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鉛冶煉行業開展清潔生產技術的研究(1)鉛冶煉行業開展清潔生產技術的研究 ——徐玉琦 一、國內鉛冶煉行業清潔生產進展 (1)采用先進工藝,對傳統落后工藝進行替代 當前我國國內鉛冶煉行業發展的主要趨勢是采用先進的直接煉鉛工藝取代原有的燒結鼓風爐工藝,而新建鉛冶煉廠則基本以直接煉鉛法為主。我國自行開發的氧氣底吹-鼓風爐煉鉛新工藝(SKS 法),由于適合我國鉛冶煉行業現狀、符合我國國情,得到了大力的推廣應用,該工藝適于傳統燒結鼓風爐工藝的技術改造,改造后噸鉛綜合能耗可降到0.38噸標準煤。除SKS法外,近年我國新建或改造的直接煉鉛法還有基夫塞特法、艾薩法、卡爾多法等工藝。 (2)注重技術創新,提高過程、裝備清潔生產水平 除工藝改造外,一些鉛冶煉企業致力于自身裝備和過程清潔生產水平的提高。傳統的燒結鼓風爐工藝因煙氣中SO2含量低,采用普通的一轉一吸轉化率只有95%左右,污染嚴重。國內某些企業從國外引進了濕式制酸工藝(WSA法),SO2 轉化率可達到99%以上,出口煙氣可以滿足國家排放標準要求。該方法目前也成為我國鼓勵推廣的低濃度SO2煙氣制酸技術。 ISP工藝經過半個多世紀的發展,技術已十分成熟。在國內,最早采用該工藝的韶關冶煉廠在近十余年來,采取了一系列技術和裝備改進措施,主要包括:燒結機采用剛性滑道密封和柔性傳動,全返煙鼓風燒結,提高出口煙氣的SO2含量,從而可以將一轉一吸制酸改造為二轉二吸;改進密閉鼓風爐及其輔助設備,增大爐身面積和風口區面積,優化工藝技術條件,進一步改善爐內熔煉狀況。通過這些措施擴大了企業生產能力,各項技術經濟指標也得到大幅度提高。 (3)將節能和環保作為行業發展規劃的重點 我國能源供需矛盾尖銳,有色金屬工業單位產品能耗為 4.76噸標準煤,比國際先進水平高15%左右。今后有色金屬工業包括鉛冶煉工業將必須堅持節能優先,努力推進結構節能、技術節能、能源轉換和梯級利用。主要通過:①提高企業生產能力和集約化程度,采用先進工藝和大型裝備,提高能源使用效率。鉛冶煉行業大力發展自熱強化熔煉工藝,設備和自動控制技術等;②加強爐窯保溫,改進燃燒方式和氣氛,提高熱效率;③余熱資源充分回收利用;④以信息技術為核心,節能技術優化集成,把生產過程能源利用效率始終控制在最佳狀態,達到系統節能目的;⑤優化原料結構,提倡精料方針,節約能源。 在環保方面,通過強化冶煉廢水重金屬污染物控制與治理技術,提高廢水治理率和工業用水重復利用率,個別大型鉛冶煉企業工業廢水已可以接近或達到零排放。通過改進冶煉工藝和SO2回收技術,鉛冶煉企業的硫綜合回收率得到了較大幅度的提高,從而減少了排入大氣SO2 的量。 (4)大力開展企業清潔生產審計工作 近年來,隨著國內清潔生產工作的蓬勃發展,一些大中型鉛冶煉企業相繼開展了本企業的清潔生產審計工作,對于提高企業自身清潔生產水平帶來了積極的意義。 (5)對行業制定產業政策,調整行業結構,提高清潔生產水平 國家相繼出臺了《關于規范鉛鋅行業投資行為加快結構調整指導意見的通知》(發改運行[2006]1898 號)、《鉛鋅行業準入條件》(國家發改委 2007年第 13號公告)等鉛鋅行業的產業政策,通過對鉛冶煉行業新建企業和現有企業的規模、工藝及回收率、能耗等相關技術指標進行硬性規定限制,規范鉛冶煉行業投資行為,加快鉛冶煉行業結構調整,促進企業的技術改造,提高整個行業的清潔生產水平。 二、國外鉛冶煉行業清潔生產進展 歐盟的鉛冶煉工業中,再生鉛工業占相當大的比重。據統計,早在上世紀 90 年代,歐盟再生鉛產量已占到鉛總產量的52%。而美國鉛冶煉工業再生鉛的比例則又大得多,占72%。再生鉛冶煉工業的壯大不僅極大地節約了鉛礦石等不可再生資源,也為這些發達國家帶來了循環經濟的巨大效益。 與目前我國鉛冶煉行業發展趨勢相同,歐盟國家早在上世紀就已開始了對傳統鉛冶煉工藝的改造,獲得了顯著的環境效益,體現出了工藝改造對于污染控制的重大意義。歐盟在新建或改造鉛冶煉廠選擇工藝時,會重點考慮:該工藝有多大規模限制?當前最先進和最富于效率的煙氣收集和處理技術是否適用于該工藝?所采用的處理技術能否達到最嚴格的排放標準?由于各種工藝所能達到的產能規模各不相同,因此,受規模影響所選擇的不同工藝也伴隨不同的處理裝置。事實上,在上個世紀末,歐盟國家數家鉛冶煉廠的排放水平已經可以達到最嚴格的排放標準。而最大化的廢渣利用和最小量的廢水外排也成為衡量冶煉廠工藝水平的重要指標。歐盟鉛冶煉工業已經在不斷地發展工藝,以最大限度地利用冶煉過程產生的廢物或產生出的廢物能夠用于其它有色金屬冶煉工藝。 當前在歐盟鉛冶煉行業中,采用新型現代濾料的布袋除塵器被認為是冶煉煙氣收塵最有效和可行的處理技術。對于SO2含量在1~4%的煙氣,附加干式或半干式洗刷器的一轉一吸或WSA制酸裝置被認為是最有效和可行的處理技術;對于SO2含量在5%以上的煙氣,二轉二吸制酸裝置以及末端安裝除霧器的處理方式被認為是最有效可行的技術。 目前,發達國家鉛冶煉工業非常重視冶煉過程控制技術,通過過程控制來達到有效阻止或最小化污染物的排放、提高進程效率和節能降耗的目的。目前已被應用于工業生產的技術主要有: (1)原料的采樣分析和優化配料; (2)喂料計量和轉運系統; (3)計算機應用控制進料率、關鍵過程、燃燒條件和氣體狀態等,主要通過一些參數的檢測來加以控制,關鍵的參數設置警報。主要參數如下: 1)溫度、爐壓(或負壓)、廢氣流量或速度的在線檢測; 2)廢氣成份的檢測(O2、SO2、CO); 3)振動的在線檢測以探查是否有堵塞或可能的設備故障; 4)外排污染物的在線檢測。 (4)檢測并控制熔煉爐的溫度,以避免因過熱而產生大量金屬和金屬氧化物的煙氣; (5)使用密閉或半密閉的爐體系統收集過程廢氣,各種速率的局扇被使用以確保保持最優的廢氣收集率和最小的能耗。 三、河南鉛冶煉行業清潔生產進展 河南是目前全國鉛冶煉產能唯一超過百萬噸的省份,總產能在160萬噸左右,精鉛產量約占國內總產量的30%,連續十年位居全國第一。河南鉛產能主要集中在濟源、安陽、三門峽的靈寶、洛陽、焦作五地,河南通過提高產業門檻、淘汰落后工藝、強化自主創新、加大污染防治等,使得全行業初步實現了產業轉型升級,中國鉛工業龍頭企業豫光金鉛集團,在2002年,富氧底吹—鼓風爐還原煉鉛新工藝率先應用,2007年,豫光金鉛研制成功了液態高鉛渣直接還原新工藝,并于2010年實現工業化生產,該技術被業內權威專家一致認為“已經達到世界領先水平”。新工藝的投用,使得二氧化硫的回收率達到了98%,粉塵回收率達到99%以上,廢水接近零排放,二氧化碳排放量減少80%。另一方面,噸鉛加工成本下降了30%,勞動效率提升50%,每噸粗鉛的能耗從360公斤標煤下降到了220公斤,并且宣告了“無焦炭煉鉛”時代的到來。在再生鉛領域,豫光金鉛擁有的廢舊鉛酸蓄電池自動分離加底吹熔練再生鉛技術等,已經達到了國際先進水平,并且開辟了我國鉛冶煉行業循環經濟的新模式,在減少再生鉛行業污染、提高綜合回收水平和資源保障能力等方面均有著重要作用。 整體而言,目前鉛產業基本告別小作坊式操作,開始向規范化安全生產靠攏,這在一定程度上增加了企業的抗風險能力,環保水平也進一步上升,周邊環境較前期有所改善。 |