銻冶煉行業(yè)污染防治現(xiàn)狀及對(duì)策

尤翔宇，譚愛(ài)華，蘇艷蓉，楊 杰

(1.湖南省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，湖南長(zhǎng)沙 410004;2.湖南有色金屬研究院，湖南長(zhǎng)沙 410100;3.長(zhǎng)沙市審計(jì)局，湖南長(zhǎng)沙 410013)

銻是一種重要的稀有金屬元素，廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料阻燃、聚酯催化劑、蓄電池、軸承合金、熒光粉、電子陶瓷、醫(yī)藥、軍事等領(lǐng)域［1］。近20年來(lái)，我國(guó)的銻工業(yè)得到了快速發(fā)展。銻的資源儲(chǔ)量、銻品生產(chǎn)量、消費(fèi)量和出口量，均位居全球第一［2］。銻冶煉技術(shù)水平也處于世界前列，銻工業(yè)已成為我國(guó)有色金屬產(chǎn)業(yè)的重要支柱。

我國(guó)的銻冶煉以火法工藝為主，在冶煉過(guò)程中會(huì)排放大量的重金屬，包括銻、鉛、砷、汞、鎘、鋅等，這些重金屬元素通過(guò)廢水、廢氣、固廢等途徑對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，如何有效防控銻冶煉企業(yè)的污染已經(jīng)成為銻行業(yè)發(fā)展需要面對(duì)的首要問(wèn)題。

1 銻冶煉行業(yè)發(fā)展與污染現(xiàn)狀

1.1 銻冶煉行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

截止2012年底，我國(guó)銻礦保有查明資源儲(chǔ)量238.34萬(wàn)t，居世界第一。2014年中國(guó)銻金屬產(chǎn)量達(dá)13.55萬(wàn)t，約占全球總產(chǎn)量的4/5，是全世界最大的銻產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)［3］，其中湖南省銻品產(chǎn)量約占全國(guó)總產(chǎn)量的3/4。截止到2011年，全國(guó)合法銻品生產(chǎn)企業(yè)為91家，主要分布在湖南、廣西、云南、貴州、廣東等省區(qū)。

我國(guó)銻精礦產(chǎn)量從2000年的9.93萬(wàn)t到2011年上升至12.80萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)2.89%，精銻產(chǎn)量從2000年的11.33萬(wàn)t上升到2011年的19.01萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)6.16%［4］。2011年后隨著銻行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和淘汰落后產(chǎn)能，銻的產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)。但國(guó)內(nèi)銻精礦無(wú)法滿(mǎn)足銻冶煉行業(yè)需求的現(xiàn)狀仍十分突出，產(chǎn)業(yè)聚集度相對(duì)較低，銻產(chǎn)品產(chǎn)能在10 000 t以上的企業(yè)只有5家，產(chǎn)量?jī)H占全國(guó)總產(chǎn)量的40%，大量小企業(yè)產(chǎn)量小，環(huán)境污染嚴(yán)重［1］。

1.2 銻冶煉典型工藝及產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)

銻的冶煉方法主要包括火法和濕法，95%以上的銻冶煉企業(yè)均使用火法工藝。銻的火法冶煉主要包括揮發(fā)焙燒－還原熔煉法和揮發(fā)熔煉－還原熔煉法，常規(guī)流程是將硫化銻礦石或銻精礦經(jīng)揮發(fā)焙燒或揮發(fā)熔煉產(chǎn)出三氧化銻，再進(jìn)入反射爐進(jìn)行還原熔煉和精煉，最終產(chǎn)出金屬銻［4］。揮發(fā)焙燒工藝適用于冶煉品位低于40%的銻礦，處理品位高于40%的銻礦時(shí)通常選擇鼓風(fēng)爐揮發(fā)熔煉［1］?；鸱掍R的典型生產(chǎn)工藝如圖1所示。

1.3 銻冶煉行業(yè)重金屬污染來(lái)源

國(guó)內(nèi)95%以上的銻冶煉企業(yè)均采用火法工藝，在火法冶煉過(guò)程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣、廢水、固體廢物、噪聲等污染物，廢氣中通常含有煙粉塵、SO2、重金屬等污染物，廢水主要包括酸性廢水和重金屬?gòu)U水，固廢主要包括砷堿渣、爐渣等，這些污染物對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

圖1 銻冶煉工藝流程及主要產(chǎn)污環(huán)節(jié)

1.3.1 大氣污染

在銻冶煉過(guò)程中主要采用火法煉銻，在冶煉過(guò)程中會(huì)排出大量煙氣，具有產(chǎn)生量大、成分復(fù)雜、不同工段排出的煙塵化學(xué)成分不同等特點(diǎn)。銻冶煉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣主要是火法煉銻過(guò)程中排出的含有銻、鋅、銅、鉛、汞、砷等多種重金屬及其氧化物的煙粉塵和含有 SO2、NO2、顆粒物等［5］的煙氣。銻冶煉生產(chǎn)過(guò)程中廢氣的來(lái)源及特點(diǎn)見(jiàn)表1。

表1 銻冶煉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氣型污染物及來(lái)源

1.3.2 廢水污染

火法煉銻過(guò)程中產(chǎn)生的廢水較少，銻冶煉生產(chǎn)過(guò)程中的廢水包括爐窯設(shè)備冷卻水、銻錠冷卻水、煙氣凈化廢水、沖洗廢水、初期雨水等?；鸱ㄒ睙拸U水主要是沖洗水，冶煉過(guò)程中排放的無(wú)組織煙塵會(huì)在地面形成降塵，地面沖洗過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生含重金屬的廢水［6］。銻冶煉生產(chǎn)過(guò)程中的廢水來(lái)源及特征情況見(jiàn)表2。

表2 銻冶煉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水及來(lái)源

1.3.3 固體廢物污染

銻冶煉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢物主要有鼓風(fēng)爐渣、鉛渣、還原泡渣、煙氣脫硫石膏渣、砷堿渣、污水處理渣等［7］。銻冶煉生產(chǎn)過(guò)程中的主要固體廢物和來(lái)源見(jiàn)表3。

表3 銻冶煉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的主要固體廢物及來(lái)源

2 銻冶煉行業(yè)污染治理技術(shù)

2.1 銻冶煉煙氣治理措施

火法冶煉過(guò)程中會(huì)排放大量的重金屬煙氣，新建銻冶煉生產(chǎn)線采用富氧側(cè)吹工藝，利用低濃度煙氣制酸，實(shí)現(xiàn)硫的回收利用，原有的火法工藝由于二氧化硫濃度過(guò)低，只能采用脫硫工藝將煙氣處理后達(dá)標(biāo)排放［8］。銻冶煉煙氣治理措施具體見(jiàn)表4。

表4 銻冶煉煙氣治理技術(shù)

2.2 銻冶煉廢水治理措施

銻冶煉廢水主要是沖渣水、冷卻水等，污染物濃度較低，可以循環(huán)使用，煙氣凈化廢水、車(chē)間沖洗廢水等含有重金屬離子需要深度處理后才能達(dá)標(biāo)排放［9］。銻冶煉廢水治理措施具體見(jiàn)表5。

2.3 銻冶煉固體廢物治理措施

銻冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的固廢數(shù)量較大，但大多屬于一般固體廢物，對(duì)人體健康的直接危害較小，多可以直接用于建筑材料，而砷堿渣等屬于危險(xiǎn)固廢，渣中的砷幾乎全是水溶性的，一旦滲入地下或流入河流，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，必須進(jìn)行妥善處理［10］。銻冶煉產(chǎn)生的固體廢物處理技術(shù)如表6所示。

表5 銻冶煉廢水治理技術(shù)

3 銻冶煉行業(yè)存在問(wèn)題分析

3.1 技術(shù)相對(duì)落后，裝備水平較低，能耗偏高

我國(guó)的銻冶煉企業(yè)以小企業(yè)為主，大多采用直井爐等傳統(tǒng)的熔煉工藝［12］。由于小企業(yè)多采用較為落后的熔煉技術(shù)和裝置設(shè)備，環(huán)境污染和資源浪費(fèi)嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為:(1)銻的回收率低，大企業(yè)可以達(dá)到96%的銻回收率，而小企業(yè)則往往低于90%，造成大量的銻在熔煉過(guò)程中流失;(2)能耗高，傳統(tǒng)煉銻工藝綜合能耗高達(dá)1420 kg標(biāo)準(zhǔn)煤/t銻，遠(yuǎn)低于1 000 kg標(biāo)準(zhǔn)煤/t銻的國(guó)際先進(jìn)水平;(3)污染嚴(yán)重，冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的大量無(wú)組織排放銻塵，污染相當(dāng)嚴(yán)重。

表6 銻冶煉固體廢物處理

3.2 企業(yè)規(guī)模小、數(shù)量多、行業(yè)集中度低

我國(guó)10 000 t以上的銻品生產(chǎn)企業(yè)僅有5家，這5家主要銻冶煉企業(yè)產(chǎn)量占全國(guó)產(chǎn)量的比例呈下降趨勢(shì)。銻工業(yè)多年來(lái)的高速增長(zhǎng)，僅是小企業(yè)產(chǎn)量的簡(jiǎn)單放大，并沒(méi)有真正提高競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)銻冶煉行業(yè)的生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)較為分散，不僅導(dǎo)致了企業(yè)的粗放經(jīng)營(yíng)、重復(fù)建設(shè)和惡性競(jìng)爭(zhēng)，還造成銻冶煉行業(yè)內(nèi)自律能力差，嚴(yán)重削弱了我國(guó)銻冶煉行業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)能力。

3.3 原料對(duì)外依賴(lài)程度加大，冶煉企業(yè)原料供給保證程度低

我國(guó)的銻精礦自給率常年低于50%，原料主要依賴(lài)進(jìn)口，而大量小企業(yè)由于工藝技術(shù)落后，資源回收率低，有價(jià)元素沒(méi)有得到充分回收，而工藝相對(duì)先進(jìn)的大企業(yè)則面臨原料短缺、開(kāi)工不足的局面。因此，原料供應(yīng)已成為我國(guó)銻工業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。

3.4 環(huán)境監(jiān)管能力不足，防控措施不到位

銻冶煉企業(yè)以小規(guī)模企業(yè)為主，多處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，基層環(huán)保部門(mén)由于人員、技術(shù)等限制，對(duì)這些企業(yè)的監(jiān)管難以到位，企業(yè)的重金屬粉塵無(wú)組織排放、重金屬污水偷排等現(xiàn)象屢禁不止，重金屬固廢亂堆亂放，存在著嚴(yán)重的環(huán)境隱患。

4 銻冶煉行業(yè)重金屬污染防控對(duì)策建議

4.1 重金屬污染防控政策法規(guī)對(duì)策建議

針對(duì)包括銻冶煉行業(yè)在內(nèi)的涉重行業(yè)，國(guó)務(wù)院通過(guò)了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，完善有色金屬冶煉行業(yè)相關(guān)的政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系。專(zhuān)門(mén)針對(duì)銻冶煉行業(yè)的政策法規(guī)包括《銻冶煉行業(yè)準(zhǔn)入條件》、《錫、銻、汞工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《銻行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(征求意見(jiàn)稿)》等。與鉛鋅冶煉等其它行業(yè)相比，銻冶煉行業(yè)還應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)文件的制定進(jìn)度，盡快完成包括《銻冶煉行業(yè)污染防治技術(shù)政策》、《銻冶煉行業(yè)污染防治可行技術(shù)指南》、《銻冶煉行業(yè)污染治理工程技術(shù)規(guī)范》等在內(nèi)的銻冶煉行業(yè)污染防治技術(shù)政策體系，并定期對(duì)已有的技術(shù)文件進(jìn)行修訂，注重重金屬細(xì)顆粒物等新問(wèn)題的解決和新技術(shù)的推廣應(yīng)用［13］。

4.2 重金屬污染源監(jiān)管對(duì)策建議

針對(duì)銻冶煉行業(yè)重金屬污染源，應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)污染物總量控制、重金屬排污申報(bào)、排污許可等在內(nèi)的管理措施，對(duì)重金屬污染物超標(biāo)排放以及造成環(huán)境污染的重點(diǎn)污染源應(yīng)當(dāng)限期治理，對(duì)涉及環(huán)境敏感點(diǎn)的重金屬污染源加大監(jiān)督執(zhí)法力度，強(qiáng)化重點(diǎn)污染源的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和應(yīng)急預(yù)案管理。針對(duì)銻冶煉行業(yè)小企業(yè)多、布局分散的特點(diǎn)，還應(yīng)加強(qiáng)重點(diǎn)區(qū)域基層環(huán)境監(jiān)管能力建設(shè)，健全重金屬污染源評(píng)估制度，建立風(fēng)險(xiǎn)源分級(jí)管理制度，構(gòu)建基于風(fēng)險(xiǎn)防范的環(huán)境管理體系，實(shí)現(xiàn)重金屬污染源監(jiān)管的全覆蓋［13］。

4.3 重金屬污染防控措施建議

以《銻冶煉行業(yè)準(zhǔn)入條件》和《錫、銻、汞工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等技術(shù)文件為依據(jù)，堅(jiān)決淘汰落后工藝和設(shè)備，鼓勵(lì)采用富氧側(cè)吹等新工藝，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)。完善落后產(chǎn)能淘汰退出補(bǔ)償機(jī)制和先進(jìn)污染防治技術(shù)的激勵(lì)機(jī)制，對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)實(shí)行信貸限制，對(duì)重金屬危險(xiǎn)廢物綜合利用企業(yè)和環(huán)境友好企業(yè)實(shí)行稅收減免等優(yōu)惠政策，提高企業(yè)在重金屬污染防控方面的積極性。同時(shí)，圍繞銻冶煉行業(yè)重金屬污染治理遇到的新問(wèn)題，如重金屬細(xì)顆粒物控制技術(shù)、無(wú)組織排放煙塵控制技術(shù)［14］等，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，促進(jìn)新技術(shù)的運(yùn)用，鼓勵(lì)企業(yè)在達(dá)到現(xiàn)有排放標(biāo)準(zhǔn)的情況下進(jìn)行深度凈化，提高廢水的回收利用率，減輕環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

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