《銅冶煉含砷煙氣治理技術(shù)規(guī)范》編制說明

《銅冶煉含砷煙氣治理技術(shù)規(guī)范》編制說明一、標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性銅冶煉過程排放大量含砷煙氣、含重金屬污酸及危險固廢，帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，嚴(yán)重制約了行業(yè)的發(fā)展。我國銅產(chǎn)量高居世界第二位，火法煉銅是生產(chǎn)銅的主要方法，但該過程會產(chǎn)生大量污酸廢水。污酸廢水中通常含有高濃度的H2SO4、Cl－、As以及Cu2+等重金屬離子，處理起來十分困難。目前，處理污酸常用的中和法存在消耗化學(xué)藥劑量多、產(chǎn)生大量固體廢物、處理之后Cl－依然存在其中，最終成為高濃度含鹽廢水等缺陷。與此同時，年產(chǎn)10萬噸銅的冶煉企業(yè)每年可產(chǎn)生4000噸危廢（主要包括白煙塵、鉛濾波、砷濾餅、碲化銅渣等），而大部分危廢重金屬含量超過30%，其浸出液也含有大量重金屬，危廢一旦泄漏則可能將大量重金屬帶入到土壤、河流，給人類生存帶來長久負(fù)面影響。此外，隨著硫化銅礦的貧化，銅冶煉過程中產(chǎn)生大量含砷煙氣，傳統(tǒng)動力波洗滌塔濕法處理會產(chǎn)生大量含砷污酸，貴（重）金屬未得到有效回收利用，資源環(huán)境矛盾將愈顯突出。因此，高效處理銅冶煉含砷煙氣，回收砷及有價金屬等資源化利用，可以大大提高能源的二次利用率，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。目前，銅冶煉大氣污染以前主要執(zhí)行《有色金屬冶煉廢氣治理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51415-2020）和《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，對特征污染物針對性不強(qiáng)，沒有砷捕集相關(guān)內(nèi)容，不能反映銅冶煉生產(chǎn)的特殊性。我國銅冶煉行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展必須抓住兩個方面，一是根據(jù)國家新出臺的產(chǎn)業(yè)政策和相關(guān)技術(shù)政策實(shí)施技術(shù)改造和結(jié)構(gòu)性調(diào)整，二是嚴(yán)格控制污染物排放、大幅度消減特征污染物排放量。2010年1月，國家出臺了《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB25467-2010），規(guī)定了銅、鎳、鈷工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中水污染物和大氣污染物排放限值、監(jiān)測和監(jiān)控要求。規(guī)定了銅、鎳、鈷工業(yè)企業(yè)排放惡臭污染物、環(huán)境噪聲適用相應(yīng)的國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生固體廢物的鑒別、處理和處置適用國家固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)。國家標(biāo)準(zhǔn)的出臺，對銅冶煉企業(yè)三廢排放提出明確要求，促進(jìn)企業(yè)合理、高效利用三廢資源。標(biāo)準(zhǔn)中未明確含砷煙氣處理方法內(nèi)容，難以適應(yīng)銅冶煉企業(yè)的發(fā)展需求。因此需要編寫團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，指明銅冶煉含砷煙氣治理技術(shù)規(guī)范。二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則及依據(jù)1、按照GB/T1.1－2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》要求進(jìn)行編。學(xué)性、適用性和可操作性。三、項(xiàng)目背景及工作情況（一）任務(wù)來源根據(jù)《中國國際科技促進(jìn)會標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》的有關(guān)規(guī)定，經(jīng)中國國際科技促進(jìn)會標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會及相關(guān)專家技術(shù)審核，批準(zhǔn)《銅冶煉含砷煙氣治技術(shù)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定計劃，計劃編號為：CI2022005。本標(biāo)準(zhǔn)由昆明理工大學(xué)提出，中國國際科技促進(jìn)會歸口。根據(jù)計劃要求，本標(biāo)準(zhǔn)完成時限為6個月。（二）標(biāo)準(zhǔn)起草單位本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位是昆明理工大學(xué)，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)文檔起草及相關(guān)文件的編制等。中國科學(xué)院過程工程研究所、中國恩菲工程技術(shù)有限公司參與起草，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)中重要技術(shù)點(diǎn)的研究和建議，并參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論。（三）標(biāo)準(zhǔn)研制過程及相關(guān)工作計劃1、前期準(zhǔn)備工作項(xiàng)目立項(xiàng)前，標(biāo)準(zhǔn)編制小組查閱、研讀相關(guān)國內(nèi)外文獻(xiàn)，廣泛搜集冶煉爐煙氣全干法凈化技術(shù)相關(guān)的材料。同時，多次與銅冶煉、有色冶煉和煙氣凈化相關(guān)行業(yè)人員進(jìn)行調(diào)研、交流，廣泛征求標(biāo)準(zhǔn)制定方面的意見和建議。2、標(biāo)準(zhǔn)起草過程團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)通知公示后，標(biāo)準(zhǔn)編制小組首先組織了標(biāo)注制定工作會議，各編寫人員根據(jù)工作計劃分工和編寫要求開展了相關(guān)工作。在標(biāo)準(zhǔn)起草期間，編制小組主編單位及參編單位組織了數(shù)次內(nèi)部研討會和專家咨詢會，經(jīng)過多次修改，于2022年5月完成了標(biāo)準(zhǔn)初稿及編制說明的撰寫?作。3、征求意見情況2022年5月標(biāo)準(zhǔn)編制小組先后通過現(xiàn)場會議、電話、微信等多種形式征集?業(yè)專家相關(guān)意見和建議。針對征集的意見，標(biāo)準(zhǔn)編制小組召開了研討會，將收集到的意見進(jìn)行匯總處理分析，在充分吸納合理意見的基礎(chǔ)上，先后修改和完成標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，于2022年6月底根據(jù)在各單位反饋意見基礎(chǔ)上，形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿并由中國國際科技促進(jìn)會提交全國標(biāo)準(zhǔn)信息平臺公示。（四）主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析以莫來石纖維為基體，以鉀長石為燒結(jié)助劑，以玉米淀粉為造孔劑，制備了多孔纖維陶瓷樣品，優(yōu)化了制備配方，摸索了最佳燒成溫度，以此配方為基礎(chǔ)，經(jīng)過產(chǎn)品開發(fā)，采用擠出成型制備了?80×60×1.8m、?80×60×2.0m、?120×90×2.2m三種規(guī)格的陶瓷管，其孔隙率70%、表觀密度0.9g/mL、抗折強(qiáng)度10MPa。通過使用不同零基線高壓脈沖電源，成功解決了粉塵預(yù)荷電過程中高壓部件容易積灰沾污的問題，研究發(fā)現(xiàn)該技術(shù)方案可以成功實(shí)現(xiàn)粉塵高效荷電，大大提高了陶瓷管除塵器的除塵效能、降低了粉餅阻力氣阻、延長了反吹脈沖周期、在提高陶瓷管壽命的同時提高了過濾風(fēng)速。該技術(shù)的研發(fā)成功一定程度上解決了陶瓷管易堵塞、壽命短的問題。通過理論計算和實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了濃酸沉砷的可行性，實(shí)現(xiàn)了煙氣中白砷的自發(fā)沉淀和開路，同時研究了沉砷后的濃酸的硫化機(jī)理，研究表明經(jīng)過H2S硫化的濃酸中砷濃度可降低至170ppm，這部分濃酸完全可以用于后系統(tǒng)發(fā)煙硫酸的配酸，這確保了本工藝過程不再產(chǎn)生污酸。經(jīng)過濃酸沉砷的現(xiàn)場中試試驗(yàn)可知，濃酸洗滌和電除霧可以成功將煙氣中As降低至1mg/m3，滿足后系統(tǒng)制酸的要求。開發(fā)了煙氣F、Cl、As選擇性去除的吸附材料，對實(shí)際煙氣進(jìn)行了凈化試驗(yàn)，結(jié)果表明，所制備的選擇性吸附材料可在SO2共存條件下成功吸附煙氣中F、Cl、As元素，為后系統(tǒng)制酸裝置提供有力的保障。圖1(a)樣品的宏觀圖；(b,c)在1250oC下高溫?zé)Y(jié)前樣品的SEM圖像；(d-f)燒結(jié)后樣品的SEM圖像。圖1濃酸沉砷中試裝置流程圖圖2濃酸沉砷中試裝置現(xiàn)場照片表1中試裝置設(shè)備表序號名稱規(guī)格型號材質(zhì)單位數(shù)量（一）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備1急冷水泵離心泵，Q=2m3/h，H=22m，N=1.1kW，普通電機(jī)UHMWPE臺12逆噴淋循環(huán)泵離心泵，Q=10m3/h，H=27m，N=5.5kW，普通電機(jī)UHMWPE臺13洗滌塔循環(huán)泵離心泵，Q=10m3/h，H=27m，N=5.5kW，普通電機(jī)UHMWPE臺14風(fēng)機(jī)碳鋼風(fēng)機(jī)，Q=6000m3/h,全壓5000Pa,變頻,N=15kW。碳鋼臺1（二）非標(biāo)設(shè)備1還原塔規(guī)格：Φ1.4×8m，材質(zhì)：PPHPPH臺12一級沉淀槽規(guī)格：Φ0.8×1.0m，材質(zhì)：PPHPPH臺13二級沉淀槽規(guī)格：Φ0.8×1.0m，材質(zhì)：PPHPPH臺14補(bǔ)水儲槽規(guī)格：Φ1.0×2.0m，材質(zhì)：PPHPPH臺15電除塵霧器規(guī)格：內(nèi)切圓350mm，主體材質(zhì)：玻璃鋼，管數(shù)：7根，功率10kWPPH臺1標(biāo)準(zhǔn)制定的基本原則標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，遵循了以下基本原則：1)標(biāo)準(zhǔn)需要具有行業(yè)特點(diǎn)，指標(biāo)及其對應(yīng)的分析方法要積極參照采用國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2)標(biāo)準(zhǔn)能夠體現(xiàn)出產(chǎn)品的具有關(guān)鍵共性的技術(shù)要素。3)標(biāo)準(zhǔn)能夠?yàn)楫a(chǎn)品的開發(fā)、改進(jìn)指出明確的方向。4)標(biāo)準(zhǔn)需要具有科學(xué)性、先進(jìn)性和可操作性。5)要能夠結(jié)合行業(yè)實(shí)際情況和產(chǎn)品特點(diǎn)。6)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)協(xié)調(diào)一致。7)促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。五、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了銅冶煉煙氣全干法凈化技術(shù)要求，正文部分共分十二章，內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、總體要求、凈化工藝、適用條件及排放要求、凈化系統(tǒng)技術(shù)要求、監(jiān)測及過程控制、環(huán)保與安全、凈化效果、施工與驗(yàn)收、運(yùn)行與維護(hù)。六、與有關(guān)法律法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系GB51415-202《有色金屬冶煉廢氣治理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》HJ2059-2018《銅冶煉廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》HJ2060-2018《銅冶煉廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》HJ558-2010《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)銅冶煉行業(yè)》GB/T13931-2017《電除塵器性能測試方法》GB/T534-2002《工業(yè)硫酸國家標(biāo)準(zhǔn)》GB50016-2014（2018年版）建筑設(shè)計防火規(guī)范GB31570-2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB/T12801生產(chǎn)過程安全衛(wèi)生要求總則GB50087工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范GB50034建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB50057建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB50414-2007鋼鐵冶金企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范GB12348工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)GB50489-2009化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計規(guī)范GB50052-2009供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GBT6719-2009袋式除塵器技術(shù)要求JBT8532-2008(2017)脈沖噴吹類袋式除塵器GB50264-2013工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計規(guī)范HJ/T75固定源煙氣（SO2、NOx、顆粒物）排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范HJ/T76固定源煙