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1 环境保护技术文件铜冶炼污染防治可行技术指南 (试行) Guideline on Available Technologies of Pollution Prevention and Control for Copper Smelting Industry (on Trial) 环境保护部―4―前言为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》 ,防治环境污染,完善环保技术工作体系,制定本指南.

本指南以当前技术发展和应用状况为依据,可作为铜冶炼项目污染防治工作的参考技术资料. 本指南由环境保护部科技标准司提出并组织制订. 本指南起草单位:中冶建筑研究总院有限公司、中国恩菲工程技术有限公司. 本指南由环境保护部解释. ―

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1 总则 1.1 适用范围 本指南适用于处理铜矿石、铜精矿和其他含铜物料的铜冶炼企业. 1.2 术语和定义 1.2.1 标准状态 指温度为 273.15K、压力为 101325Pa 时的状态.本指南涉及的大气污染物浓度均以标准状态下的 干气体为基准. 1.2.2 卫生通风系统 在有废气产生的生产节点设机械排风装置,控制粉尘和有害气体的扩散,减少无组织排放,创造满 足职业卫生要求的生产环境,并根据需要对排风进行治理的通风系统.

2 生产工艺及污染物排放 2.1 生产工艺及产污环节 2.1.1 火法炼铜工艺 火法冶炼是利用高温从硫化铜精矿或废杂铜中提取金属铜或其化合物的过程. 硫化铜精矿火法冶炼生产过程通常由以下几个工序组成:备料、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼, 最终产品为精炼铜(电解铜). 硫化铜精矿火法冶炼工艺流程及产污环节见图 1. 2.1.2 湿法炼铜工艺 湿法炼铜是在常温常压或高压下,用溶剂或细菌浸出矿石或焙烧矿中的铜, 浸出液经过萃取或其他 净液方法,使铜和杂质分离,然后用电积法,将溶液中的铜提取出来.氧化矿和自然铜矿通常采用溶剂 直接浸出方法;

硫化矿通常采用细菌浸出方法. 湿法炼铜工艺流程及产污环节见图 2. ―

6 ― 注:精炼炉氧化期产生的烟气送烟气制酸系统,其余时段送脱硫系统. 图1硫化铜精矿火法冶炼工艺流程及产污环节 ―

7 ― 图2湿法炼铜工艺流程及产污环节 2.2 污染物排放 铜冶炼过程中产生的污染包括大气污染、水污染、固体废物污染和噪声污染,其中大气污染、水污 染、固体废物污染是主要环境问题. 2.2.1 大气污染 铜冶炼过程中产生的大气污染物主要为颗粒物、SO

2、硫酸雾. 铜冶炼过程中主要大气污染物及来源见表 1. 表1铜冶炼大气污染物及来源 火法炼铜 工序 污染源 主要污染物 干燥 干燥窑 颗粒物(含重金属 Cu、Pb、Zn、 Cd 及As)、SO2 精矿上料、精矿出料、转运 颗粒物(含重金属 Cu、Pb、Zn、 Cd 及As) 配料 抓斗卸料、定量给料设备、皮带运输设备转运过程中扬尘 颗粒物(含重金属 Cu、Pb、Zn、 Cd 及As) 熔炼 熔炼炉 颗粒物(含重金属 Cu、Pb、Zn、 Cd 及As)、SO2 加料口、锍放出口、渣放出口、喷枪孔、溜槽、包子房 等处泄漏 颗粒物(含重金属 Cu、Pb、Zn、 Cd 及As)、SO2 吹炼 吹炼炉 颗粒物(含重金属 Cu、Pb、Zn、 ―

8 ― Cd 及As)、SO2 加料口、粗铜放出口、渣放出口、喷枪孔、溜槽、包子 房等处泄漏 颗粒物(含重金属 Cu、Pb、Zn 、 Cd 及As)、SO2 精炼 精炼炉 颗粒物(含重金属 Cu、Pb、Zn 、 Cd 及As)、SO2 加料口、出渣口 颗粒物、SO2 烟气制酸 制酸尾气 SO

2、硫酸雾 渣贫化 炉窑 颗粒物、SO2 加料口、锍放出口、渣放出口、电极孔、溜槽、包子房 等处泄漏 颗粒物、SO2 渣水碎 颗粒物、SO2 渣选矿 备料工段 颗粒物 选矿工段 酸雾 电解 电解槽 硫酸雾 电解液循环槽等 硫酸雾 电积 电积槽及其他槽罐 硫酸雾 净液 真空蒸发器 硫酸雾 脱铜电积槽 硫酸雾 阳极泥处理 回转窑 颗粒物(含重金属 Pb 及As) 回转窑上料、出料系统 颗粒物(含重金属 Pb 及As) 硒吸收塔 SO2 卡尔多炉 颗粒物(含重金属 Pb 及As) 贵铅炉 颗粒物(含重金属 Pb 及As) 分银炉 颗粒物(含重金属 Pb 及As) 中频炉 颗粒物 反应槽 酸雾 水溶液氯化槽 微量 Cl2 银电解造液槽 NOx 银电解槽、干燥器 HNO

3、NOx 湿法炼铜 工序 污染源 主要污染物 备料 破碎机等 颗粒物 浸出 搅拌浸出槽等 酸雾 堆浸 酸雾 萃取 萃取槽等 酸雾、萃取剂、溶剂油 电积 电积槽 酸雾 ―

9 ― 2.2.2 水污染 火法炼铜产生的废水主要为制酸系统污酸及酸性污水, 硫酸场地初期雨水及生产厂区其他场地初期 雨水,湿法车间、中心化验室排出的含酸废水,工业冷却循环水的排污水,余热锅炉化学水处理车间排 出的酸碱废水,余热锅炉排污水. 湿法炼铜堆浸场地、溶液池及尾矿池渗漏液,或上述场地由于大暴雨或溃坝事故引起的泄漏液. 铜冶炼过程中主要水污染物及来源见表 2. 表2铜冶炼过程中水污染物及来源 火法炼铜 废水种类 排水来源 主要污染物 备注 酸性污水 制酸系统污酸 酸、Zn2+ 、Cu2+ 、Pb2+ 、 Cd2+ 、 Ni2+ 、 As3+ 、 Co2+ 、 F+、Hg2+ 进污酸处理站 制酸系统含酸污水 酸、Zn2+ 、Cu2+ 、Pb2+ 、 Cd2+ 、 Ni2+ 、 As3+ 、 Co2+ 、 F+ 、Hg2+ 进污水处理站 硫酸场地初期雨水 酸、Zn2+ 、Cu2+ 、Pb2+ 、 Cd2+ 、Ni2+ 、As3+ 、Co2+ 进污水处理站 生产厂区其他场地初期雨水 酸、Zn2+ 、Cu2+ 、Pb2+ 、 Cd2+ 、Ni2+ 、As3+ 、Co2+ 进污水处理站 冶金炉水套冷却水排污 水 工业炉窑汽化水套或水冷水套 盐类 冷却后循环使用,少量 排污水.可经废水深度 处理后回用 余热锅炉排污水、化学 水处理车间排污水 余热锅炉房 盐类 锅炉排污水可用于渣缓 冷淋水或用于冲渣 含酸碱污水中和后可用 于渣缓冷淋水或用于冲 渣 金属铸锭或产品熔铸冷 却水排水 圆盘浇铸机、直线浇铸机等 固体颗粒物 沉淀、冷却后循环使用 冲渣水和直接冷却水 水碎装置等 固体颗粒物 沉淀、冷却后循环使用 湿式除尘 循环水系统 精矿干燥烟气湿式除尘废水 悬浮物、盐类 沉淀、冷却后循环使用 电解、净液、阳极泥湿 法处理车间排水 电解槽、极板清洗水 酸性废水、Cd2+ 、 Co2+ 、Cu2+ 、Zn2+ 返回电解系统 含氯尾气吸收后的废水 Cl- 、Na+ 去污酸污水处理站 硒吸收塔溶液、洗涤粗硒的洗液 Se 铁屑置换后渣弃去 真空蒸发器冷凝水 酸 返回工艺系统 银粉洗涤水 Pb2+ 、Ag+ 返回电解系统 车间地面冲洗水、压滤机滤布清洗水 返回电解系统 湿法炼铜 废水种类 排水来源 主要污染物 备注 酸性污水 生产厂区场地雨水 酸性废水、Zn2+ 、Cu2+ 、 进污水处理站 ―

10 ― Pb2+ 、 Cd2+ 、 Ni2+ 、 As3+ 、 Co2+ 含萃取剂酸性废水 萃取工序 酸、油污 进污水处理站 2.2.3 固体废物污染 火法炼铜排放的固体废物主要有:渣贫化水碎渣、渣选矿尾矿、污水处理渣、脱硫副产物等.湿法 炼铜排放的固体废物主要为浸出渣.其中渣贫化水碎渣、渣选矿尾矿为一般固废,污水处理渣、湿法炼 铜浸出渣、脱硫副产物的属性需经过鉴别,并根据其性质和类别确定处理处置方式. 2.2.4 噪声污染 铜冶炼过程产生的噪声分为机械噪声和空气动力性噪声, 主要噪声源包括熔炼炉、 吹炼炉、 精炼炉、 余热锅炉、鼓风机、空压机、氧压机、SO2 风机、除尘风机、各种泵类等.在采取控制措施前,锅炉安 全阀排气装置间歇噪声达到

120 dB(A),其他噪声源强通常为 85~110 dB(A).

3 铜冶炼污染防治技术 3.1 铜冶炼污染预防技术 3.1.1 精矿蒸汽干燥技术 精矿蒸汽干燥技术是通过蒸汽干燥机,利用冶炼烟气余热回收生产的蒸汽干燥铜精矿. 该技术不产生 SO2,且不会发生精矿自燃. 该技术适用于精矿配料前的预干燥或精矿配料后的深度干燥. 3.1.2 富氧强化熔炼技术 铜精矿富氧强化熔炼技术是在熔炼中通入富氧或工业纯氧, 强化熔炼过程, 充分利用精矿中铁和硫 在氧化过程中放出的热量,减少燃料消耗量,在自热或接近自热的条件下进行熔炼.采用富氧强化熔炼 技术的工艺归纳为两大类:一类是闪速熔炼方法,如奥托昆普闪速熔炼、因科氧气闪速熔炼等;

另一类 是熔池熔炼方法,如氧气底吹熔炼、澳斯麦特/艾萨熔炼、氧气顶吹熔炼、诺兰达熔炼、白银法熔炼、 氧气双侧吹熔炼等. 该技术可减少烟气总量,提高 SO2 浓度,便于制造硫酸或其他硫产品,总硫利用率显著提高,同时 降低 SO2 排放量. 该技术适用于铜冶炼熔炼工序. 3.1.3 连续吹炼技术 连续吹炼技术是通过溜槽加液态铜锍或通过皮带加水碎后的固态铜锍, 代替包子倒运, 连续吹炼生 产粗铜的生产技术.采用连续吹炼技术的工艺有:三菱连续吹炼、闪速连续吹炼、氧气顶吹浸没喷枪连 续吹炼、氧气底吹连续吹炼、侧吹连续吹炼等. 该吹炼过程连续进行,作业率高;

炉子密闭性好,漏风小,冶炼烟气量少且稳定,作业环境好,硫 的回收率高,烟气处理成本低. 该技术适用于铜锍吹炼生产系统. 3.1.4 P-S 转炉吹炼技术 P-S 转炉吹炼是以熔炼产出的铜锍为原料,加入石英石熔剂造渣,脱去铁、硫等杂质产出粗铜的冶 ―

11 ― 炼方法.P-S 转炉应用范围广,操作经验丰富,灵活性大,适应性强;

但由于间断作业,使得炉口漏风 大,有害烟气外逸气严重,气量波动大,烟气 SO2 浓度相对偏低. 3.1.5 回转阳极炉天然气还原技术 回转阳极炉天然气还原技术是采用天然气取代重油、柴油、液化石油气等传统还原剂,并与蒸汽混 合使用在回转阳极炉中还原粗铜生产精铜的技术. 该技术可提高还原剂的利用率,强化还原效果,缩短还原时间,减少环境污染,并显著提高阳极铜 的质量. 该技术适用于有天然气供应地区的铜回转阳极炉精炼系统. 3.1.6 回转阳极炉固体还原剂喷吹技术 回转阳极炉固体还原剂喷吹技术是用褐煤半焦与无烟煤以一定比例进行配比后制成的新型固体还 原剂取代重油、柴油、液化石油气等传统还原剂,喷吹于回转阳极炉中进行铜火法精炼的技术. 该技术阳极精炼炉烟气黑度低于林格曼等级Ⅰ级,逸散烟气减少;

与使用重油较相比较,可降低铜 阳极板的生产成本. 该技术适用于无天然气供应地区的铜回转阳极炉精炼系统. 3.1.7 烟气余热回收利用技术 烟气余热回收技术是火法冶炼产生的高温烟气进入除尘系统前, 先利用烟气蕴含的热能进行生 产的技术. 余热回收方式有:利用离炉烟气预热空气(或煤气) ;

使用余热锅炉或汽化冷却装置生产中、低压 蒸汽和热水;

利用废气循环调节炉温和改善燃烧;

利用离炉烟气加热入炉冷料. 利用余热生产的蒸汽可供生产、采暖通风、生活热水或余热发电系统使用. 该技术适用于铜锍熔炼、吹炼、精炼生产过程烟气的余热利用. 3.1.8 永久性不锈钢阴极电解技术 永久性不锈钢阴极铜电解技术是以重复使........