有色金属冶金环境保护资料

•2004年，我国有色金属工业重点企业
• • • • • • • • 镍冶炼：6.94吨标煤/吨； 海绵钛：15.32吨标煤/吨； 精馏锌：1.69吨标煤/吨； 电解锌：2.01吨标煤/吨 铜冶炼：1.06吨标煤/吨 铅冶炼：0.63吨标煤/吨 铝冶炼：5.65吨标煤/吨 钢： 0.7654吨标煤/吨
13.2 有色金属工业环境保护
• • • • 烟气治理 废水治理 固体废弃物综合治理 清洁生产
• 2005年有色金属矿山采剥废石1.6亿吨，产出尾矿约1.2亿 吨，赤泥780万吨，炉渣766万 吨；排放二氧化硫40万吨 以上，废水2.7亿吨。 • 这些“三废”既是污染物，也能成为可利用资源。但是， 当前我国有色金属工业的“三废”资源化程度还比较 低， 固体废物利用率仅在13%左右(60%)；低浓度二氧化硫几乎 没有利用；从工业废水中回收有价元素还是空白；除少数 大型企业利用冶炼余热发电外，大部分企业余热 利用率 很低。
第13章 有色金属冶金节能与环保
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• 节能
– 综合能耗 – 有色金属能源消耗 – 工艺节能 – 工业窑炉余热余能利用
• 环保
– 烟气治理 – 废水治理 – 固体废弃物综合治理 – 清洁生产
• 铝冶炼工业合计能耗为2740万吨标准煤，约占有 色金属工业能源消耗的57%。
常见金属的最新价格（2007年4月27日）
有色金属工业节能：工艺节能
• 矿山重点采用大型、高效节能设备，提高采矿、选矿效率； • 冶炼实行精料方针 • 铜冶炼工艺采用富氧强化熔炼，提高冰铜品位,用连续吹炼替 代转炉吹炼(目前粗铜冶炼还有20%左右是落后的工艺技术) • 氧化铝发展拜耳法等技术，逐步淘汰直接加热溶出技术。 • 电解铝生产要采用大容量预焙电解槽 • 铅熔炼生产采用氧气底吹炼铅新工艺及其它氧气直接炼铅技 术，改造烧结鼓风炉工艺，淘汰土法炼铅；(铅冶炼仍有60% 左右的能力是烧结锅、烧结盘等落后工艺技术) • 锌冶炼优先发展湿法炼锌工艺，并逐步推广加压酸浸技术(锌 冶炼也有22%左右的能力是小竖罐等落后工艺技术) • 锡冶炼采用顶吹熔池熔炼替代反射炉熔炼
综合能耗
• 综合能耗：规定的耗能体系在一段时间内实际消耗的各种能源 实物量按规定的计算方法和单位分别折算为一次能源的总和。 –一次能源(原煤、原油、天然气等) –二次能源(如电力、热力、焦炭等国家统计制度所规定的能 源统计品种) –生产使用的耗能工质(水、氧气等) • 标准煤亦称煤当量，是将不同品种、不同含热量的能源按各自 不同的含热量折合成为一种标准含量的统一计算单位的能源。 –标准煤的计算目前尚无国际公认的统一标准，1千克标准煤 的热值，中国、前苏联、日本按7000千卡计算，联合国按 6880千卡计算。
铜冶炼厂的烟气治理
• 铜冶炼的废气污染物产生点：主要为原料系统的落料点，熔炼炉 及吹炼炉产生的含尘和高浓度SO2的烟气，阳极炉等产生的含尘 烟气，制酸系统的含SO2、SO3尾气，电解车间的硫酸雾。 • • 干式收尘：冶炼含尘废气90%以上都采用干式收尘。常用的设备 有：沉降室、旋风收尘器、滤袋收尘器和电收尘器等。 • 湿式收尘：如精矿和渣干燥的烟气治理用得最多。主要设备有水 膜收尘器、冲击式收尘器、自激式收尘器和文丘里湿式收尘器等。 • • 原料贮运、制备过程产生的粉尘一般设置通风集气系统，并配备 布袋除尘器，除尘效率大于99%，排放粉尘浓度20-100mg/m3，大 多可做到达标排放。熔炼炉、吹炼炉、焙烧炉等产生的高浓度 SO2冶炼烟气送制酸系统前，一般先利用余热锅炉起沉降作用， 去除粗颗粒物，然后设置电收尘器系统收尘，能满足入制酸系统 的要求。精炼炉产生的含尘、低浓度SO2烟气中应设置除尘脱硫 处理系统。
•
13.3 我国有色金属行业优先发展的技术领域
• 5个重点领域；42个重点项目；5个重大专项
• 5个重点领域：
• • • • • 矿产资源领域； 节能领域； 环保领域； 基础材料领域； 新材料领域
《有色金属工业中长期科技发展规划（2006年~2020年）》
重大专项
1. 大型矿产基地资源综合利用技术 – 金川铜镍钴资源高效开发及产业化技术； – 大厂锡锑铟多金属资源综合利用关键技术； – 柿竹园钨钼铋多金属资源开发关键技术。 2. 再生资源循环利用 3. 铝冶炼重大节能技术 4. 轻金属结构材料制备和加工技术 – 高精度铝及铝合金材料短流程连续化制造技术； – 高性能铝合金材料大型化、高精度制造技术； – 高性能镁合金及深加工技术； – 高精度、高性能钛合金制造技术； – 低成本金属基先进复合材料。 5. 电子信息材料及微电子配套材料 – 12英寸硅单晶抛光片产业化技术； – 4英寸～8英寸垂直梯度凝固法（VGF）GaAs单晶生长技术； – 微电子配套材料； – 半导体高纯材料。
有色金属冶炼废水治理
• • • • • 铜冶炼厂：烟气制酸废水、含铜酸性水 铅锌冶炼厂：制酸废水 氧化铝厂：碱性废水 铝加工厂：含油废水 放射性废水
• 所有的外排口都必须监测，凡排放国家规定的一类污染物按 车间或处理设施排放口进行检测。 • 冶炼部分，需监测下列项目：废水流量、pH值、悬浮物、酚、 硫化物、氟、氰、油类、六价铬、镉、汞、铅、砷、铜、锌、 铍等。
• 我国有色金属行业优先发展的技术领域
有色金属工业：高耗能产业
• 中国的能源利用效率仅为33%%，比发达国家落后20年， 相差约10个百分点。2003年，中国每万元GDP能耗是日 本的8倍、美国的2.3倍、欧盟的4.5倍、世界平均水平的 2.2倍 。目前，中国钢铁、有色、水泥、石化、电力等8 个高能耗行业主要产品的单位产出能耗平均比国际先进 水平高出40%。 • 近年来我国有色金属工业的年能源消耗总量已超过8000 万吨标准煤，约占全国能源消耗的3.5 %。其中铝工业万 元GDP能耗是全国平均水平的4倍以上。 • 国家“十一五”经济和社会发展规划提出单位GDP降低 能源消耗20%的节能目标。“十一五”开局之年,我国单 位GDP能耗仅下降1.23%,化学需氧量和二氧化硫排放量 不降反升,节能减排两大指标均未能完成。
耗能工质是指在生产过程中所消耗的那种不作原料使用、也不进人产品，制取 时又需要消耗能源的工作物质。如新水、循环水、压缩空气、氧气等。
13.1 有色金属工业能源消耗
2004年我国有色金属工业的能源消耗总量为： 电力1223.4亿千瓦时，比2000年增长105%，年均增长19.7%； 煤炭1908.59万吨，比2000年增长57.7%，年均增长12.1%； 焦碳158.59万吨， 比2000年增长2.2%，年均增长0.5%； 燃料油56.94万吨，比2000年增长16.4%，年均增长3.8%。
清洁生产技术
• 清洁生产：对产品和产品的生产过程采用预 防污染的策略来减少污染的产生。
• 清洁生产是一种新的创造性的思想，该思想 将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、 产品和服务中，以增加生态效率和减少人类 及环境的风险。 • 清洁生产内容包括：清洁的产品、清洁的生 产过程和清洁的服务。
清洁生产审计
工业废水治理技术
• 有色金属工业废水来源分为采矿废水、选矿 废水、冶炼废水和有色金属加工废水等。
• 按照废水中污染物成分可分为：酸性废水； 碱性废水；重金属废水；含氰废水；含氟废 水；含砷废水；含油废水和含放射性废水等。 • 常用治理方法：混凝沉淀；中和法；氧化还 原法、硫化法、离子交换法、浮选法、有机 萃取法等。
有色金属工业节能：工业窑炉余热余能利用
• 改造工业窑炉，提高窑炉的热效率 • 工业窑炉烟气余热回收利用，应首先用于炉窑自 身的助燃空气、燃料及物料预热 • 工艺余能余热回收利用的原则是：梯级利用，高 质高用。回收各种窑炉烟气余热，制定窑炉的烟 气分类排放温度标准 • 加强规范工业窑炉余热余能利用评价 • 应充分利用工业废渣和产品固体显热
• 对企业现在的和计划进行的工业生产实行 预防污染的分析和评估，是企业实行清洁 生产的重要前提。 • 我们国家这方面工作刚刚起步，近期会发 布有更多评价指标体系。
国家发展改革委2007年第24号公告
• 为评价企业清洁生产水平，根据《中华人民共和国清洁 生产促进法》 和《国务院办公厅转发发展改革委等部门关于加快推行清洁生产意见的 通知》（国办发[2003]100号）要求，国家发展和改革委员会制定了 《包 装行业清洁生产评价指标体系（试行）》、《火电行业清洁生产评价指 标体系（试行）》、《磷肥行业清洁生产评价指标体系（试行）》、 《轮胎行业清洁生产 评价指标体系（试行）》、《铅锌行业清洁生产评 价指标体系（试行）》、《陶瓷行业清洁生产评价指标体系（试行）》 和《涂料制造业清洁生产评价指标体系（试 行）》，现予以发布，并于 发布之日起施行。 附件： 一、《包装行业清洁生产评价指标体系（试行）》 二、《火电行业清洁生产评价指标体系（试行）》 三、《磷肥行业清洁生产评价指标体系（试行）》 四、《轮胎行业清洁生产评价指标体系（试行）》 五、《铅锌行业清洁生产评价指标体系（试行）》 六、《陶瓷行业清洁生产评价指标体系（试行）》 七、《涂料制造业清洁生产评价指标体系（试行）》 • 中华人民共和国国家发展和改革委员会 二〇〇七年四月二十三日
冶炼 矿山 有毒固体 废弃物 待测 冶炼
固体废弃物治理和综合利用
• 有色金属工业对尾矿、赤泥、冶炼渣的综 合利用途径，主要是回收其中的有价金属， 作为建筑材料和矿山的填充材料等。
• 尾矿：作为资源堆存。（尾矿库、尾矿坝） • 有害固体废弃物：安全填埋。
2006年的一些亮点
• 电解铝行业淘汰了全部落后生产工艺,取得了突破性进 展,此举使行业污染物排放比过去平均下降90%。 • 水口山有色金属公司创新工艺流程,使企业二氧化硫回 收率达到99%;（水口山炼铅法） • 云南铝业公司用高新技术改造传统产业,吨铝能耗达到 世界先进水平,污染物排放得到根本控制,被国家环保总 局授予“国家环境友好企业”称号（186KA和300KA 大型预焙）; • 南山集团用世界领先工艺打造以原料、冶炼、深加工 为一体的产业链,节能减排指标达到世界先进水平。
• 常用处理方法：石灰中和沉淀；硫化物沉淀；离子交换法等。
固体废弃物治理和综合利用
• 有色金属工业固体废弃物主要是指采矿废石、尾矿（赤泥）、 冶炼渣、粉煤灰、炉渣及化工渣等。
分类
一般性固 体废弃物
பைடு நூலகம்来源
矿山
名称
各类采矿废石 铜、铅锌、锡、锑、汞、镍、钼、钨、稀有金属尾矿 铜、铅的水淬渣；锌渣、锡渣、锑渣、汞沸腾炉炉渣、钴 浸出渣；镍熔炼渣；锂渣 含砷氧化铜尾矿；含铀铜尾矿；含砷锡精选尾矿 湿法炼铜浸出渣；砷铁渣；铅冶炼渣（砷）；锌冶炼渣 （湿法浸出渣、中和净化渣）；锡冶炼渣（砷）；锑冶炼 渣（碱渣、湿法浸出渣）、铍渣、制酸的废触媒 汞高炉渣；赤泥；污水处理产生的污泥
铜精矿中大多含不同品位的砷。
烟气治理技术
1、二氧化硫净化 高浓度净化回收：常用接触法生产硫酸； 低浓度净化：控制方法包括采用低硫燃料、 烟气脱硫和烟气的高烟囱排放稀释。
常用的烟气脱硫方法：氨-酸法；氨-亚硫酸氨 法；亚硫酸钠法；碱性硫酸铝-石膏法；氧 化锌法；石灰-亚硫酸钙法；石灰-石膏法； 液相催化-氧化法。
烟气治理技术
2、含氟烟气净化 铝电解厂散发的污染物主要是氟化物（主要是氟化 氢），其次是粉尘。 干法： 氧化铝吸附法，净化的废气来自铝电解槽。 湿碱法： 含氟烟气在卧式净化塔，用来自氧化铝厂的赤泥附液 喷淋洗涤。
烟气治理技术
3、氮氧化物：以阳极泥为原料提取金银的电解过程以及金属 加工厂用硝酸处理金属表面时产生的氮氧化物。 选择性催化还原；氨-碱两级吸收；碱-亚硫酸铵吸收；硝 酸氧化-碱吸收等。 4、铅烟：高效除尘；化学吸收（稀乙酸吸收；氢氧化钠吸收） 5、汞尘及汞蒸汽：先用水冷却，再用活性炭吸附；高锰酸钾 吸收等。 6、粉尘：机械力除尘器；湿式除尘器；过滤除尘（布袋）； 电收尘。