高 翔 魏立安 邵譜生

(南昌航空大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，江西 南昌 330063)

0 前言

鉛鋅礦，是富含金屬元素鉛和鋅的礦產(chǎn)，鉛鋅用途廣泛，用電氣工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、軍事工業(yè)、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、輕工業(yè)和醫(yī)藥業(yè)等領(lǐng)域。此外，鉛金屬在核工業(yè)、石油工業(yè)等部門(mén)也有較多的用途，因此鉛鋅礦采選業(yè)的前景十分廣闊。我國(guó)的鉛鋅礦主要集中在云南、內(nèi)蒙古、甘肅、廣東、湖南和廣西。鉛鋅礦在采選過(guò)程中產(chǎn)生的污染問(wèn)題較為嚴(yán)重。2011年2月，國(guó)務(wù)院正式批復(fù)《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，鉛鋅采選冶業(yè)為重點(diǎn)防控行業(yè)，鉛、鋅分別列為第一類(lèi)和第二類(lèi)污染物，并且將14個(gè)省區(qū)列為重點(diǎn)治理省區(qū)。到2015年，重點(diǎn)治理省區(qū)鉛、鋅污染排放量應(yīng)比2007年減少15%[1]。

鉛鋅礦選礦業(yè)廢棄物主要為尾礦。尾礦中含有較多的重金屬，如鉛、鋅、銅、砷、鎘等，重金屬進(jìn)入人體后難以排除，導(dǎo)致腦血管和肝、腎疾病，甚至造成死亡，其對(duì)環(huán)境的污染主要通過(guò)以下三種途徑：一種是尾礦在風(fēng)化過(guò)程中逸出某些有害氣體，經(jīng)大氣傳播而污染；另一種是極細(xì)的尾礦砂粒受風(fēng)吹的作用(甚至可形成沙暴)，使周?chē)h(huán)境受到嚴(yán)重危害；三是遇到訊期，尾礦連同雨水流入農(nóng)田、河流，使地下水造成危害。這一系列問(wèn)題都應(yīng)引起社會(huì)的強(qiáng)烈關(guān)注[2]。

為了控制鉛鋅礦選礦企業(yè)污染事件的發(fā)生，我國(guó)每年投入了大量的人力、物力和財(cái)力來(lái)治理這些企業(yè)引起的污染，但是處理的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)到不到預(yù)期的目標(biāo)，傳統(tǒng)的末端治理已經(jīng)不能滿足環(huán)境的需求。面對(duì)鉛鋅選礦的污染現(xiàn)狀以及資源、能源的大量浪費(fèi)，推進(jìn)我國(guó)鉛鋅選礦業(yè)向可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì)方向前進(jìn)，就必須走清潔生產(chǎn)的道路。

本文以某鉛鋅礦選礦企業(yè)清潔生產(chǎn)工作為例介紹鉛鋅礦選礦業(yè)清潔生產(chǎn)審核的方法，在清潔生產(chǎn)審核過(guò)程中，始終將清潔生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用放在首位，通過(guò)對(duì)清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到解決公司環(huán)境污染的問(wèn)題。

1 鉛鋅選礦工藝及污染源分析

鉛鋅選礦的過(guò)程一般可概括為原礦破碎、球磨分級(jí)、浮選以及尾礦運(yùn)輸。整個(gè)選礦工藝的污染源主要有：原礦堆場(chǎng)、精礦堆場(chǎng)以及尾礦庫(kù)排出的廢水；碎礦、磨礦和篩分工序產(chǎn)生的粉塵；碎礦、篩分、磨礦工序產(chǎn)生的噪聲以及尾礦庫(kù)中的尾礦砂。選礦工藝流程及污染源分布圖見(jiàn)圖1。

圖1 選礦工藝流程及污染源分布圖

2 企業(yè)清潔生產(chǎn)審核開(kāi)展情況

某小型鉛鋅選礦企業(yè)始建于2004年，現(xiàn)日處理礦石100t。2012-2013年該企業(yè)開(kāi)展了清潔生產(chǎn)審核工作，對(duì)照《鉛鋅行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(試行)》[3]，同時(shí)采用《清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)體系編制通則(征求意見(jiàn)稿)》中的評(píng)價(jià)方法，審核前企業(yè)清潔生產(chǎn)水平見(jiàn)表1。

表1 審校前企業(yè)清潔生產(chǎn)水平

從表1中可以看出，由于尾礦沒(méi)有綜合利用，伴生元素回收率不高，車(chē)間衛(wèi)生環(huán)境缺少監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，4個(gè)指標(biāo)均為零分，從而導(dǎo)致得分偏低。總體上說(shuō)，目前該企業(yè)清潔生產(chǎn)水平較低，有較大的清潔生產(chǎn)潛力。

3 清潔生產(chǎn)潛力分析

3.1 污染物減排潛力分析

(1)公司尾礦沒(méi)有得到綜合利用，每年約產(chǎn)生1.3萬(wàn)余噸尾礦均堆放在尾礦庫(kù)中，給公司環(huán)保工作帶來(lái)巨大壓力；

(2)公司在選礦工藝中，由于技術(shù)所限，導(dǎo)致原礦中伴生元素(主要為S、Ag)回收率不高，從而使得尾礦庫(kù)外排廢水中含較多的重金屬元素。

3.2 節(jié)水潛力分析

由于生產(chǎn)設(shè)計(jì)缺陷，原礦堆場(chǎng)和精礦堆場(chǎng)的雨淋廢水以及精礦含水均直接外排，沒(méi)有回用于浮選工序，循環(huán)水利用率偏低，不僅增加了選礦新鮮水用量，而且污染了環(huán)境。

3.3 節(jié)能潛力分析

(1)碎礦工序中，破碎機(jī)工作效率較低，并且碎礦粒度較大，導(dǎo)致磨礦工序耗電量較大；

(2)公司主要耗能設(shè)備均未進(jìn)行變頻改造，由于礦石處理量的不規(guī)律性，常常導(dǎo)致“大馬拉小車(chē)”的現(xiàn)象，耗能?chē)?yán)重。

4 實(shí)施清潔生產(chǎn)方案

根據(jù)表1中體現(xiàn)的企業(yè)清潔生產(chǎn)水平較低的情況，結(jié)合企業(yè)清潔生產(chǎn)潛力分析，從企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，提出了若干清潔生產(chǎn)改造方案，見(jiàn)表2。

表2 清潔生產(chǎn)方案

5 清潔生產(chǎn)成效

審核后，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，年減少電力消耗16萬(wàn)kW·h，折合標(biāo)煤19.66 tce；尾砂制磚為企業(yè)創(chuàng)造年利潤(rùn)200余萬(wàn)元；尾礦選硫、引入浮選柱工藝，將企業(yè)主要產(chǎn)品銅鋅精礦及其伴生元素銀的回收率平均提高2個(gè)百分點(diǎn)，年創(chuàng)造效益30余萬(wàn)元。同時(shí)，企業(yè)各類(lèi)污染物也得到了一定的削減，CODCr年削減量達(dá)到14t，一類(lèi)金屬總量大幅削減。結(jié)合表1中指標(biāo)，企業(yè)資源能源利用指標(biāo)得到進(jìn)一步提升，尾礦得到了很好的綜合利用，最后評(píng)分為92分。通過(guò)開(kāi)展清潔生產(chǎn)工作，企業(yè)資源能源利用、污染物產(chǎn)生與排放清潔水平得到顯著提高。

[1]《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》獲國(guó)務(wù)院批復(fù)[J].特種鑄造及有色合金，2011(05)：417.

[2]杜向紅.鉛鋅礦尾砂綜合回收與利用技術(shù)研究[D].中南大學(xué)，2012.

[3]鉛鋅行業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(試行)[S].國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)，2007.

[4]黃光洪，張冬松，魏黨生.浮選柱在國(guó)外提高銅精礦品位的生產(chǎn)實(shí)踐[J].湖南有色金屬，2001，17(1)：8-11.

[5]陳泉源，張涇生.浮選柱的研究與應(yīng)用[J].礦冶工程，2000，20(3)：1-4.