铜冶炼污染防治可行技术指南试行

—3—附件1环境保护技术文件铜冶炼污染防治可行技术指南（试行）GuidelineonAvailableTechnologiesofPollutionPreventionandControlforCopperSmeltingIndustry(onTrial)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。—5—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、SO2、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SO2、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HNO3、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120dB(A)，其他噪声源强通常为85～110dB(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。3.1.4P-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用的不锈钢阴极取代传统电解法的自制阴极生产电解铜的技术。该技术中的不锈钢阴极重复使用，省去了阴极制作系统；电解电流密度高、阴极周期短、产品质量高、蒸汽耗量低。该技术适用于现代大型铜冶炼企业电解精炼工艺。3.1.9加压浸出-氧气顶吹熔炼阳极泥处理技术加压浸出-氧气顶吹熔炼阳极泥处理技术工艺流程为：阳极泥加压浸出-氧气顶吹（卡尔多）熔炼-金银合金板电解精炼得银；银电解阳极泥水溶液氯化分金-氯化液控制电位还原得金，氯化渣再经浸出、还原后得银粉送入银熔练系统。该技术工艺流程短，生产效率高，可减少污染物排放。该技术适用于大型铜冶炼电解精炼产生的阳极泥的处理。3.1.10铜阳极泥湿法处理技术铜阳极泥湿法处理技术工艺流程为：硫酸化焙烧脱硒→稀硫酸浸出→浸出液铜置换银得银粉→银粉经熔炼、电解后得银；浸出渣水溶液氯化分金→氯化液控制电位还原得金，氯化渣再经浸出、还原后得—12—银粉送入银熔练系统。该技术金属回收率高，无烟尘、废气产生；但对原料适应性差。该技术适用于铜冶炼电解精炼产生的阳极泥的处理。3.1.11白烟尘处理技术为综合回收铅、锌、砷等，部分白烟尘（熔炼烟尘、吹炼烟尘）需开路处理。常用的流程是烟尘先经两段浸出，浸出渣外售给铅冶炼厂回收铅。浸出液电积脱铜，电积铜返回熔炼系统。脱铜后液蒸发结晶得粗制硫酸锌，粗制硫酸锌外售给锌冶炼厂回收锌。结晶母液用SO2还原沉砷，得到产品As2O3。3.1.12湿法炼铜技术湿法炼铜技术是采用浸出→萃取→电积工艺生产阴极铜。该技术适用于氧化矿和表外矿、铜矿废石、低品位硫化铜矿的冶炼。3.1.13污染源密闭技术污染源密闭技术是通过在污染的源头设密闭罩将污染源密闭起来，防止污染的扩散。该技术烟气控制效果好，从源头上防止了污染物的扩散。该技术适用于物料储仓、物料卸料点、物料转运点、物料受料点、物料破碎筛分设备等扬尘点的密闭，冶金炉窑以及炉窑加料口、锍排出口、渣排出口、铜水包房、渣包房、溜槽等产烟部位的密闭，湿法冶炼产生