重慶含銅廢物利用行業(yè)技術(shù)準(zhǔn)入研究

蔡洪英，張曼麗，常曉英

(重慶市固體廢物管理中心，重慶 400017)

前 言

電子信息行業(yè)作為重慶市“十二五”“十三五”規(guī)劃的第一支柱產(chǎn)業(yè)，隨著電子信息及相關(guān)產(chǎn)業(yè)集群的飛速發(fā)展，含銅蝕刻液、含銅污泥等含銅廢物產(chǎn)生量逐年增長，含銅廢物的利用處置需求也日益增強(qiáng)。含銅廢物中的Cu2+對土壤、水體和大氣等會造成潛在的環(huán)境生態(tài)風(fēng)險，重金屬的富集作用嚴(yán)重威脅人體健康，含銅廢物已列入我國危險廢物名錄[1]。同時，含銅廢物也是有待開發(fā)的“二次資源”，具有較高的回收利用價值，含銅廢物利用過程中二次污染防控問題已成為社會廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。習(xí)近平總書記在重慶召開推動長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展座談會上強(qiáng)調(diào)的“堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展，共抓大保護(hù)、不搞大開發(fā)”的發(fā)展理念，本文通過分析重慶市含銅廢物利用現(xiàn)狀、存在問題，從含銅廢物利用項目選址用地、建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)工藝、設(shè)施建設(shè)、準(zhǔn)入許可及環(huán)境管理等方面提出準(zhǔn)入門檻規(guī)定，以期為含銅廢物利用行業(yè)良性發(fā)展提供參考，筑牢長江上游重要生態(tài)屏障。

1 重慶市含銅廢物基本情況

1.1 含銅廢物產(chǎn)生現(xiàn)狀

2017年，重慶市含銅廢物產(chǎn)生量為49 525.738t。川億電腦(重慶)有限公司(永川區(qū))、華通電腦(重慶)有限公司、重慶方正高密電子有限公司、奧特斯科技(重慶)有限公司等4家公司含銅廢物產(chǎn)生量較大，具體含銅廢物產(chǎn)生量占重慶市含銅廢物總產(chǎn)生量的占比詳見下圖。

圖 典型企業(yè)含銅廢物產(chǎn)生量占重慶市含銅廢物總產(chǎn)生量的占比圖

2017年，重慶市含銅廢物主要來源于有色金屬冶煉行業(yè)及電子元件制造行業(yè)。其中含銅蝕刻液(397-004-22)產(chǎn)生量為32 914.406t，占重慶市含銅廢物產(chǎn)生總量的66.46%；使用酸進(jìn)行銅氧化處理產(chǎn)生的廢液及廢水處理污泥(397-005-22)產(chǎn)生量為12 319.692t，占重慶市含銅廢物產(chǎn)生總量的24.88%；使用鍍銅液進(jìn)行化學(xué)鍍銅產(chǎn)生的廢槽液、槽渣和廢水處理污泥(336-062-17)產(chǎn)生量為4 282.78t，占重慶市含銅廢物產(chǎn)生總量的8.65%；銅板蝕刻過程中產(chǎn)生的廢蝕刻液及廢水處理污泥(397-051-22)產(chǎn)生量為8.86t，占重慶市含銅廢物產(chǎn)生總量的0.02%。

1.2 含銅廢物利用情況。

2017年，重慶市有資質(zhì)的含銅廢物利用企業(yè)有重慶嘉惠環(huán)?？萍加邢薰?、重慶太錦環(huán)?？萍加邢薰?、重慶利特環(huán)保工程有限公司(江津德感基地)、重慶龍健金屬制造有限公司、重慶嶺歐環(huán)?？萍加邢薰尽⒕涝偕Y源回收(重慶)有限公司和重慶宇立金屬制品有限公司等7家公司，2017年重慶市含銅廢物經(jīng)營單位核準(zhǔn)規(guī)模、實(shí)際接收量、利用量及實(shí)際接收量占核準(zhǔn)規(guī)模的比例數(shù)據(jù)詳見表1。

表1 2017年重慶含銅廢物經(jīng)營單位經(jīng)營情況表數(shù)據(jù)

從表1計算可知，重慶市含銅廢物經(jīng)營單位經(jīng)營核準(zhǔn)規(guī)模為120 900t/a，2017年實(shí)際接收含銅廢物總量為38 990.51t，僅占核準(zhǔn)規(guī)模的32.3%，2017年實(shí)際利用含銅廢物總量為35 676.447t，僅占核準(zhǔn)規(guī)模的29.5%。重慶嘉惠環(huán)?？萍加邢薰竞~廢物利用率不足發(fā)證規(guī)模的10%，僅重慶龍健金屬制造有限公司和精永再生資源(重慶)有限公司含銅廢物利用率超過50%，我市含銅廢物利用設(shè)施已出現(xiàn)產(chǎn)能過剩的現(xiàn)象。

1.3 含銅廢物利用工藝

1.3.1 含銅廢液利用工藝

含銅廢液利用工藝主要采用濕法處理，一般采用置換、電解、萃取+電解等生產(chǎn)工藝[2]，利用技術(shù)詳見表2。置換主要側(cè)重含銅廢液中的銅的回收及二次產(chǎn)品(如氫氧化銅、硫酸銅、堿式碳酸銅)的生產(chǎn)，工藝簡單，處理成本較低，但需消耗大量的化學(xué)試劑和水，化學(xué)反應(yīng)條件要求嚴(yán)格，回收產(chǎn)品的純度較低，同時處理過程中產(chǎn)生的廢水、廢氣需進(jìn)一步處理。電解法和萃取法不僅可以使蝕刻廢液再生，還能有效回收金屬銅，減少了廢水處理的資金投入。電解法主要用于酸性含銅廢液的再生，回收的銅粉純度高，堿性含銅廢液的再生可經(jīng)萃取+反萃后采用電解法進(jìn)行。但電解對于電解材料的要求較高，且處理過程電耗高，處理成本較高。萃取法銅回收率高，效果好，但成本較高，研發(fā)分離效果好、試劑消耗少、價格低的萃取劑是目前面臨的主要問題。

表2 含銅廢液主要利用工藝

1.3.2 含銅污泥利用工藝

回收含銅污泥中重金屬銅的技術(shù)主要包括濕法浸出技術(shù)和火法冶煉技術(shù)，技術(shù)特點(diǎn)詳見表3。

表3 含銅污泥主要利用工藝

重慶含銅污泥均采用濕法工藝進(jìn)行利用，即采取浸出-浸出液凈化和富集-提出金屬或化合物等工序組成。濕法浸出工序主要選擇硫酸或氨水作為浸出劑，即酸浸或氨浸，這兩種浸出劑對于重金屬浸出的選擇性較高。浸出得到的浸出液經(jīng)凈化(一般添加堿液)后，可參照含銅廢物利用工藝，即采用萃取+電解工藝，實(shí)現(xiàn)含銅污泥中銅的回收。

1.4 含銅廢物利用污染物產(chǎn)生情況

企業(yè)運(yùn)營過程中易產(chǎn)生大量廢氣、粉塵、污水和固態(tài)殘渣及危險廢物等，對生態(tài)環(huán)境造成二次污染。如在覆銅廢電路板利用過程中，主要污染物包括拆解、機(jī)械破碎和分選后的固體廢物，粉碎和分選過程中產(chǎn)生的粉塵以及除塵過程中的廢活性炭吸附劑等。在電鍍污泥處理過程中，主要污染物包括火法過程中產(chǎn)生的廢氣，濕法過程中產(chǎn)生的酸不溶渣、鉻鐵渣等固體殘渣和處理廢水。在含銅廢液利用過程中，污染物主要產(chǎn)生于銅回收后的廢水、廢氣和廢渣等。

2 含銅廢物利用行業(yè)管理面臨問題與挑戰(zhàn)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電子行業(yè)作為國家的重要支柱產(chǎn)業(yè)，含銅危險廢物產(chǎn)生量逐年增長，含銅廢物的利用處置需求也日益增強(qiáng)，含銅廢物利用行業(yè)環(huán)境監(jiān)管工作還存在諸多挑戰(zhàn)。

2.1 含銅廢物利用準(zhǔn)入條件相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范欠缺

在危險廢物利用方面，針對含銅廢物利用處理利用的技術(shù)規(guī)范較少。《含銅蝕刻廢液處理處置技術(shù)規(guī)范》(GB/T 31528-2015)(全國廢棄化學(xué)品處置標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口)對于含銅蝕刻廢液的處理工藝、設(shè)備、產(chǎn)品指標(biāo)和環(huán)境保護(hù)方面進(jìn)行了明確規(guī)定，但其對象只針對含銅蝕刻廢液，對于廢蝕銅液和含銅污泥的處理方面缺乏相關(guān)規(guī)范。

在含銅廢物相關(guān)產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入條件標(biāo)準(zhǔn)方面，《銅冶煉行業(yè)規(guī)范條件》《電鍍行業(yè)規(guī)范條件》《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn) 銅冶煉業(yè)》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對于本準(zhǔn)入條件制定具有一定參考價值，但不能直接用于指導(dǎo)含銅廢物利用行業(yè)的監(jiān)督和管理。

在含銅廢物利用相關(guān)的地方標(biāo)準(zhǔn)方面，國內(nèi)特大城市均沒有出臺與含銅廢物利用行業(yè)準(zhǔn)入條件有關(guān)的地方標(biāo)準(zhǔn)，僅江蘇省出臺《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范我省廢線路板含銅污泥蝕刻液準(zhǔn)入條件》。

2.2 含銅廢物利用項目難以有效開展技術(shù)審查和經(jīng)營許可工作

基于含銅廢物的經(jīng)濟(jì)效益，大量具有相關(guān)處理處置資質(zhì)的環(huán)保企業(yè)不斷介入，給相關(guān)環(huán)保監(jiān)管部門的技術(shù)審查和經(jīng)營許可工作提出更為嚴(yán)苛的要求。然而，目前國內(nèi)含銅廢物利用企業(yè)準(zhǔn)入條件的相關(guān)導(dǎo)則和條例較為匱乏，針對含銅廢物利用企業(yè)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)工藝和設(shè)備優(yōu)化和環(huán)境保護(hù)設(shè)施等方面缺乏規(guī)范條例。

2.3 含銅廢物利用行業(yè)產(chǎn)能過剩

含銅廢物屬于危險廢物，含銅廢物的資源化利用企業(yè)必須持有“危險廢物經(jīng)營許可證”， 在可回收資源價值的驅(qū)動下，大量企業(yè)涌入市場。但因該行業(yè)缺乏市場準(zhǔn)入機(jī)制，當(dāng)金屬銅在市場上需求高，價格處于高位時，出現(xiàn)原料惡性競爭、設(shè)施重復(fù)建設(shè)等問題，造成資本浪費(fèi)，影響含銅廢物利用行業(yè)的投資環(huán)境和良性發(fā)展[3]。

2.4 含銅廢物利用行業(yè)環(huán)境監(jiān)管壓力大

部分含銅廢物運(yùn)營企業(yè)使用“一步法”回收工藝，既造成銅資源浪費(fèi)，又易造成環(huán)境污染。同時在利用過程中，產(chǎn)生大量廢氣、粉塵、污水和固態(tài)殘渣及危險廢物，極易造成二次污染，環(huán)保監(jiān)管壓力大。

3 含銅廢物技術(shù)準(zhǔn)入研究情況

結(jié)合現(xiàn)狀，堅持問題為導(dǎo)向，開展含銅廢物利用行業(yè)的技術(shù)準(zhǔn)入研究，準(zhǔn)入條件研究情況如下。

3.1 明確適用范圍

結(jié)合重慶市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，確定本準(zhǔn)入條件中含銅廢物是指除了包括《國家危險廢物名錄》規(guī)定的含銅廢物(HW22)以外，還包括表面處理廢物(HW17)中，使用鍍銅液進(jìn)行化學(xué)鍍銅產(chǎn)生的廢槽液、槽渣和廢水處理污泥；有色金屬冶煉廢物(HW48)中，常用有色金屬采選和冶煉過程產(chǎn)生的、含有銅元素的粉塵和廢水處理污泥；其他廢物(HW49)中的覆銅廢電路板及廢基材。本準(zhǔn)入條件適用于重慶市含銅廢物利用項目的技術(shù)審查和經(jīng)營許可。

3.2 主要準(zhǔn)入規(guī)定

從含銅廢物利用項目選址和用地、建設(shè)規(guī)模、技術(shù)工藝、設(shè)施建設(shè)、準(zhǔn)入許可及環(huán)境管理等七方面提出準(zhǔn)入門檻規(guī)定。

3.2.1 選址用地要求

按照分類管理原則，分別規(guī)定含銅廢物利用已建項目、新建項目和改建項目選址用地的相關(guān)要求，如新建、改建利用項目應(yīng)優(yōu)先選址在工業(yè)園區(qū)，且滿足重慶市工業(yè)項目環(huán)境準(zhǔn)入規(guī)定；已建項目可在3年內(nèi)通過搬遷、轉(zhuǎn)產(chǎn)等方式逐步退出。同時規(guī)定項目用地面積不低于6 000m2，且預(yù)留發(fā)展用地。

3.2.2 項目建設(shè)規(guī)模

基于重慶市含銅廢物產(chǎn)生及預(yù)期規(guī)?？紤]，建議重慶含銅廢物利用項目處理規(guī)模應(yīng)大于1萬t/a，覆銅板利用項目應(yīng)大于3 000t/a；基于環(huán)保設(shè)施建設(shè)成本及經(jīng)驗(yàn)借鑒，建議環(huán)保投資比例不應(yīng)小于項目建設(shè)投資(不包括土地費(fèi)用)的10%。建議近距離配套服務(wù)模式的，含銅廢物利用規(guī)?？梢罁?jù)產(chǎn)廢單位實(shí)際情況確定企業(yè)處理規(guī)模。

3.2.3 產(chǎn)品技術(shù)要求

一是產(chǎn)品質(zhì)量要求。從含銅廢物利用行業(yè)持續(xù)發(fā)展，企業(yè)競爭力提升等方面考慮，明確含銅廢物利用項目應(yīng)優(yōu)先選擇生產(chǎn)電解銅、氧化銅、粗銅或陽極銅等高附加值產(chǎn)品，新、改、擴(kuò)建含銅廢物利用項目不宜將堿式碳酸銅、硫酸銅等低附加值材料作為主要產(chǎn)品。同時，含銅廢物利用項目的各類產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)滿足相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。二是技術(shù)工藝要求。分別對含銅廢液、含銅污泥、覆銅板利用技術(shù)進(jìn)行了規(guī)定。如酸性含銅廢液應(yīng)優(yōu)選電解工藝，堿性含銅廢液應(yīng)優(yōu)先采用“萃取+電解”組合工藝。對于低銅廢液(銅含量低于0.5g/L)，采用溶劑萃取法；回收含銅污泥中重金屬銅建議采取濕法浸出或火法冶煉；采用干法分離工藝?yán)酶层~板的，銅粉和廢電路板基材的出料口應(yīng)密封良好，防止粉塵污染。三是銅回收率要求。規(guī)定了含銅廢物銅回收率，其中，含銅廢液銅回收率≥99%；含銅污泥和覆銅廢電路板銅回收率≥95%。

3.2.4 設(shè)施建設(shè)要求

一是設(shè)施布置。參考《危險廢物處置工程技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 2042)，規(guī)定含銅廢物利用項目要充分考慮各工藝單元間物料互供，各工藝單元之間物料運(yùn)輸?shù)膬?yōu)化等。二是貯存設(shè)施。規(guī)定了貯存場所的面積應(yīng)不低于1 000m2，貯存能力應(yīng)不低于處置設(shè)施15日的處置量。三是污染治理設(shè)施。分別明確了含銅廢物利用項目廢水、大氣、惡臭、噪音等污染物排放標(biāo)準(zhǔn)以及危險廢物的處置和流向要求。四是分析檢測要求。明確了分析檢測實(shí)驗(yàn)室的面積、設(shè)備投入資金、分析檢測能力及人員配置等。含銅廢物利用企業(yè)應(yīng)建設(shè)分析測試實(shí)驗(yàn)室，滿足含銅廢物的采樣、制樣和常規(guī)檢測需求，包括含水率、pH及主要重金屬含量。五是信息化建設(shè)要求。規(guī)定建立具有兩網(wǎng)的現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)及中控室，視頻監(jiān)控點(diǎn)位應(yīng)覆蓋廠區(qū)所有進(jìn)出入口、各工藝段、中控室、視頻錄像保存區(qū)域、其它可能產(chǎn)生污染的區(qū)域、以及主管部門指定的其他區(qū)域。六是精細(xì)化管理要求。應(yīng)建立健全企業(yè)文件材料歸檔制度，建立可追溯的含銅廢物收集、貯存、利用、處置全過程生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，建立健全經(jīng)營情況記錄和報告機(jī)制。

3.2.5 準(zhǔn)入許可及其他管理要求

規(guī)定含銅廢物利用企業(yè)申請危險廢物經(jīng)營許可證的附加條件，新建企業(yè)申請領(lǐng)取危險廢物經(jīng)營許可證時，應(yīng)同時向環(huán)保主管部門提供含銅廢物接收、含銅廢物檢測、工藝運(yùn)行管理、設(shè)施設(shè)備維護(hù)、檔案與信息管理、成本管理、環(huán)境管理、運(yùn)營安全和風(fēng)險防控等方面規(guī)章制度建設(shè)的相關(guān)證明材料。

4 對策建議

加快出臺地方含銅廢物利用行業(yè)準(zhǔn)入技術(shù)指南，確保含銅廢物利用行業(yè)環(huán)境管理有章可循；指導(dǎo)企業(yè)規(guī)范建設(shè)運(yùn)營含銅廢物利用設(shè)施，加強(qiáng)二次污染防治，尤其是加強(qiáng)對含銅廢物利用過程中會產(chǎn)生酸性廢氣、含重金屬廢水、酸不溶渣等污染物的環(huán)境管理，降低含銅廢物利用處置帶來的環(huán)境風(fēng)險。