2.2.3固体废物污染
铅冶炼过程中产生的固体废物主要包括烟化炉渣、浮渣处理炉渣、含砷废渣、脱硫石膏渣及废触媒。
铅冶炼主要固体废物及来源见表3。
表3:铅冶炼主要固体废物及来源
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┃ 工序 ┃ 产污节点 ┃ 主要污染物 ┃
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┃烟化工序 ┃烟化炉 ┃烟化炉水淬渣(含Pb、Zn、As、Cu)┃
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┃ ┃污酸处理系统 ┃含砷废渣(含Pb、Zn、As、Cd、Hg)┃
┃烟气制酸工序 ┃ ┃ ┃
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┃ ┃制酸系统 ┃废触媒(主要为五氧化二钒) ┃
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┃浮渣处理工序 ┃铜浮渣处理 ┃浮渣处理炉渣(含Pb、Zn、As、Cu)┃
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┃电解精炼工序 ┃电解槽 ┃阳极泥 ┃
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┃烟气脱硫系统 ┃烟气脱硫系统 ┃脱硫副产物 ┃
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2.2.4噪声污染
铅冶炼过程中产生的噪声分为机械噪声和空气动力性噪声,主要噪声源包括鼓风机、烟气净化系统风机、余热锅炉排气管及氧气站的空气压缩机等。在采取控制措施前,其噪声声级可达到85dB(A)~120dB(A)。
3 铅冶炼污染防治技术
3.1工艺过程污染预防技术
3 .1.1原料制备工序
3.1.1.1封闭式料仓技术
是以封闭储存原辅料的方式控制扬尘。料仓在配料、混料等过程配套除尘设施,物料输送过程采用密闭输送。
该技术可减少原辅料贮存与配制过程中颗粒物的逸散。
该技术适用于铅冶炼原料制备。
3 .1.2熔炼一还原工序
3.1.2.1富氧底吹熔炼一熔融高铅渣直接还原法熔炼技术铅精矿、熔剂和工艺返回的铅烟尘经配料、造粒后,送底吹炉进行氧化熔炼,产出一次粗铅和高铅渣。一次粗铅铸锭后送精炼车间,熔融高铅渣经溜槽直接加入到还原炉内。
该技术可有效减少烟气的无组织排放,且粗铅冶炼过程综合能耗低,可实现无焦冶炼,降低粗铅生产成本。
该技术适用于以铅精矿为原料的粗铅冶炼,也可合并处理铅膏泥及锌浸出的铅银渣。
3.1.2.2富氧底吹熔炼一鼓风炉还原法熔炼技术(水口山法)
铅精矿、熔剂和工艺返回的铅烟尘经配料、造粒后,送底吹炉进行氧化熔炼,产出一次粗铅和高铅渣,一次粗铅铸锭后送精炼车间,高铅渣铸块后送鼓风炉还原。主要设备采用只有氧化段而无还原段的氧气底吹熔炼炉。
该技术综合能耗较低,处理能力大,生产效率高,冶炼过程中烟气泄露点少,硫回收利用率高。
该技术适用于以铅精矿为原料的粗铅冶炼,也可合并处理铅膏泥及锌浸出的铅银渣。
3.1.2.3富氧顶吹熔炼-鼓风炉还原法熔炼技术(浸没熔炼法) 从炉顶垂直插入渣层的喷枪吹入富氧空气和燃料,熔池中的炉料经富氧空气搅拌,发生熔化、硫化、氧化、造渣等过程,产出粗铅和高铅渣,高铅渣铸块后送鼓风炉还原。
该技术综合能耗较低,处理能力大,生产效率高,冶炼过程中烟气泄露点少,硫回收利用率高。
该技术适用于以铅精矿为原料的粗铅冶炼,也可合并处理铅膏泥及锌浸出的铅银渣。
3.1.2.4烧结-密闭鼓风炉法熔炼技术(ISP法)
铅锌混合精矿经配料后进行烧结,形成烧结块送密闭鼓风炉熔炼。
密闭鼓风炉烟气中含有较高浓度的一氧化碳,回收后可作为低热值煤气利用;但该技术返料量大,无组织排放较多。
该技术适用于处理铅锌混合矿以及含铅、锌的二次物料,尤其适用于复杂难选的铅、锌混合精矿的处理。
3.1.2.5氧气底吹法熔炼技术(QSL法)
通过浸没底吹氧气,使铅精矿、含铅二次物料与熔剂等原料发生熔化、氧化、交互反应和还原等作用,生成粗铅和炉渣。
该技术为一步炼铅法,流程简单,硫利用率高;但烟尘率高,返料量大,渣含铅量较高。
该技术适用于以铅精矿为原料的粗铅冶炼,也适用于处理含铅废料。
3.1.2.6卡尔多炉法熔炼技术
精矿、富氧空气由喷枪喷入炉内进行闪速熔炼,溶剂、焦粉加入炉内参与反应,加料、氧化熔炼、还原熔炼和放铅出渣全过程在一个炉子内完成,周期进行。
该技术设备简单,熔炼强度高,能耗低,自动化程度高;但备料和烟气制酸过程复杂,烟尘率高,返料量大,炉龄短,维修工作量大。该技术适用于以铅精矿为原料的粗铅冶炼。
3.1.3烟化工序
3.1.3.1 回转窑烟化技术将还原炉渣和焦粉混合后加热,使铅、锌、铟、锗等有价金属还原而挥发,以氧化物形态回收。
该技术有价金属回收率高;但窑龄短,耐火材料和燃料消耗大。
该技术适用于锌含量大于8%的铅还原炉渣中有价金属的回收。
3.1.3.2 烟化炉烟化技术
将还原剂和空气鼓入烟化炉的熔渣内,使其中的铅、锌、铟、锗等有价金属还原而挥发,以氧化物形态回收。
该技术金属回收率高,可用煤作为燃料和还原剂,过程易于控制;但出炉烟气量和烟气温度波动较大,二氧化硫含量低。
该技术适用于还原炉渣中有价金属的回收。
3.1.3.3 烟化炉-余热锅炉一体化技术烟化炉-余热锅炉采用一体化设计,底部为烟化吹炼池,顶部为余热锅炉。
该技术可增大烟化炉的有效空间,炉体结构紧凑,余热利用率高。
该技术适用于还原炉渣中有价金属的回收及余热利用。
3.1.4粗铅精炼工序
3.1.4.1火法精炼技术
利用杂质金属与铅在高温熔体中物理或化学性质的差异,将铅与杂质分离,产生精铅。
该技术设备简单,占地面积小,生产周期短,投资少,生产成本较低;但工序多,铅直收率低,不利于有价金属的回收,精铅纯度较低。
该技术适用于粗铅精炼。
3.1.4.2 初步火法精炼除铜(锡)技术
该技术采用火法精炼工艺去除粗铅中的铜(锡)杂质后,浇铸成阳极板,再送电解精炼。铜以固熔体结晶析出,以浮渣的形态悬浮于铅液表面。
该技术中间物料的产出量小,伴生元素容易回收;但投资较高。
该技术适用于粗铅精炼,尤其适用于处理高铋粗铅。
3.1.4.3电解精炼技术
利用纯铅制作的阴极板,按一定间距装入盛有电解液的电解槽,在电流的作用下,铅自阳极溶解进入电解液,并在阴极放电析出,电解铅板经电铅锅熔铸为铅锭。电解精炼主要采用小极板技术和大极板技术。
小极板铅电解精炼技术能耗高,装备水平低,劳动强度大;大极板电解精炼技术能耗较低,自动化程度高,劳动强度低。
该技术适用于粗铅初步火法精炼除铜(锡)后的进一步精炼提纯。
3.1.4.4浮渣处理技术
将初步火法精炼除铜过程产生的浮渣与纯碱、焦炭共同加入到熔炼炉内熔炼,产出铜锍作为产品,粗铅返回生产工艺。
该技术适用于初步火法精炼除铜浮渣的金属回收。
3.2大气污染治理技术
3.2.1烟气除尘
3.2.1.1袋式除尘技术
利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行净化。
该技术除尘效率大于99.5%,适用范围广,不受颗粒物物理化学性质的影响,粉尘排放浓度可低于30mg/m3;但对烟气温度、湿度、腐蚀性等要求高,系统阻力大,运行维护费用高。
该技术适用于鼓风炉和烟化炉的烟气除尘,也适用于环境集烟系统的废气除尘等。
3.2.1.2电除尘技术
利用强电场使气体发生电离,进入电场空间的烟尘荷电,在电场力作用下向相反电极性的极板移动,并通过振打等方式将沉积在极板上的烟尘收集下来。
该技术除尘效率在99.0%~99.8%,烟尘排放浓度可低于50mg/m3,能耗低,可应用于高温、高压环境,系统阻力小,运行维护费用低于袋式除尘器;但一次性投资大,应用范围受粉尘比电阻的限制,对细粒子的去除效果低于袋式除尘器。
该技术适用于熔炼-还原工序的烟气除尘。
3.2.1.3旋风除尘技术
利用离心力的作用,使烟尘在重力和离心力的共同作用下从烟气中分离而加以捕集。
该技术设备结构简单,投资成本低,操作管理方便,可用于高温(450℃)、高含尘量(400g/m3~1000g/m3)烟气的除尘;但除尘效率低。
该技术适用于熔炼炉和还原炉的预除尘,尤其适用于10μm以上粗粒烟尘的预处理。
3.2.1.4湿法除尘技术
利用液滴或液膜粘附烟尘净化烟气,包括动力波除尘技术、水膜除尘技术、文丘里除尘技术、冲击式除尘技术等,其中动力波除尘技术在铅冶炼中较常采用。
该技术操作简单、运行稳定、维修费用小,可适应烟气量变化较大的工况。
该技术适用于铅冶炼制酸系统的烟气净化。
3.2.2烟气制酸
3.2.2.1绝热蒸发稀酸冷却烟气净化技术
使用稀酸喷淋含二氧化硫的烟气,利用绝热蒸发降温增湿及洗涤的作用使杂质从烟气中分离,达到除尘、除雾、吸收废气、调整烟气温度的目的。
该技术可提高循环酸浓度,减少废酸排放量,降低新水消耗。
该技术适用于所有铅冶炼制酸烟气的湿式净化。
3.2.2.2低位高效二氧化硫干燥和三氧化硫吸收技术利用浓硫酸等干燥剂吸收二氧化硫中的水蒸汽和三氧化硫,净化和干燥制酸烟气。
净化后的制酸尾气从吸收塔排出,尾气中二氧化硫排放浓度低于 400mg/m3,硫酸雾浓度低于40mg/m3。