有色金属工业污染控制技术发展报告

有色金属工业污染控制技术发展报告国家环境保护有色金属工业污染控制工程技术中心依托单位：中南大学、湖南省环境保护科学研究院国家环境保护有色金属工业污染控制工程技术中心目录1 总体概况 (169)1.1相关法规、政策、标准体系现状 (169)1.2污染控制管理现状 (169)2 主要技术发展情况 (170)2.1清洁生产技术发展情况 (170)2.2污染物减排及资源循环技术发展情况 (171)2.3我国自有知识产权技术的竞争力评价 (174)3 主要问题和解决思路 (175)3.1我国现有技术开发、应用和发展过程存在的问题和解决思路 (175)3.2我国现有相关政策、法规与技术发展之间的矛盾及改进思路 (175)4 建议 (176)4.1淘汰落后生产能力 (176)4.2清洁生产 (176)4.3重金属污染控制及资源循环 (176)有色金属工业污染控制技术发展报告1 总体概况有色金属工业是我国重要的基础原材料产业，产品种类多，关联度广，增值性强，是现代高新技术产业发展的关键支撑材料，也是极其重要的战略性资源，与我国国民经济发展各行业关联密切。

随着我国经济的迅猛发展，各行业对有色金属生产和消费水平不断提高，对有色金属的需求量逐步增加，促使以铜铝铅锌为代表的有色金属工业产量也逐年增加。

2009年1～8月，我国10种有色金属产量已达到了1613.01万t。

其中，精炼铜262.96万t，原铝784.50万t，铅239.81 万t，锌268.56万t，镍10.47万t，锡8.27万t，锑9.11万t，镁25.62万t，海绵钛3.63万t。

我国的有色金属总产量近几年一直稳居世界第一。

1.1相关法规、政策、标准体系现状近年来，有色金属标准化工作取得了很大成绩，标准数量和标准水平与我国有色金属行业的发展需求基本相符。

如铜、铅、铝、锌、锡、锑、镍、镁、铝建筑型材、铜管材10项强制性能源消耗限额标准，是有色金属行业首批国家标准，为后续能耗标准的制定积累了经验。

《铝及铝合金化学分析方法》（GB/T 20975.1～20975.24）《贵金属及其合金化学分析方法》（GB/T 15072.1～15072.19）《铜及铜合金分析方法》（GB/T 5121.1～5121.27）等一系列分析方法标准的修订，实现了一大批分检标准的更新换代，涉及的分析对象包含了大部分有色产品，影响非常广泛。

《重熔用铝锭》（GB/T 1196）《电工用铜线坯》（GB/T 3952）、《钛及钛合金棒材》（GB/T 2965）都是有色产品中的重量级产品。

2007年，温家宝总理在全国质量工作会议上作出高度评价，有色金属“主要产品的技术标准与实物质量已与国际水平接轨”。

2008年，我国根据行业发展现状及需求，发布了一些非常重要的标准。

共报批标准311项，其中国家标准180项，行业标准131项。

2008年共下达两批国标制修订计划，第一批147项，完成年限2008年，第二批130项，完成年限2009年，下达行业标准制修订计划共103项。

到目前为止，2009年第一批国家标准制修订计划为35项，行业标准制修订计划为103项，完成年限为2010年。

1.2污染控制管理现状有色金属工业一直被视为高污染行业。

近年来，通过自主创新及引进技术消化再创新等手段，污染物控制技术取得明显进展，在废水、废渣等领域获得了多项关键技术突破，建立了工程示范项目，有广泛的工业化应用前景，为进一步高效污染控制技术研发及工艺推广奠定了坚实的理论及应用基础。

2008年以来，有色金属工业生产工艺技术进步显著，清洁生产水平迅速提升，主要污染物排放总量得到有效控制。

2009年上半年，有色行业规模以上工业单位增加值能耗同比下降19.59%。

在我国有色金属工艺生产中，世界先进的金属冶炼工艺得到应用，如“双闪”（闪速熔炼、闪速吹炼）铜冶炼和氧气底吹熔炼工艺-鼓风炉还原炼铅新工艺的正常生产，铁闪锌矿氢压浸出新工艺和锌的长周期电解技术的应用等，提高了生产效率、减少了污染物排放，大大提升了有色金属工业清洁生产水平，有效地解决了传统冶炼工艺存在的污染问题，使中国主要品种的重金属冶炼技术和环保水平进入世界领先水平。

国家环境保护有色金属工业污染控制工程技术中心2 主要技术发展情况2.1清洁生产技术发展情况近年来，我国自主研发和应用许多先进的清洁生产技术，甚至一些达到世界先进水平，大大提高了我国有色金属工业的污染控制水平和国际竞争力。

2.1.1铝冶炼中铝公司成功开发了一项电解铝节能减排技术-预焙铝电解槽“三度寻优”控制技术，以电解质温度、初晶温度和过热度的控制为切入点，实现电解槽物料平衡和能量平衡，从而获得电解槽的稳定运行，电流效率的提高、物料消耗和能耗的降低以及阳极效应和碳氟化合物（PFC）排放的减少，对中国电解铝工业节能降耗减排发挥重要作用。

该技术在中国铝业广西分公司160 kA和320 kA大型铝电解槽上应用后，电解槽运行稳定，电流效率大幅提高，总体上提高电流效率2.0%以上，平均电解温度下降10℃，吨铝阳极毛耗降低9.8Kg，吨铝直流电耗降低137 kW·h/t.Al以上，经济效益显著。

2.2.2铜冶炼“双闪”冶炼（闪速熔炼、闪速吹炼）是国际上先进的铜冶炼技术，解决了铜冶炼过程中的低空污染问题，能耗大幅降低。

山东阳谷祥光铜业已引进芬兰奥托昆普闪速熔炼和闪速吹炼双闪速炉炼铜技术，被国家环保部评为十大“国家环境友好工程”之一。

中条山有色金属集团公司和中国恩菲工程技术有限公司开发的铜锍顶吹吹炼新工艺，有效解决了PS转炉逸散二氧化硫烟气的低空污染和作业安全问题，粗铜冶炼能耗低于490 kg标煤/t。

2.2.3铅冶炼“氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅工艺（SKS）”是中国有色工程设计研究总院和水口山有色金属公司联合开发的具有国际先进水平的炼铅新工艺。

采用创新的鼓风炉技术进行富铅渣熔炼，底吹炉氧利用率高达95%以上，综合能耗降至380～426 kg标煤/t粗铅，总硫利用率95%～96%。

实现了铅冶炼清洁生产，使我国铅冶炼技术进入世界领先行列，有效解决了传统铅冶炼工艺存在的污染问题，大大降低了能耗，冶炼流程短，焦耗成本低，硫及伴生金属回收率高，冶炼设备封闭，可避免作业人员铅中毒，适宜处理高砷物料，对于现有铅厂改造，具有很强的竞争力，是国家推荐的节能高效的先进技术，已列入最新颁布的《铅锌行业准入条件》。

SKS工艺在国内已得到广泛推广，据估计，目前我国矿产精铅已有近50%的产量由此工艺生产，而且该技术也已逐步得到国际认可。

2.2.4锌冶炼中国有色集团研发的“低污染沉矾除铁湿法炼锌方法”，能够处理成分复杂的锌精矿，具有环保水平高、能耗低、回收率高等优点，可有效增强脱除杂质能力，提升最终产品质量，降低原辅材料和能源消耗，提高金属回收率，便于有价金属的综合回收，成为我国目前新建湿法炼锌企业的主流工艺。

株洲冶炼集团从芬兰奥托昆普公司引入常压富氧直接浸出技术，同时实现搭配处理锌浸出渣，标志我国锌冶炼工艺装备已达到世界先进水平。

该工艺实现重金属渣无害化、资源化有色金属工业污染控制技术发展报告处理，为最终达到重金属污染的彻底减排、废渣的综合利用的目的奠定了坚实基础。

搭配锌浸出渣常压富氧直接浸锌清洁工艺已成为控制湘江水体重金属污染的重点工程，而且株冶与中南大学紧密联合，以期消化、吸收及再创新，其研究内容已被列入国家水体污染控制与治理科技重大专项课题。

2.2.5其他在钨湿法冶金方面，“基于高浓度离子交换的钨清洁冶金工艺”与原工艺（强碱性阴离子交换工艺）相比，废水排放减少85%，碱耗降低50%左右，原辅材料消耗量降低30%左右，钨回收率提高1.0~2.0个百分点，且对原料适应性强，该工艺先进、创新性强，而且设备简单、投资省、回收率高，整体技术达到国际领先水平，全面提升了钨湿法冶金的技术水平。

在对难处理、低品位复杂多金属矿的冶金技术研究应用方面，中南大学研发的“基于微生物基因功能与群落结构分析的硫化矿生物浸出技术”，使原生硫化铜矿浸出率从28%提高到75%，浸出时间从365天缩短到55天。

解决了生物冶金工程条件、物理化学因素调控和微生物群落结构与功能分析相结合的世界性难题。

新工艺使可利用资源量大幅扩大，使我国铜储量的保证年限从10年延长至50年。

该技术近3年已经在江西、云南、广东3个矿山应用，并辐射到新疆、甘肃、湖北、福建8个矿山，实现直接经济效益4.4亿多元。

2.2污染物减排及资源循环技术发展情况为保障我国有色金属工业的可持续发展，需要大力研究开发污染控制技术，以实现污染物减排及资源循环。

近年来，有色金属行业污染物控制技术取得了明显进展。

2.2.1废水处理2.2.1.1生物制剂直接处理重金属废水工业应用由株冶和中南大学共同研究开发的生物制剂直接处理重金属废水技术取得成功。

酸性高浓度重金属废水是冶炼企业最常见的工业废水，水量大，成分复杂。

该废水与自主研发的生物制剂配合后，加入液碱中和水解，再进行斜板沉淀分离，净化水回用至生产系统，废渣经脱水，可回至冶炼系统重新处理，回收有价金属，从而实现资源的充分利用。

该技术所开发的深度处理重金属的生物制剂固体不溶物含量<0.1%、无二次污染，在株洲冶炼集团实现工业化应用，建成总废水（规模500 m3/h）的深度处理与回用工程。

处理后出水中铜、铅、镉、锌、砷、汞等金属离子均达到《生活饮用水水源水质标准》（CJ 3020—93），SO42-浓度低于250 mg/L，废水回用率大于95%，废水中金属回收率99％以上；新工艺产渣量比传统中和法少，渣中锌等重金属含量高达30%，可送锌冶炼系统回收。

2.2.1.2污酸生物制剂脱汞工业应用由株冶和中南大学共同研究开发的“污酸生物制剂脱汞处理新工艺”已成功应用。

冶炼行业污酸的处理问题一直是工业急需解决的技术瓶颈之一。

国内对污酸的处理主要采用洗净水闭路循环、中和后硫化法、膜技术处理、石灰乳中和、硫酸亚铁除砷、二级石灰乳中和、三段中和法等工艺。

也有皮胶原纤维固化单宁膜、啤酒酵母菌、重组基因工程菌、重金属离子捕集剂、树脂对汞离子吸附的文献报道。

但这些方法处理效果欠佳或成本高昂，应用受到限制。

中南大学针对此类废水专门自主研发了一类可深度处理含汞污酸中汞的生物制剂及其处理技术。

其处理工艺主要为，有色重金属冶炼收尘净化工段的含高浓度汞、镉、砷的污酸国家环境保护有色金属工业污染控制工程技术中心进入一级配合反应槽与生物制剂、脱汞剂进行配合反应，并溢流进入二级配合反应槽继续反应；生物制剂配合反应后溢流进入一级水解槽，用电石泥浆调节pH值进行一级水解反应，一级水解后溢流进入二级水解槽，再进浓密机实现液固分离。

本技术通过湖南省科技成果鉴定，在株洲冶炼集团股份有限公司实现污酸（规模100 m3/h）处理工业化应用。