PDF《Non ferrous metals industries_finalword》

执行摘要 有色金属工业 i 执行摘要 《有色金属工业最佳可行技术参考文件》反映了根据欧盟理事会《第96/61/EC 号指令》(IPPC 指令)第16(2)条所进行的信息交流,并在序言中解释了其目的、用途和法律条款.

本执行摘要应 与序言结合使用. 为了阐述有色金属生产这个复杂领域,本文采用的方法是将利用初级和二级原材料生产金属的工 艺合并在同一个文件予以分析,同时涉及到

10 组金属,分别是: ? 铜(包括锡和铍)及其合金;

? 铝;

? 锌、铅和镉(+锑、铋、铟、锗、镓、砷、硒、碲);

? 贵金属;

? 汞;

? 耐火金属;

? 铁合金;

? 碱和碱土金属;

? 镍和钴;

? 碳和石墨. 由于许多有色金属生产工艺都同原铝熔炼工艺有联系,所以将铝单独列为一组,与此相同,此处 也把碳和石墨生产作为单独一组包括在内.矿石和精矿焙烧和烧结工艺以及氧化铝生产工艺也相应地 纳入这些组中.本文件中没有涉及到矿场的采矿和矿石处理工艺. 本文件中的信息分作十二章介绍:第1章为概述,第2章为通用工艺,第3-12 章分别介绍

10 组 金属的冶金生产工艺.第13 章为结论和和建议.同时,本文件还包括一些附件,介绍成本和国际法规 条例.第2章通用工艺划分为如下一些论题: ? 本章用途-复杂装置;

? 排放数据的使用和汇报;

? 管理、设计和培训;

? 原材料进货和贮运;

? 原材料预加工和预处理及转运入场;

? 金属生产工艺――熔炉种类和工艺控制技术;

? 废气收集与减排技术;

? 废液处理和水再利用;

? 工艺残渣(包括副产品和废物)最小化、循环利用和处理;

? 能源和废热回收;

? 对多种环境介质的影响问题;

? 噪声和振动;

? 异味;

? 安全事项;

? 退役报废. 在第 2-12 章中,每章都包括了应用工艺和技术,当前排放和消耗水平,在确定最佳可行技术过程 中需要考虑的技术和最佳可行技术结论等部分.在第

2 章中,仅就材料贮运、工艺控制、废气收集与 减排、二氧(杂)芑去除、二氧化硫回收、汞减排和废液处理/水再利用等问题提出了最佳可行技术结 论.务请研读各章中的最佳可行技术结论,以获得全面的了解. 执行摘要 ii 有色金属工业 1.有色金属工业 除了铁合金、碳和石墨以外,欧盟至少生产

42 种有色金属,广泛地应用于冶金、化学、建筑、运 输和发电/输电工业中的各种用途.例如,高纯度铜是发电和配电业必不可少的材料,而小量的镍或耐 火金属则可以改善钢铁的耐蚀性或其它性能.它们也用于许多高技术研发领域,尤其是在国防、计算 技术、电子和电信工业. 有色金属使用各种主辅原材料生产.主原材料从开采的矿石中提炼出来,经过进一步处理,然后 进行冶金加工,最后生产粗金属.矿石加工通常都在大矿场附近进行.辅助原材料都是当地的废料和 残渣物,可能也要经过某些预处理,去掉覆层材料. 在欧洲,具有可采品位金属的矿床正逐渐开采殆尽,只有为数不多的几种原生矿源依然可以采 用.因此,大多数精矿都从全世界各种矿源进口. 循环利用在许多金属的原材料供应中占有很重要比例.铜、铝、铅、锌、贵金属和耐火金属等都 可以从其产品或残渣中进行回收,再返回到生产过程中而不影响循环利用的质量.总之,二级原材料 在生产中占到很高的比例,因而,减少了原材料和能源消耗. 工业产品既有精炼金属,也有所谓的半制成品,即金属和合金铸锭,或者锻造型材,挤压型材、 金属箔片、板材、带材和棒材等. 各种金属的产业结构也各不相同.没有企业会不生产所有种类的有色金属,但有少数一些泛欧企 业生产好几种金属,如铜、铅、锌、镉等. 在欧洲,金属和合金生产企业的规模也各不一样,员工超过

5000 人的公司只有少数几家,大量企 业的员工人数都在 50-200 名之间.企业所有制形式也不一样,有泛欧和国有金属集团公司、工业控股 集团、独立上市公司和私营企业. 有些金属在微量时非常重要,但是在较高浓度时,不管是以金属、离子还是以化合物形式出现, 都呈现出毒性.许多金属被列入各种有毒材料名单.铅、镉和汞是最令人担忧的金属. 2.金属工业的环境问题 大多数有色金属在使用初级原材料生产时,主要的环境问题是可能会向大气中排放粉尘和金属/金 属化合物、如果焙烧和熔炼硫化物精矿或使用含硫燃料或其它材料,还可能会排放二氧化硫.因此, 收集、转化或去除硫就是有色金属生产中的一个重要因素.火法冶金工艺中的熔炉、反应器和熔融金 属转移是粉尘和金属的潜在源头. 能源消耗及热量和能源回收是有色金属生产中的重要因素,这些因素依赖于硫化矿能源含量的有 效使用程度、各工艺阶段的能源需求情况、所用能源的种类和供应方法及有效的余热回收方法的使 用.本文件第

2 章给出了指导性的实例. 执行摘要 有色金属工业 iii 在使用二级原材料生产有色金属时,相应的主要环境问题也同多种熔炉排出的废气有关.另外, 转移含有粉尘、金属的物料、某些工艺步骤中生成酸性气体,也可能会产生环境问题.由于二级原材 料中含有少量的氯,因此有可能会生成二氧(杂)芑;

破坏和/或收集二氧(杂)芑和挥发性有机化合 物正是目前正在努力探索的一个问题. 原铝的主要环境问题是在电解过程中产生聚氟化碳氢化合物和氟化物,电解槽中产生固体废物和 在生产氧化铝过程中生成固体废物. 在锌和其他金属生产中,在除铁阶段也会生成固体废物,也是一个问题. 其它工艺经常使用危险反应物,如盐酸、硝酸、氯气和浸滤和净化过程中的有机溶剂.先进处理 技术是能够锁留住这些材料,进行回收和再利用.在这方面,反应器密封是一个重要的问题. 在大多数情况中,这些生产废气都在纤维织网过滤器中进行清洁,因此减少了粉尘和金属化合物 的排放量,如铅.使用湿式净气器和湿式静电除尘器清洁废气对在硫酸设备里经过硫回收的生产废气 尤其有效.在有些情况中,粉尘是研磨后的细粉,或者难以过滤、湿式净气器也很有效.在预防无组 织排放中,采用熔炉密封和密封转移和贮存很重要. 总之,每组金属生产工艺的主要问题都包括如下几个成分: ? 在铜生产工艺中:二氧化硫、粉尘、金属化合物、有机化合物、废水(金属化合物)、残渣, 如炉衬、淤渣污浆、滤尘和炉渣.在处理二级铜材料过程中,生成二氧(杂)芑也是一个问 题;

? 在铝生产工艺中:氟化物(包括氢氟酸)、粉尘、金属化合物、二氧化硫、羰基硫、多环芳 烃、挥发性有机化合物、温室气体(全氟化碳和二氧化碳)、二氧(杂)芑(二级原材料)、 氯化物和盐酸.残渣,如矾土残渣、废弃炉衬、滤尘和盐渣和废水(油和氨);

? 在铅、锌和镉生产工艺中:粉尘、金属化合物、挥发性有机化合物(包括二氧(杂)芑)、异味、二氧化硫、其他酸性气体、废水(金属化合物)、残渣,如淤渣污浆、富铁残渣、滤尘和 炉渣;

? 在贵金属生产工艺中:挥发性有机化合物、粉尘、金属化合物、二氧(杂)芑、异味、氮氧化 物 、其他酸性气体、如氯气和二氧化硫.残渣,如淤渣污浆、滤尘和炉渣和废水(金属化合 物和有机化合物);

? 在汞生产工艺中:汞汽、粉尘、金属化合物、异味、二氧化硫、其他酸性气体、废水(金属化 合物)、残渣,如淤渣污浆、滤尘和炉渣;

? 在耐火金属、硬金属粉和金属碳化物生产工艺中:粉尘、固态硬金属和金属化合物、废水(金 属化合物)、残渣,如滤尘、淤渣污浆和炉渣.工艺化学品、如氢氟化物(氢氟酸)、用于处 理钽和铌,具有很强的毒性.在贮运这些材料时需要考虑到这一点;

? 在铁合金生产工艺中:粉尘、金属化合物、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、能源回收、废水 (金属化合物)、残渣,如滤尘、淤渣污浆和炉渣;

? 在碱金属土金属生产工艺中:氯气、盐酸气、二氧(杂)芑、六氟化硫、粉尘、金属化合物、 二氧化碳、二氧化硫、废水(金属化合物)、残渣,如淤渣污浆、铝酸盐、滤尘和炉渣;

? 在镍和钴生产工艺中:挥发性有机化合物、一氧化碳、粉尘、金属化合物、异味、二氧化硫、 氯气和其他酸性气体、废水(金属化合物和有机化合物)、残渣,如淤渣污浆、滤尘和炉渣;

? 在碳和石墨生产工艺中:多环芳烃、碳氢化合物、粉尘、异味、二氧化硫、废水预防、残渣, 如滤尘. 执行摘要 iv 有色金属工业 3. 应用工艺 可用于各种装置的原材料范围很广,这意味着所采用冶金生产工艺很多.在许多情况中,根据原 材料选择工艺.下表对有色金属生产所用的熔炉做了概述: 熔炉 使用的金属 使用的材料 注释 蒸汽盘管干燥器 流化床干燥器 快速干燥器 铜和某些其它金属 精矿 转窑 大多数金属用于烘干.烟 化氧化锌.煅烧氧化铝, 镍和铁合金.燃烧感光胶 片,生产贵金属.脱除铜 和铝废料中的油分 矿石,精矿和 多种废料和残 渣. 烘干,煅烧和烟 化应用 用作焚化炉 流化床 铜和锌,三氧化二铝 精矿,氢氧化 铝 煅烧和焙烧 鼓风烧结机. 锌和铅 精矿和二级原 材料 烧结 吸风烧结机 锌和铅 精矿和二级原 材料. 烧结 钢带烧结机 铁合金、锰、铌 矿石 可能用于其他应 用 赫列斯果夫焙烧炉 汞,钼 (铼回收) 矿石和精矿 焙烧、煅烧 烘干、焙烧、烧结和煅烧炉 执行摘要 有色金属工业 v 熔炉 使用的金属 使用的材料 注释 封闭式 耐火材料衬 里熔炉 耐火金属、 特种铁合金 金属氧化物 开敞式机坑 耐火金属、 特种铁合金. 金属氧化物 白银炉 铜 精矿 电弧炉 铁合金 精矿、矿石 旋涡炉/旋涡炉 铜 精矿 埋入式电弧炉 贵金属、铜、铁合金. 炉渣、二级原材 料、精矿. 在铁合金生产中,使用开式、 半密闭式和密闭式熔炉 回转炉 铝、铅、铜、贵金属 废料和其它二级 原材料、泡铜 氧化、同衬底发生反应 倾注回转炉 铝 废料和其它二级 原材料 尽量减少使用盐助熔剂 反射炉 铝、铜、其 它金属 废料和其它二级 原材料、黑铜 使用世界上其它地方的铜精矿 熔炼 Vanyucov 炉铜精矿 ISA Smelt/Ausmelt 炉铜、铅、 中间产品、精矿 和二级原材料 QSL 炉铅精矿和二级原材 料Kivcet 炉铅铜精矿和二级原材 料Noranda 炉铜精矿 El Teniente 炉铜精矿 氧气顶吹旋转转炉 TROF 炉铜(氧气顶吹旋转转 炉)、贵金 属 大多数二级原材 料,包括泥渣 微型熔炉 铜/铅/锡 废料 鼓风炉和密闭鼓风 炉铅、铅/锌、铜、贵 金属、高碳 铁锰合金. 精矿、大多数二 级原材料 在铁锰合金生产中,只与能源 回收合并使用 Inco 闪速熔炼炉 铜、镍 精矿 Outokumpu 闪速熔炼炉 铜、镍 精矿 Mitsubishi 工艺炉 铜 精矿和阳极屑 Peirce Smith 炉铜(转炉)、铁合金、金属 氧化物生产 冰铜和阳极屑 Hoboken 炉铜(转炉) 冰铜和阳极屑 Outokumpu 闪速转炉铜(转炉) 冰铜 Noranda 转炉 铜(转炉) 冰铜 Mitsubishi 转炉 铜(转炉) 冰铜 熔炼和精炼炉 执行摘要 vi 有色金属工业 熔炉 使用的金属 使用的材料 注释 感应炉 大多数金属 清洁金属和废 料. 感应电流搅动帮助合金化.对于 某些金属,可以使用真空熔炉 电子束熔炉 耐火金属 清洁金属和废 料. 回转炉 铝、铅多种废料品级. 对于复杂基质,使用助熔剂和盐 反射炉 铝 (初级和二 级原材料) 多种废料品级. 熔池或炉膛配置可能........