防治对策分析
张 飞，曾 科
（长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南　长沙　４１００１１）
摘 要：
随着有色金属消费量和产能的不断扩大，排放至环境中的重金属量也不断增长。

国内外曾相继爆发过重金属污染事件，重金属污染事件不仅考验企业，同时也对政府部门的监管能力提出质疑，可能引发公众与企业和政府之间的矛盾。

为控制和预防生产过程中的重金属污染问题，我国经历长期的摸索实践，目前已具备了相对完善的重金属污染防治监管方法。

为实现铅冶炼行业重金属污染防治，促进铅冶炼行业的绿色发展，本文以重金属污染成因之一的铅冶炼行业为对象，综述了我国铅冶炼行业产能及生产技术简况，介绍了铅冶炼重金属污染防控重点，以及生产工艺过程、“三废”治理技术、政策与环境管理三个方面的对策措施，分析了重金属污染防治技术发展趋势。

关键词：
铅冶炼；重金属污染；防治对策中图分类号：Ｘ７５８ 文献标识码：Ａ 文章编号：
１００２－５０６５（２０１８）０９－０００１－３Analysis of lead smelting industry situation and countermeasuresforprevention and treatment of heavy metal
pollution
ZHANG Fei,ZENG Ke
（ＣＩＮＦ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００１１，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｏｎ－ｆｅｒｒｏｕｓ　ｍｅｔａｌ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ，　ｔｈｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌｓ　ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｉｓ　ａｌｓｏ　ｇｒｏｗｉｎｇ．Ａ　ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｉｎｃｉｄｅｎｔｓｈａｖｅ　ｂｒｏｋｅｎ　ｏｕｔａｔ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ．Ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ　ｔｅｓｔ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ，　ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｃｈａｌｌｅｎｇｅｄ　ｔｈｅ　ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ　ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ　ｃａｐａｃｉｔｙ，　ｍａｙ　ｃａｕｓｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｐｕｂｌｉｃ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　ａｎｄ　ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ．Ｆｏｒ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｔｈｅ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，　ｏｕｒ　ｃｏｕｎｔｒｙ　ｇｏｅｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇ　ｇｒｏｐｅ　ｐｒａｃｔｉｃｅ，　ａｎｄ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｐｅｒｆｅｃｔ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｔｈｅ　ｇｒｅｅｎ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｌｅａｄ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ　ｔｈｅ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆｌｅａｄ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ，　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｅｍｐｈａｓｉｓ　ｏｆ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｌｅａｄ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ，ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，　ｗａｓｔｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｐｏｌｉｃｙ　ａｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ．　Ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｅａｄ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ．
Keywords: ｌｅａｄ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ；
ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ；ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ收稿时间：
２０１８－０４作者简介：
张飞，生于１９８３年，男，甘肃庆阳人，硕士，工程师，研究方向：环境影响评价及环境工程设计。

铅冶炼过程中产生的废水、废气、固体废物中含有大量的重金属污染物，包括铅、锌、砷、汞、镉等。

具有持久性毒性的重金属在自然界中只能迁移转化，不能被降解，部分重金属经过生物富集后通过食物链进入人体，危害人体健康。

铅对机体的毒害作用包括对骨髓造血系统、免疫系统、神经系统、消化系统等的影响，环境铅污染是造成儿童铅中毒的最主要原因。

近年来，我国多地相继发生了如陕西凤翔、河南济源、湖南武冈和湖南嘉禾等数起涉铅企业重金属污染事件，为我国以铅为代表的重金属污染防治工作敲响了警钟。

造成这些铅污染事件的污染源以铅冶炼企业和铅蓄电池生产企业为主，反应出国内铅冶炼行业的重金属污染防控监管存在漏洞。

提高环保水平,有效解决企业生产过程中的重金属污染问题,对推动铅冶炼行业持续健康发展具有重大积极意义。

1 铅冶炼行业现状
1.1 铅行业产量及布局
我国铅产量连续多年位居世界第一。

据国际铅锌研究小组统计并经安泰科修正，2015年全球精铅产量为1094.3万吨，其中根据中国国家统计局数据并经安泰科修正，中国2015年精铅产量470.0万吨，占全球铅产量的41.9%。

2015年1-9月，中国精铅产量为289.4万吨[1]，其中河南、湖南、云南和湖北四大精铅生产省份产量之和为224.56万吨，占全国总产量的77.59%。

其中河南省精铅产量占全国总产量的35.83%，为全国第一产铅大省。

表1 2013-2015年主要精铅生产国和地区精铅产量
（单位：万吨）
国家/地区2013年2014年2015年2015年1-9
月全球
1100.31099.51094.3762.9中国478.1474.0470.0289.4欧洲183.9185.0191.3143.2美国126.4112.8112.078.6韩国47.363.964.147.5印度46.347.750.137.6墨西哥37.136.435.625.8加拿大28.028.127.319.2日本25.224.223.217.2澳大利亚
23.2
22.6
22.3
15
表2 2015年1-9月全国铅产量分省统计表
省分/地区9月（万吨）1-9月止累计
（万吨）
占全国比重（%）
全国31.36289.42100
内蒙古0.5 4.63 1.60
辽宁0.5 6.07 2.10
江苏 1.2313.48 4.66
江西18.0214.56 5.03
河南10.58103.735.83
湖北 3.1523.338.06
湖南7.8074.3425.69
广东0.45 4.03 1.39
广西 1.119.91 3.42
云南 2.9323.198.01
陕西- 1.550.54
甘肃0.21 2.070.72
青海0.060.960.33
宁夏0.24 2.150.74
新疆0.38 2.250.78
1.2 我国铅冶炼技术水平
现代铅的生产方法都是火法，火法炼铅可分为传统炼铅法和直接炼铅法两大类[3]。

近年来，受国家产业技术政策和环境保护的要求，铅冶炼行业技术升级加快。

传统的烧结机—鼓风炉炼铅由于无法满足环境保护及减少能耗、降低成本的要求，国家已将其列入《产业结构调整指导目录（2011年本）修正》中淘汰类工艺装备。

淘汰落后产能的同时，直接炼铅工艺得以发展，新建的铅冶炼厂大都采用了此类工艺。

现已实现工业化的直接炼铅法有Kaldo法、QSL法、水口山法（SKS）、富氧底吹（或侧吹）直接还原法、基夫赛特法等[2]，以上炼铅工艺提高了我国铅冶炼技术装备水平，减少了铅冶炼造成的污染。

在粗铅精炼方面，分火法和电解法两种，国外多数工厂采用火法精炼，我国和日本等国基本上采用电解精炼工艺。

电解法产品品质稳定，中间物料产出量小，伴生元素容易回收，尤其适合处理高铋粗铅。

2 铅冶炼重金属污染防控对策
2.1 重金属污染防控重点
根据初征等人[3]的调查结果，除国家明令淘汰的烧结—鼓风炉工艺烟气外，ISP工艺的烧结机环境集烟、熔炼烟气、精馏烟气，SKS工艺的鼓风炉环境集烟、鼓风炉烟气，直接炼铅工艺的氧气底吹熔炼炉烟气的重金属排污系数较大，上述工序均为铅冶炼含重金属废气的重点防控工序。

冶炼烟气制酸的烟气净化工序为废水重点防控工序。

含重金属固废主要包括砷滤饼、脱硫渣、污水处理渣等。

据统计，铅冶炼行业重金属污染物中，83%的铅在烟尘中，97%的砷和95%的镉在废渣中[4]，大多数重金属都富集在烟尘与废渣中。

2.2 重金属污染防治措施
（1）工艺过程污染预防技术
工艺过程污染预防技术主要是采用高效、低耗、低污染的生产工艺和先进技术装备，从源头减排。

如封闭料仓技术、富氧顶吹（底吹）熔炼-鼓风炉还原炼铅、富氧底吹熔炼-侧吹直接还原炼铅、烟化炉-余热锅炉一体化技术、大极板电解技术等。

（2）污染治理技术
污染治理技术是指“三废”的处理与回收利用技术，见表4-表6。

表4 铅冶炼烟气收尘措施
废气种类收尘流程
原料制备系统废气集气罩→袋式收尘器→风机→烟囱熔炼炉烟气熔炼炉→余热锅炉→电收尘→风机→制酸
还原炉烟气烟气→余热锅炉→袋式收尘器→脱硫→烟囱
烟化炉烟气
烟气→余热锅炉→表面冷却器→袋式收尘器
→风机→烟囱
熔铅锅/电铅锅烟气集气罩→袋式除尘器→风机→烟囱环保通风集气罩→袋式收尘器→风机→烟囱
表3 几种炼铅技术及在我国的应用
冶炼工艺技术介绍用户卡尔多炉法（Kaldo）加料、氧化、还原、放渣/放铅均在一个炉子内完成，周期作业。

西部矿业
艾萨-鼓风炉法（ISA-YMG）铅精矿、溶剂等混合制粒从炉顶加料口进入艾萨炉在炉内发生氧化脱硫反应，反应所
需空气及燃油经喷枪喷射到熔池中，产出的高铅渣经铸块后送入鼓风炉，与焦炭、溶
剂发生还原反应，生产粗铅。

云南驰宏锌锗
氧气底吹-鼓风炉还原（SKS）主要设备采用只有氧化段而无还原段的短反应器。

铅精矿和辅料配料制粒后，由炉子
上方加料口加入，工业氧从炉底氧枪喷入熔池，产物为高铅渣和一次粗铅，高铅渣经
铸块后送入鼓风炉还原熔炼，产出二次粗铅和炉渣。

湖南宇腾有色，云南驰宏
锌锗公司呼伦贝尔冶炼厂
氧气底吹熔炼-侧吹炉（卧式底吹炉）直接还原技术铅精矿和辅料进行配料混合后送底吹炉进行氧化熔炼，产出一次粗铅和液态高铅渣。

一次粗铅铸锭后送精炼车间，熔融高铅渣经溜槽直接进入还原炉进行还原熔炼，生成
粗铅和炉渣。

水口山有色金属有限公司
河南豫光金铅
QSL法QSL炉中间设有下部连通的氧化区和还原区。

氧气从熔池底部氧枪喷入，制粒后的铅
精矿由顶部加入氧化区并在熔池中反应生成氧化铅，PbO与PbS在氧化区发生交互反
应生成一次粗铅。

炉渣经隔墙由氧化区进入还原区，由粉煤将炉渣中的PbO还原产出
二次粗铅。

白银有色集团股份有限公
司西北冶炼厂
基夫赛特法（Kivcet）是一种闪速熔炼技术，属于国际先进。

反应塔从上到下分为氧化脱硫、熔炼造渣、和焦
滤层还原三个基本过程。

炉料和氧气通过反应塔顶的喷嘴进入反应塔，PbS在下落过
程中被氧化，PbO在熔池焦滤层被还原成金属铅。

江西铜业
株洲冶炼厂
“三连炉”工艺该工艺采用氧化炉—还原炉—烟化炉三炉相连，热渣直流，三台熔池熔炼炉由两个连接溜槽串接在一起组成一个整体。

氧化段为氧气底吹炉，还原段为氧气侧吹炉。

万洋集团
立模浇铸铅大极板电解技术利用不同元素在电解过程中的阳极溶解或阴极析出难易程度的差异而提纯金属，使粗
铅中杂质因电解时不溶解而进入阳极泥。

该项技术采用立模浇铸和大极板电解工艺。

河南豫光金铅
云南驰宏锌锗
世界有色金属 2018年 5月上2
（3）政策与环境管理措施
迄今为止我国已发布的环境保护基本法，如《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等都对包括铅冶炼行业在内的重金属污染防控提出了相关要求。

此外，国家多个部委陆续出了关于铅冶炼行业重金属污染防控相关的标准、规范、产业和环保政策、规划等文件，覆盖了从行业源头准入、过程控制到末端治理的全过程防控范围。

国家工信部发布的《铅锌行业规范条件（2015）》是目前铅锌行业根本性准入条件，从企业布局和规模、工艺技术和装备、能耗、资源消耗及综合利用、环境保护、安全与职业病防治方面提出了严格要求。

原《铅锌行业准入条件（2007）》废止。

过程控制的主要方式是通过工艺技术改进等方式实现污染物减排。

铅冶炼行业的过程控制体系主要包括清洁生产标准和技术政策，如《清洁生产标准 粗铅冶炼业》HJ512-2009、《清洁生产标准 铅电解业》HJ513-2009、《铅冶炼污染防治最佳可行技术指南（试行）》、《铅锌冶炼工业污染防治技术政策》（公告2012年第18号）。

现行的铅冶炼行业污染排放标准主要是《铅、锌工业污染物排放标准》GB 25466-2010，该标准规定了废水和废气污染物的排放限值。

此外适用于工业固体废物污染防治管理的标准有《危险废物贮存污染控制标准》GB 18597-2001、《危险废物填埋污染控制标准》GB 18598-2001、《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》、《国家危险废物名录》（2016）等。

2.3 污染防治技术发展趋势
在污染防治技术领域看，在今后的一段时间内会朝着如下几个方向发展：
（1）“三废”处理技术不断更新，“三废”处理力度逐渐加大
在收尘技术方面，研究开发高效烟气除尘脱硫技术，提高设备材料的耐高温、抗酸、抗腐蚀性能。

强化无组织排放控制手段和控制技术，开发新型环保烟气罩。

废水处理方面，开发新的高效、低成本处理回用技术，提高废水重复利用率，实现工业废水零排放。

废渣处理方面，研发废渣的综合回收利用技术和途径，并朝着最大限度的综合利用方向发展。

（2）行业整合加快
为进一步提高基本金属行业的安全生产水平，促进环境保护、提高企业效益，中国政府推出了一系列政策来推进基本金属行业的整合，迫使许多小企业因无法担负巨额资本开支而破产或被大企业并购。

（3）冶炼技术与装备升级，企业管理更加科学
不断开发新的炼铅技术和装置，并得到应用，炼铅装备朝着技术集成化、设备大型化、过程连续化，大幅提升单台设备处理能力等方向发展。

此外，由于新工艺、新技术的不断应用，要求企业具有丰富经验的专业技术人才，提高企业的规范化生产和科学管理水平，严把过程关，控制污染物产生与达标排放。

表5 铅冶炼废水处理措施
废水种类废水来源及特征处置方式
烟气净化废水对冶炼、制酸等烟气进行洗涤产生的废水，含有重金属离
子、酸等
可采用石灰中和法+铁盐处理工艺。

对处理达标的工业废水可采用
膜法技术进行深度处理，使其指标达到工业用水要求，回用于生产
冲洗废水主要是设备、地面等冲洗产生的，含少量重金属，且呈酸
性
可采用石灰中和法，沉降过滤后回用
水淬废水对火法冶炼中产生的熔融态炉渣进行水淬冷却时产生的
废水，含炉渣微粒及少量重金属例子
经沉淀处理后返回水淬炉渣用
炉窑冷却废水冷却各种熔炼炉所得废水，水温高，基本不含重金属等污
染物
集中降温冷却后重复利用
初期雨水冶炼厂区前15mm雨水采用中和、絮凝沉淀、过滤后达标排放或回用。

表6 铅冶炼固体废物处理措施
固体废物种类废物类别处置方式烟气收尘工序收集到的烟尘危险废物采用密封装置储运及时返回工艺，或者外售综合回收及利用烟化炉水淬渣一般固体废物可作为建筑材料或按照一般固体废物处置
制酸车间净化工段砷滤饼、污水处理站污泥危险废物在场内临时危险废物渣库堆存，定期交由具危废处置资质单位处理脱硫渣一般固体废物或危险废物综合回收利用，或定期交由具危废处置资质单位处理
电解精炼产生的铅阳极泥危险废物
采用湿法综合回收其中的金属，或在场内临时危险废物渣库堆存，
定期交由具危废处置资质单位处理
[1] 中国产业信息网．2015年1-9月中国铅产量分省市统计[OL]．[2015-
11-10]．/data/201511/356908.html
[2] 贺菊香．基夫赛特直接炼铅技术的应用前景[J]．湖南有色金属，2011，
(12)：20-23
[3] 初征，杨晓松，邵立南等．我国铅冶炼行业重金属污染防控重点解析[J]
．有色金属工程，2014，4(6)：70-72
[4] 林星杰．铅冶炼行业重金属污染现状及防治对策[J]．有色金属工程，
2011，(4)：23-27
2018年 5月上 世界有色金属3。