鉛冶煉行業(yè)開(kāi)展清潔生產(chǎn)技術(shù)的研究

                           ——徐玉琦

一、國(guó)內(nèi)鉛冶煉行業(yè)清潔生產(chǎn)進(jìn)展

（1）采用先進(jìn)工藝，對(duì)傳統(tǒng)落后工藝進(jìn)行替代

當(dāng)前我國(guó)國(guó)內(nèi)鉛冶煉行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)是采用先進(jìn)的直接煉鉛工藝取代原有的燒結(jié)鼓風(fēng)爐工藝，而新建鉛冶煉廠則基本以直接煉鉛法為主。我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的氧氣底吹－鼓風(fēng)爐煉鉛新工藝（SKS 法），由于適合我國(guó)鉛冶煉行業(yè)現(xiàn)狀、符合我國(guó)國(guó)情，得到了大力的推廣應(yīng)用，該工藝適于傳統(tǒng)燒結(jié)鼓風(fēng)爐工藝的技術(shù)改造，改造后噸鉛綜合能耗可降到0.38噸標(biāo)準(zhǔn)煤。除SKS法外，近年我國(guó)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(shù)創(chuàng)新，提高過(guò)程、裝備清潔生產(chǎn)水平

除工藝改造外，一些鉛冶煉企業(yè)致力于自身裝備和過(guò)程清潔生產(chǎn)水平的提高。傳統(tǒng)的燒結(jié)鼓風(fēng)爐工藝因煙氣中SO₂含量低，采用普通的一轉(zhuǎn)一吸轉(zhuǎn)化率只有95%左右，污染嚴(yán)重。國(guó)內(nèi)某些企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)了濕式制酸工藝（WSA法），SO₂ 轉(zhuǎn)化率可達(dá)到99%以上，出口煙氣可以滿足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。該方法目前也成為我國(guó)鼓勵(lì)推廣的低濃度SO₂煙氣制酸技術(shù)。

ISP工藝經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，技術(shù)已十分成熟。在國(guó)內(nèi)，最早采用該工藝的韶關(guān)冶煉廠在近十余年來(lái)，采取了一系列技術(shù)和裝備改進(jìn)措施，主要包括：燒結(jié)機(jī)采用剛性滑道密封和柔性傳動(dòng)，全返煙鼓風(fēng)燒結(jié)，提高出口煙氣的SO₂含量，從而可以將一轉(zhuǎn)一吸制酸改造為二轉(zhuǎn)二吸；改進(jìn)密閉鼓風(fēng)爐及其輔助設(shè)備，增大爐身面積和風(fēng)口區(qū)面積，優(yōu)化工藝技術(shù)條件，進(jìn)一步改善爐內(nèi)熔煉狀況。通過(guò)這些措施擴(kuò)大了企業(yè)生產(chǎn)能力，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也得到大幅度提高。

（3）將節(jié)能和環(huán)保作為行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)

我國(guó)能源供需矛盾尖銳，有色金屬工業(yè)單位產(chǎn)品能耗為 4.76噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比國(guó)際先進(jìn)水平高15%左右。今后有色金屬工業(yè)包括鉛冶煉工業(yè)將必須堅(jiān)持節(jié)能優(yōu)先，努力推進(jìn)結(jié)構(gòu)節(jié)能、技術(shù)節(jié)能、能源轉(zhuǎn)換和梯級(jí)利用。主要通過(guò)：①提高企業(yè)生產(chǎn)能力和集約化程度，采用先進(jìn)工藝和大型裝備，提高能源使用效率。鉛冶煉行業(yè)大力發(fā)展自熱強(qiáng)化熔煉工藝，設(shè)備和自動(dòng)控制技術(shù)等；②加強(qiáng)爐窯保溫，改進(jìn)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(shù)為核心，節(jié)能技術(shù)優(yōu)化集成，把生產(chǎn)過(guò)程能源利用效率始終控制在最佳狀態(tài)，達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能目的；⑤優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)，提倡精料方針，節(jié)約能源。

在環(huán)保方面，通過(guò)強(qiáng)化冶煉廢水重金屬污染物控制與治理技術(shù)，提高廢水治理率和工業(yè)用水重復(fù)利用率，個(gè)別大型鉛冶煉企業(yè)工業(yè)廢水已可以接近或達(dá)到零排放。通過(guò)改進(jìn)冶煉工藝和SO₂回收技術(shù)，鉛冶煉企業(yè)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(kāi)展企業(yè)清潔生產(chǎn)審計(jì)工作

近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)清潔生產(chǎn)工作的蓬勃發(fā)展，一些大中型鉛冶煉企業(yè)相繼開(kāi)展了本企業(yè)的清潔生產(chǎn)審計(jì)工作，對(duì)于提高企業(yè)自身清潔生產(chǎn)水平帶來(lái)了積極的意義。

（5）對(duì)行業(yè)制定產(chǎn)業(yè)政策，調(diào)整行業(yè)結(jié)構(gòu)，提高清潔生產(chǎn)水平

國(guó)家相繼出臺(tái)了《關(guān)于規(guī)范鉛鋅行業(yè)投資行為加快結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)意見(jiàn)的通知》（發(fā)改運(yùn)行［2006］1898 號(hào)）、《鉛鋅行業(yè)準(zhǔn)入條件》（國(guó)家發(fā)改委 2007年第 13號(hào)公告）等鉛鋅行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策，通過(guò)對(duì)鉛冶煉行業(yè)新建企業(yè)和現(xiàn)有企業(yè)的規(guī)模、工藝及回收率、能耗等相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行硬性規(guī)定限制，規(guī)范鉛冶煉行業(yè)投資行為，加快鉛冶煉行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)企業(yè)的技術(shù)改造，提高整個(gè)行業(yè)的清潔生產(chǎn)水平。

二、國(guó)外鉛冶煉行業(yè)清潔生產(chǎn)進(jìn)展

歐盟的鉛冶煉工業(yè)中，再生鉛工業(yè)占相當(dāng)大的比重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，早在上世紀(jì) 90 年代，歐盟再生鉛產(chǎn)量已占到鉛總產(chǎn)量的52%。而美國(guó)鉛冶煉工業(yè)再生鉛的比例則又大得多，占72%。再生鉛冶煉工業(yè)的壯大不僅極大地節(jié)約了鉛礦石等不可再生資源，也為這些發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)��?lái)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的巨大效益。

與目前我國(guó)鉛冶煉行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)相同，歐盟國(guó)家早在上世紀(jì)就已開(kāi)始了對(duì)傳統(tǒng)鉛冶煉工藝的改造，獲得了顯著的環(huán)境效益，體現(xiàn)出了工藝改造對(duì)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(shí)，會(huì)重點(diǎn)考慮：該工藝有多大規(guī)模限制？當(dāng)前最先進(jìn)和最富于效率的煙氣收集和處理技術(shù)是否適用于該工藝？所采用的處理技術(shù)能否達(dá)到最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)？由于各種工藝所能達(dá)到的產(chǎn)能規(guī)模各不相同，因此，受規(guī)模影響所選擇的不同工藝也伴隨不同的處理裝置。事實(shí)上，在上個(gè)世紀(jì)末，歐盟國(guó)家數(shù)家鉛冶煉廠的排放水平已經(jīng)可以達(dá)到最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)。歐盟鉛冶煉工業(yè)已經(jīng)在不斷地發(fā)展工藝，以最大限度地利用冶煉過(guò)程產(chǎn)生的廢物或產(chǎn)生出的廢物能夠用于其它有色金屬冶煉工藝。

當(dāng)前在歐盟鉛冶煉行業(yè)中，采用新型現(xiàn)代濾料的布袋除塵器被認(rèn)為是冶煉煙氣收塵最有效和可行的處理技術(shù)。對(duì)于SO₂含量在1~4%的煙氣，附加干式或半干式洗刷器的一轉(zhuǎn)一吸或WSA制酸裝置被認(rèn)為是最有效和可行的處理技術(shù)；對(duì)于SO₂含量在5%以上的煙氣，二轉(zhuǎn)二吸制酸裝置以及末端安裝除霧器的處理方式被認(rèn)為是最有效可行的技術(shù)。

目前，發(fā)達(dá)國(guó)家鉛冶煉工業(yè)非常重視冶煉過(guò)程控制技術(shù)，通過(guò)過(guò)程控制來(lái)達(dá)到有效阻止或最小化污染物的排放、提高進(jìn)程效率和節(jié)能降耗的目的。目前已被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)主要有：

（1）原料的采樣分析和優(yōu)化配料；

（2）喂料計(jì)量和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)；

（3）計(jì)算機(jī)應(yīng)用控制進(jìn)料率、關(guān)鍵過(guò)程、燃燒條件和氣體狀態(tài)等，主要通過(guò)一些參數(shù)的檢測(cè)來(lái)加以控制，關(guān)鍵的參數(shù)設(shè)置警報(bào)。主要參數(shù)如下：

1）溫度、爐壓（或負(fù)壓）、廢氣流量或速度的在線檢測(cè)；

2）廢氣成份的檢測(cè)（O₂、SO₂、CO）；

3）振動(dòng)的在線檢測(cè)以探查是否有堵塞或可能的設(shè)備故障；

4）外排污染物的在線檢測(cè)。

（4）檢測(cè)并控制熔煉爐的溫度，以避免因過(guò)熱而產(chǎn)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(tǒng)收集過(guò)程廢氣，各種速率的局扇被使用以確保保持最優(yōu)的廢氣收集率和最小的能耗。

三、河南鉛冶煉行業(yè)清潔生產(chǎn)進(jìn)展

河南是目前全國(guó)鉛冶煉產(chǎn)能唯一超過(guò)百萬(wàn)噸的省份，總產(chǎn)能在160萬(wàn)噸左右，精鉛產(chǎn)量約占國(guó)內(nèi)總產(chǎn)量的30%，連續(xù)十年位居全國(guó)第一。河南鉛產(chǎn)能主要集中在濟(jì)源、安陽(yáng)、三門(mén)峽的靈寶、洛陽(yáng)、焦作五地，河南通過(guò)提高產(chǎn)業(yè)門(mén)檻、淘汰落后工藝、強(qiáng)化自主創(chuàng)新、加大污染防治等，使得全行業(yè)初步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，中國(guó)鉛工業(yè)龍頭企業(yè)豫光金鉛集團(tuán)，在2002年，富氧底吹—鼓風(fēng)爐還原煉鉛新工藝率先應(yīng)用，2007年，豫光金鉛研制成功了液態(tài)高鉛渣直接還原新工藝，并于2010年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，該技術(shù)被業(yè)內(nèi)權(quán)威專家一致認(rèn)為“已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平”。新工藝的投用，使得二氧化硫的回收率達(dá)到了98%，粉塵回收率達(dá)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(dòng)效率提升50%，每噸粗鉛的能耗從360公斤標(biāo)煤下降到了220公斤，并且宣告了“無(wú)焦炭煉鉛”時(shí)代的到來(lái)。在再生鉛領(lǐng)域，豫光金鉛擁有的廢舊鉛酸蓄電池自動(dòng)分離加底吹熔練再生鉛技術(shù)等，已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，并且開(kāi)辟了我國(guó)鉛冶煉行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的新模式，在減少再生鉛行業(yè)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(chǎn)業(yè)基本告別小作坊式操作，開(kāi)始向規(guī)范化安全生產(chǎn)靠攏，這在一定程度上增加了企業(yè)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，環(huán)保水平也進(jìn)一步上升，周邊環(huán)境較前期有所改善。