大型冶煉企業(yè)大氣污染的調(diào)查與分析

大型冶煉企業(yè)大氣污染的調(diào)查與分析

環(huán)境是人們生存的先決條件，大氣污染是目前環(huán)境中常見(jiàn)的問(wèn)題。治理大氣污染保護(hù)環(huán)境,是現(xiàn)代化建設(shè)中一項(xiàng)極其重要的任務(wù),是直接關(guān)系到企業(yè)、社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展以及子孫后代的大事。在大氣污染中,最為嚴(yán)重的是金屬冶煉產(chǎn)生的大量SO2煙氣及重金屬塵毒的危害。湖南水口山礦務(wù)局是馳名中外的大型聯(lián)合企業(yè),在我國(guó)冶金發(fā)展史上有著很重要的地位,在地質(zhì)地理?xiàng)l件上,水口山地區(qū)處于構(gòu)造發(fā)育的有利成礦帶上。據(jù)統(tǒng)計(jì):水口山鉛鋅金屬儲(chǔ)量達(dá)300多萬(wàn)噸,硫含量233萬(wàn)t,黃鐵礦600多萬(wàn)噸,金、銀等稀有、貴金屬達(dá)數(shù)千噸,豐厚的礦產(chǎn)資源使水口山礦務(wù)局現(xiàn)建有3座礦山,6個(gè)冶煉廠,集鉛、鋅、銅、金、銀的采、選、冶(包括稀有金屬鈹冶煉)于一體,造成每年的大氣排放煙氣量高達(dá)8.18億m3,重達(dá)4.79萬(wàn)t,從中帶走煙塵4538t,損失鉛862.3t、鋅205.6t、銅106.8t、砷9.99t、硫4500t。不但造成資源的大量流失,同時(shí)嚴(yán)重污染了環(huán)境。1污染1.1土壤重金屬含量水口山地區(qū)大氣污染主要是SO2煙氣和廢氣中含有大量的重金屬元素。水口山礦務(wù)局歷年平均處理Pb、Zn、Cu精礦7.27萬(wàn)t,經(jīng)冶煉、燒結(jié)產(chǎn)生大量的SO2煙氣,其中尤以燒結(jié)產(chǎn)生低濃度(含SO20.6%～1.5%)難予回收利用而稀釋放空,每年排放的硫金屬含量達(dá)4500t,相當(dāng)于向大氣排放了13500t硫酸,是造成水口山地區(qū)酸雨的主要根源。煙氣中所含Pb、Zn、Cu、As、Cd、Ag等重金屬量高達(dá)1200多噸。其主要通過(guò)冶煉爐窯排污的煙氣隨大氣擴(kuò)散,煙塵降落到地表污染土壤和生物,據(jù)普查如表1:土壤中Cd、Pb、Zn、Cu、As的含量在逐年增加,如Cd的污染在距冶煉廠100～1000m范圍內(nèi)大多數(shù)土壤含Cd在1.2×10-6左右,最高達(dá)5×10-6～7×10-6,大大超過(guò)土壤中Cd的背景值(0.06×10-6)的20～120倍,而農(nóng)作物中重金屬含量也在逐年增加。礦務(wù)局附近所產(chǎn)大米中含Cd在1×10-6～1.2×10-6之間,(允許標(biāo)準(zhǔn)0.4×10-6),個(gè)別高達(dá)1×10-6～6×10-6,Pb、Zn大都超標(biāo)30～42倍,蔬菜中的砷含量平均高出正常值的5倍,其中萵筍、土豆等大多數(shù)蔬菜都超過(guò)了糧食的含砷標(biāo)準(zhǔn)。特別嚴(yán)重的是在水口山礦務(wù)局所在地的松柏鎮(zhèn)大氣飄塵,一次最高濃度超標(biāo)456.3倍,日平均超標(biāo)33.5倍,汞最高濃度超標(biāo)28.9倍,砷超標(biāo)179倍,甚至距污染源4000m處生長(zhǎng)的莧菜含Cd仍高達(dá)6.03×10-6。1.2裝置排放污染物情況在水口山礦務(wù)局三廠和四廠的各車(chē)間及主要生產(chǎn)崗位設(shè)點(diǎn)調(diào)查空氣中有害物質(zhì)濃度,其中鉛煙塵污染最為嚴(yán)重,符合國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的崗位僅為8%,其次砷符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的崗位為55%,個(gè)別崗位超標(biāo)嚴(yán)重達(dá)20倍,同時(shí),對(duì)廠區(qū)內(nèi)10m高空大氣、飄塵和有害氣體元素進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明:污染突出的是Pb、As含量超標(biāo),Pb平均超標(biāo)2～3倍,As超標(biāo)138倍,廠區(qū)內(nèi)空氣污染最突出的地段粉塵濃度超標(biāo)230倍,由自然降塵計(jì)算,每月每平方千米沉塵量為60.2t,超過(guò)國(guó)標(biāo)達(dá)7.5倍,水口山三廠鉛煙濃度高達(dá)4mg/m3,超標(biāo)133倍,六廠合金車(chē)間含鈹濃度最高,超標(biāo)2700倍。2大氣污染源較多(1)水口山礦務(wù)局是一個(gè)老企業(yè),生產(chǎn)工藝陳舊設(shè)備簡(jiǎn)陋,基本上設(shè)有環(huán)保措施。每年處理硫精礦7.27萬(wàn)t。由于采用落后的燒結(jié)鍋及平罐生產(chǎn),無(wú)論是在回收率或是成本指標(biāo)都不高,原設(shè)計(jì)中又缺乏低濃度SO2制酸系統(tǒng),鉛系統(tǒng)SO2長(zhǎng)期放空,每年排放硫量達(dá)4500t,是湖南省大氣的主要污染源之一。(2)近年來(lái),隨著綜合利用和環(huán)境保護(hù)的要求日趨嚴(yán)格,人們對(duì)環(huán)境保護(hù)日益重視,但在發(fā)展經(jīng)濟(jì)與保護(hù)環(huán)境的統(tǒng)一性上認(rèn)識(shí)不清,表現(xiàn)在設(shè)計(jì)制定和安排生產(chǎn)計(jì)劃的同時(shí),很少注意保護(hù)環(huán)境和煙氣中有價(jià)值金屬的回收利用,致使低濃度SO2煙氣仍得不到治理以及煙氣中重金屬元素白白浪費(fèi)而污染環(huán)境。(3)有色金屬冶煉因主元素常伴生有十幾種甚至多達(dá)幾十種金屬元素,造成煙氣成分復(fù)雜和溫度波動(dòng)大,由于既要考慮煙氣脫硫的吸收劑來(lái)源和副產(chǎn)品的出路或處理問(wèn)題,又要考慮多種伴生金屬元素的綜合回收生產(chǎn)工藝和流程,以及科研項(xiàng)目與生產(chǎn)投入比重失調(diào),企業(yè)拿不出也不愿拿出大量的資金用于環(huán)境保護(hù)和綜合回收伴生金屬,使得許多急待解決的環(huán)境治理工程難予立項(xiàng)或有項(xiàng)目也遲遲無(wú)法上馬。3污染和危害3.1排放廢氣,影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展水口山礦務(wù)局冶煉對(duì)大氣的污染主要是SO2煙氣和煙氣中所含金屬塵毒。冶煉焙燒產(chǎn)生的SO2煙氣一般含SO20.6%～1.5%,不能直接制酸,而采取稀釋排空,這不僅損失了大量的硫資源,如日本每年利用冶煉煙氣生產(chǎn)硫酸的產(chǎn)量占全國(guó)硫酸總產(chǎn)量的60%,而且污染礦務(wù)局及周邊地區(qū)的環(huán)境,重金屬塵毒降落地表后被農(nóng)作物吸收而帶大量金屬毒素(表1),SO2直接燒壞農(nóng)作物造成農(nóng)田減產(chǎn),此種“煙害”是金屬冶煉對(duì)農(nóng)業(yè)賠款的主要原因之一,僅水口山礦務(wù)局三廠的鉛燒結(jié)系統(tǒng),為減少低濃度SO2煙氣對(duì)農(nóng)業(yè)的危害,每年被迫在4～10月間停產(chǎn),年生產(chǎn)時(shí)間僅為50%,但仍然造成賠償農(nóng)業(yè)損失達(dá)200多萬(wàn)元。3.2病房感染情況由于工人長(zhǎng)期處在各種煙氣(鉛、鋅、砷煙氣和汞蒸氣等)和工業(yè)金屬塵毒的惡劣環(huán)境中工作,極大危害人體健康。同比各種職業(yè)病多有發(fā)生,雖經(jīng)采取通風(fēng)防塵、排毒等防護(hù)措施和防治工作,但仍未完全解決問(wèn)題,具體情況見(jiàn)職業(yè)病中毒統(tǒng)計(jì)(表2)。當(dāng)居民長(zhǎng)期食用含Cd、As、Pb、Zn等重金屬元素的糧食及蔬菜時(shí),將會(huì)發(fā)生貧血及阻礙人體骨骼中鈣的補(bǔ)給,而發(fā)生“骨痛病”,嚴(yán)重者可產(chǎn)生周身自然性骨折。3.3廢水回收利用中重金屬項(xiàng)目少,造成排放低金屬資源的綜合利用對(duì)有色冶金工業(yè)具有特殊的重要意義。PbS、ZnS、FeS2精礦中通常伴生有銅、鉛、鋅、鎘、鉍、鎳、鋁、汞、銀、金、銦、鍺、鈣、鉈、硒、碲、硫等20多種元素,尤其汞、鎘是工業(yè)上很有用途的重金屬,但也是劇毒、有害物質(zhì),回收有益、棄之有害,國(guó)外如芬蘭、日本等國(guó)家很多冶煉廠從焙燒鉛鋅金屬礦中的煙氣中回收汞、鎘,而水口山每年7.27萬(wàn)t鉛鋅產(chǎn)品用的原料中含汞2～3kg、鎘210.7t未予回收,每年向大氣排放的廢氣中所含鉛、鋅、銅、砷、硫等有價(jià)金屬高達(dá)5578t未予充分回收,僅水口山三廠鉛燒結(jié)煙氣直接排空,未予回收治理,每年排出低濃度SO2煙氣折合硫量達(dá)3000t,水口山綜合回收率僅為48%,而外排SO2利用率僅為42%,與國(guó)家要求SO2利用率62%,相差20個(gè)百分點(diǎn)。水口山資源綜合利用的廣度和深度還很大,還有很大的潛力沒(méi)有挖掘出來(lái),造成了資源的極大浪費(fèi)。4污染治理4.1從環(huán)保、安全、監(jiān)督的角度防范廢氣排放水口山礦務(wù)局所屬企業(yè)不論是原建老廠還是新建或重組企業(yè),應(yīng)全面貫徹落實(shí)“大氣污染防治法”。凡未經(jīng)處理或處理仍超標(biāo)的廢氣嚴(yán)禁放空,并限期治理達(dá)標(biāo),各職能生產(chǎn)、環(huán)保、監(jiān)督部門(mén)應(yīng)制定相應(yīng)的各項(xiàng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策,切實(shí)履行安全與生產(chǎn)“三同時(shí)”制度。任何一項(xiàng)工程都必須堅(jiān)持進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量預(yù)評(píng)價(jià),以及獲取質(zhì)量、環(huán)境(ISO9000～I(xiàn)SO14000)一體化認(rèn)證,促使企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和環(huán)境治理達(dá)到一個(gè)新的水平。4.2水口山礦排放硫酸污染對(duì)于金屬冶煉產(chǎn)生低濃度SO2煙氣,由于難予回收通常采用稀釋的辦法長(zhǎng)期放空,水口山礦務(wù)局每年排放硫量達(dá)4500t,相當(dāng)于放空13500t硫酸,是造成水口山地區(qū)乃至湖南大氣污染的主要污染源,應(yīng)采取得力措施予以治理。(1)提高鉛、鋅燒結(jié)工藝在治理方案上,應(yīng)進(jìn)行工藝和設(shè)備的改造,使煙氣SO2的濃度提高到能直接制酸的含量,然后再進(jìn)行煙氣的脫硫。如將傳統(tǒng)的鉛、鋅燒結(jié)鍋改為鼓風(fēng)燒結(jié)機(jī),減少漏風(fēng)率,并采取精礦干燥粉碎,返粉破碎的改造和二道制粒等措施提高脫硫率,煙氣SO2濃度可提高到3%～3.8%。鉛煙氣與鋅煙氣(SO2≈6.5%)混合,入轉(zhuǎn)化器的濃度可達(dá)4.5%～5%,能完全可靠地進(jìn)行正常制酸。若配建沸騰焙燒黃鐵礦,實(shí)行配氣制酸,則能更好地達(dá)到消除SO2污染的目的。(2)水口山三廠和四廠zno煙氣的煙氣吸收、冷卻和冷卻技術(shù)對(duì)于濃縮困難的低濃度SO2煙氣及經(jīng)過(guò)制酸排出的尾氣的脫硫,可采用ZnO吸收法治理煙氣。水口山三廠和四廠都有作為吸收劑的含ZnO的煙灰,且吸收率很高(>90%),對(duì)于含SO2濃度小于1.5%以下的煙氣,經(jīng)過(guò)兩段吸收后,尾氣可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)(<5×10-4),煙氣無(wú)需預(yù)先冷卻,ZnO可循環(huán)使用,并且工藝、設(shè)備常規(guī)化,無(wú)二次污染。4.3利用鉛、鎘、銅的回收率水口山礦務(wù)局截至2002年生產(chǎn)18種產(chǎn)品(包括Pb、Zn、Cu等),其綜合回收率為48%,產(chǎn)品產(chǎn)值僅占總產(chǎn)值的10.42%,綜合利用大有潛力。在傳統(tǒng)的鉛燒結(jié)工藝上,可采用鼓風(fēng)、返煙、密封等措施,以提高硫的利用率,亦可采用富氧→閃速→電熱法直接處理鉛精礦得到粗鉛,硫的回收率可達(dá)到90%以上;銅可采用閃速爐得到白冰銅,不僅能耗低,而且硫的回收率也高;鋅精礦經(jīng)氧化沸騰焙燒后,煙塵率達(dá)23.34%,煙塵含鉛、鎘、硫雜質(zhì)較高,返回蒸餾不利,不返回對(duì)鋅資源造成浪費(fèi),為此,應(yīng)采用在爐頂送二次風(fēng),煙塵顆粒返回焙燒或煙塵單獨(dú)焙燒等措施,使煙塵中有價(jià)元素(包括金、銀)進(jìn)一步富集再經(jīng)濕法處理提高綜合回收率。企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)科研,改進(jìn)冶煉鉛、鋅工藝,如