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铅冶炼行业开展清洁生产技术的研究(1)铅冶炼行业开展清洁生产技术的研究 ——徐玉琦 一、国内铅冶炼行业清洁生产进展 (1)采用先进工艺,对传统落后工艺进行替代 当前我国国内铅冶炼行业发展的主要趋势是采用先进的直接炼铅工艺取代原有的烧结鼓风炉工艺,而新建铅冶炼厂则基本以直接炼铅法为主。我国自行开发的氧气底吹-鼓风炉炼铅新工艺(SKS 法),由于适合我国铅冶炼行业现状、符合我国国情,得到了大力的推广应用,该工艺适于传统烧结鼓风炉工艺的技术改造,改造后吨铅综合能耗可降到0.38吨标准煤。除SKS法外,近年我国新建或改造的直接炼铅法还有基夫塞特法、艾萨法、卡尔多法等工艺。 (2)注重技术创新,提高过程、装备清洁生产水平 除工艺改造外,一些铅冶炼企业致力于自身装备和过程清洁生产水平的提高。传统的烧结鼓风炉工艺因烟气中SO2含量低,采用普通的一转一吸转化率只有95%左右,污染严重。国内某些企业从国外引进了湿式制酸工艺(WSA法),SO2 转化率可达到99%以上,出口烟气可以满足国家排放标准要求。该方法目前也成为我国鼓励推广的低浓度SO2烟气制酸技术。 ISP工艺经过半个多世纪的发展,技术已十分成熟。在国内,最早采用该工艺的韶关冶炼厂在近十余年来,采取了一系列技术和装备改进措施,主要包括:烧结机采用刚性滑道密封和柔性传动,全返烟鼓风烧结,提高出口烟气的SO2含量,从而可以将一转一吸制酸改造为二转二吸;改进密闭鼓风炉及其辅助设备,增大炉身面积和风口区面积,优化工艺技术条件,进一步改善炉内熔炼状况。通过这些措施扩大了企业生产能力,各项技术经济指标也得到大幅度提高。 (3)将节能和环保作为行业发展规划的重点 我国能源供需矛盾尖锐,有色金属工业单位产品能耗为 4.76吨标准煤,比国际先进水平高15%左右。今后有色金属工业包括铅冶炼工业将必须坚持节能优先,努力推进结构节能、技术节能、能源转换和梯级利用。主要通过:①提高企业生产能力和集约化程度,采用先进工艺和大型装备,提高能源使用效率。铅冶炼行业大力发展自热强化熔炼工艺,设备和自动控制技术等;②加强炉窑保温,改进燃烧方式和气氛,提高热效率;③余热资源充分回收利用;④以信息技术为核心,节能技术优化集成,把生产过程能源利用效率始终控制在最佳状态,达到系统节能目的;⑤优化原料结构,提倡精料方针,节约能源。 在环保方面,通过强化冶炼废水重金属污染物控制与治理技术,提高废水治理率和工业用水重复利用率,个别大型铅冶炼企业工业废水已可以接近或达到零排放。通过改进冶炼工艺和SO2回收技术,铅冶炼企业的硫综合回收率得到了较大幅度的提高,从而减少了排入大气SO2 的量。 (4)大力开展企业清洁生产审计工作 近年来,随着国内清洁生产工作的蓬勃发展,一些大中型铅冶炼企业相继开展了本企业的清洁生产审计工作,对于提高企业自身清洁生产水平带来了积极的意义。 (5)对行业制定产业政策,调整行业结构,提高清洁生产水平 国家相继出台了《关于规范铅锌行业投资行为加快结构调整指导意见的通知》(发改运行[2006]1898 号)、《铅锌行业准入条件》(国家发改委 2007年第 13号公告)等铅锌行业的产业政策,通过对铅冶炼行业新建企业和现有企业的规模、工艺及回收率、能耗等相关技术指标进行硬性规定限制,规范铅冶炼行业投资行为,加快铅冶炼行业结构调整,促进企业的技术改造,提高整个行业的清洁生产水平。 二、国外铅冶炼行业清洁生产进展 欧盟的铅冶炼工业中,再生铅工业占相当大的比重。据统计,早在上世纪 90 年代,欧盟再生铅产量已占到铅总产量的52%。而美国铅冶炼工业再生铅的比例则又大得多,占72%。再生铅冶炼工业的壮大不仅极大地节约了铅矿石等不可再生资源,也为这些发达国家带来了循环经济的巨大效益。 与目前我国铅冶炼行业发展趋势相同,欧盟国家早在上世纪就已开始了对传统铅冶炼工艺的改造,获得了显著的环境效益,体现出了工艺改造对于污染控制的重大意义。欧盟在新建或改造铅冶炼厂选择工艺时,会重点考虑:该工艺有多大规模限制?当前最先进和最富于效率的烟气收集和处理技术是否适用于该工艺?所采用的处理技术能否达到最严格的排放标准?由于各种工艺所能达到的产能规模各不相同,因此,受规模影响所选择的不同工艺也伴随不同的处理装置。事实上,在上个世纪末,欧盟国家数家铅冶炼厂的排放水平已经可以达到最严格的排放标准。而最大化的废渣利用和最小量的废水外排也成为衡量冶炼厂工艺水平的重要指标。欧盟铅冶炼工业已经在不断地发展工艺,以最大限度地利用冶炼过程产生的废物或产生出的废物能够用于其它有色金属冶炼工艺。 当前在欧盟铅冶炼行业中,采用新型现代滤料的布袋除尘器被认为是冶炼烟气收尘最有效和可行的处理技术。对于SO2含量在1~4%的烟气,附加干式或半干式洗刷器的一转一吸或WSA制酸装置被认为是最有效和可行的处理技术;对于SO2含量在5%以上的烟气,二转二吸制酸装置以及末端安装除雾器的处理方式被认为是最有效可行的技术。 目前,发达国家铅冶炼工业非常重视冶炼过程控制技术,通过过程控制来达到有效阻止或最小化污染物的排放、提高进程效率和节能降耗的目的。目前已被应用于工业生产的技术主要有: (1)原料的采样分析和优化配料; (2)喂料计量和转运系统; (3)计算机应用控制进料率、关键过程、燃烧条件和气体状态等,主要通过一些参数的检测来加以控制,关键的参数设置警报。主要参数如下: 1)温度、炉压(或负压)、废气流量或速度的在线检测; 2)废气成份的检测(O2、SO2、CO); 3)振动的在线检测以探查是否有堵塞或可能的设备故障; 4)外排污染物的在线检测。 (4)检测并控制熔炼炉的温度,以避免因过热而产生大量金属和金属氧化物的烟气; (5)使用密闭或半密闭的炉体系统收集过程废气,各种速率的局扇被使用以确保保持最优的废气收集率和最小的能耗。 三、河南铅冶炼行业清洁生产进展 河南是目前全国铅冶炼产能唯一超过百万吨的省份,总产能在160万吨左右,精铅产量约占国内总产量的30%,连续十年位居全国第一。河南铅产能主要集中在济源、安阳、三门峡的灵宝、洛阳、焦作五地,河南通过提高产业门槛、淘汰落后工艺、强化自主创新、加大污染防治等,使得全行业初步实现了产业转型升级,中国铅工业龙头企业豫光金铅集团,在2002年,富氧底吹—鼓风炉还原炼铅新工艺率先应用,2007年,豫光金铅研制成功了液态高铅渣直接还原新工艺,并于2010年实现工业化生产,该技术被业内权威专家一致认为“已经达到世界领先水平”。新工艺的投用,使得二氧化硫的回收率达到了98%,粉尘回收率达到99%以上,废水接近零排放,二氧化碳排放量减少80%。另一方面,吨铅加工成本下降了30%,劳动效率提升50%,每吨粗铅的能耗从360公斤标煤下降到了220公斤,并且宣告了“无焦炭炼铅”时代的到来。在再生铅领域,豫光金铅拥有的废旧铅酸蓄电池自动分离加底吹熔练再生铅技术等,已经达到了国际先进水平,并且开辟了我国铅冶炼行业循环经济的新模式,在减少再生铅行业污染、提高综合回收水平和资源保障能力等方面均有着重要作用。 整体而言,目前铅产业基本告别小作坊式操作,开始向规范化安全生产靠拢,这在一定程度上增加了企业的抗风险能力,环保水平也进一步上升,周边环境较前期有所改善。 |