程貴桃

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對銅的需求快速增長，銅再生產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但是由于廢雜銅冶煉中產(chǎn)生的煙氣直接排放，嚴重污染了周圍的生態(tài)環(huán)境。本文針對再生銅冶煉產(chǎn)生的煙氣，分析了再生銅生企業(yè)主要生產(chǎn)工藝及產(chǎn)污分析和煙氣污染治理，及今后環(huán)保技術(shù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】廢雜銅冶煉；煙氣排放；環(huán)保治理

1.我國廢雜銅生產(chǎn)的現(xiàn)狀

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對銅的需求快速增長。中國作為全球最大的銅生產(chǎn)和消費國，同時也是再生銅進口最多的國家。有數(shù)據(jù)顯示，2010年我國再生銅產(chǎn)量占銅總產(chǎn)量的比重已達38.5%，而國內(nèi)廢銅需求大，自給率低，對外進口依賴度高。我國銅再生產(chǎn)業(yè)近幾年發(fā)展迅速，有國有大中型企業(yè)，但更多的是眾多的私營中小企業(yè)。這就造成我國目前再生銅企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和工藝參差不齊，國有大中型企業(yè)在生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)、環(huán)保等方面都在我國銅再生行業(yè)中處領先位置，但是眾多的私營中小企業(yè)依然采用較為原始的熔煉技術(shù)，環(huán)保設備基本屬于空白，廢雜銅冶煉產(chǎn)生的煙氣未經(jīng)處理就直接排放，由于煙氣中含有大量的有毒致癌物質(zhì)，不僅嚴重污染了周圍的生態(tài)環(huán)境，同時也對生產(chǎn)工人造成無法挽回的職業(yè)傷害。

2.廢雜銅生產(chǎn)的方法和產(chǎn)生煙氣的過程

2.1廢雜銅冶煉的方法

廢雜銅冶煉的方法很多，在我國多見兩大類： 第一類是將高質(zhì)量的廢雜銅如廢舊電纜電線經(jīng)簡單的分揀和絕緣皮剝離后，直接冶煉成精銅或銅合金， 可稱作直接利用； 第二類是將質(zhì)量較差的廢雜銅先冶煉成陽極板，然后通過電解的方法精煉成電解銅， 被稱為間接利用。

廢雜銅生產(chǎn)陽極銅的火法工藝主要有三種：一段法，二段法和三段法。一段法是將各種雜銅按一定比例配料直接加入陽極爐精煉成陽極板；二段法是將雜銅加入鼓風爐或轉(zhuǎn)爐熔煉成粗銅，粗銅再加入陽極爐熔煉成陽極板；三段法是將雜銅加入鼓風爐煉成黑銅，黑銅加入轉(zhuǎn)爐煉成次粗銅，次粗銅再加入陽極爐煉成陽極板。

2.2廢雜銅生產(chǎn)過程中排放煙氣的環(huán)節(jié)和種類

銅再生企業(yè)的原料多為回收的廢雜銅?；厥諄淼膹U雜銅種類非常多，包括有金屬加工企業(yè)產(chǎn)生的邊角料和銅屑、含銅渣泥、廢電線電纜、從廢電機和廢變壓器中拆解下的銅線圈、報廢機械的銅部件、廢電子產(chǎn)品的電路板和水暖配件等。

銅再生企業(yè)存排放煙氣的環(huán)節(jié)和種類如下：

（1）預處理過程主要由廢雜銅分選、廢電纜電線絕緣的剝離采用燃燒等方法產(chǎn)生大量的顆粒物、甲苯、苯丙芘、二噁英和二氧化硫等。

（2）在熔煉過程中產(chǎn)生的煙氣。這是廢銅再生企業(yè)的主要污染源，包括顆粒污染物（主要成分是金屬氧化物和非金屬氧化物）、二氧化硫等。

3.國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策及行業(yè)發(fā)展規(guī)劃中的環(huán)保要求

《中國再生有色金屬產(chǎn)業(yè)“十二五”及中長期發(fā)展規(guī)劃》[1]對銅再生發(fā)展提出了相關(guān)要求：我們要加強環(huán)保監(jiān)管和治理。對再生有色金屬復雜物料拆解預處理、熔煉、加工及“三廢”處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)加強崗位和技能培訓，推行持證上崗制度。熔煉加工企業(yè)“三廢”必須達標排放。在加工園區(qū)和交易市場內(nèi)建立“三廢”實時監(jiān)測系統(tǒng)，加強安全、勞動保護和環(huán)保設施建設，實現(xiàn)污染物集中處理。建立從回收、拆解、熔煉到深加工的產(chǎn)業(yè)鏈體系，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集群效應，推動再生有色金屬加工利用規(guī)模不斷擴大。

隨著中東部地區(qū)持續(xù)被霧霾籠罩，多地PM2.5指數(shù)“爆表”，全國兩會期間環(huán)境問題成為代表委員熱議的話題，建議、議案、提案的焦點。這更說明環(huán)境問題的嚴重性和迫切性，今后在再生銅冶煉方面必須優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推進技術(shù)進步、強化管理監(jiān)督、完善政策機制。

4.廢銅再生企業(yè)煙氣污染治理

作為廢銅再生企業(yè)，產(chǎn)生的主要污染物有煙氣（熔煉產(chǎn)生二氧化硫和固體可吸入顆粒為主），熔煉煙氣中的主要污染物具有溫度高、顆粒大、易截留、污染物組分變化大的特點。

大型國有再生銅生產(chǎn)企業(yè)在原材料處理環(huán)節(jié)對廢雜銅進行處理，廢舊電線電纜的外包絕緣材料采用機械法、化學法、高溫法、靜電法和低溫冷凍法這樣的工藝減少了由于燃燒絕緣層產(chǎn)生的等大量的顆粒物、甲苯、苯丙芘和二氧化硫等，同時也杜絕了有機物進入熔煉爐，很好的解決了二噁英污染問題，而在廢氣處理上選用通用、成熟、簡便并能夠滿足上述要求的重力冷卻沉降、旋風除塵加脈沖布袋除塵組合工藝。重力冷卻沉降與旋風除塵主要是對廢氣進行冷卻且去除廢氣中的大顆粒污染物，消除廢氣中的不良因素。

干法袋式除塵是利用纖維編制物制作的袋式過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物的除塵裝置。其作用原理是塵粒在繞過濾布纖維時因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截。細微的塵粒（粒徑為1微米或更?。﹦t受氣體分子沖擊（布朗運動）不斷改變著運動方向，由于纖維間的空隙小于氣體分子布朗運動的自由路徑，塵粒便與纖維碰撞接觸而被分離出來。這種基于過濾原理的方式?jīng)Q定了它不受粉塵粒徑和鍋爐負荷變化的限制，從布袋收塵器出來的煙氣含塵濃度可降至50mg/m3以下，是目前最先進且應用廣泛的除塵技術(shù)。

二氧化硫是再生銅冶煉過程中煙氣的主要成分，對于二氧化硫的處理目前最為常見的是通過堿液噴淋吸收二氧化硫的方法。

濕式堿法脫硫主體設備為空塔型脫硫塔，是利用噴嘴產(chǎn)生的連續(xù)液滴與旋流煙氣產(chǎn)生高效率氣液對向接觸，通過氣液兩相的傳質(zhì)、湍流、吸收；化學反應， 從而將煙氣中的SO2和SO3固定于穩(wěn)定的硫酸鹽中。吸收劑采用氫氧化鈉（NaOH） 堿性溶液，與煙氣中SO2反應生成亞硫酸鈉（Na2SO3）和硫酸鈉（Na2SO4），然后利用脫水設備進行固液分離。由于氫氧化鈉（NaOH）具有活性強，耗量低的特點，脫硫塔所配套輔助系統(tǒng)水耗、電耗和一次投資費用具有很好的經(jīng)濟性，而且藥液制備工藝較為簡單。

脫硫化學反應機理如下：

SO+HO→HSO

HSO+2NaOH→NaSO↓+ 2HO

2NaSO+O→2NaSO（少量）

我國某廠在廢雜銅冶煉中的煙氣環(huán)保治理流程簡圖：

圖1 煙氣處理工藝流程簡圖

經(jīng)環(huán)保治理后的煙氣含塵濃度及SO2濃度變化見表1。

經(jīng)環(huán)保處理后的煙氣完全達到《銅、鈷、鎳工業(yè)污染源排放標準（GB25467-2010）》要求（有色金屬熔煉爐SO2排放濃度400mg/m3，煙塵排放濃度80mg/m3）。

5.結(jié)束語

近年來，隨著社會對環(huán)境保護意識的提高，我國政府加大了對廢銅再生企業(yè)扶持力度，逐年加大環(huán)保投入，環(huán)保工作取得了長足的發(fā)展，隨著再生銅產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃的出臺，必將有力促進廢銅再生產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備和污染治理技術(shù)的進步，改變經(jīng)濟增長粗放的模式，落實綠色發(fā)展，促進人與自然的和諧發(fā)展。

【參考文獻】

[1]中國有色金屬工業(yè)協(xié)會再生金屬分會“中國再生有色金屬產(chǎn)業(yè)‘十二五及中長期發(fā)展規(guī)劃”.

[2]劉天齊，黃小林，邢連壁等.三廢處理工程技術(shù)手冊（第1版）.廢氣卷化學工業(yè)出版社，1999，5：164-171.

[3]環(huán)境保護技術(shù)文件.銅冶煉污染防治最佳可行技術(shù)指南.

[4]環(huán)境保護部，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.銅、鈷、鎳工業(yè)污染源排放標準（GB25467-2010）.