李 智，王 青

（云錫研究設計院，云南個舊 661000）

·環(huán)保節(jié)能·

含砷錫煙塵利用過程中污染的防治*

李 智，王 青

（云錫研究設計院，云南個舊 661000）

對直流礦熱爐處理含砷錫煙塵工藝對環(huán)境的影響進行了分析，提出了相應的治理措施，并取得了較好的效果。

直流礦熱爐；砷；錫；煙塵

含砷錫煙塵是錫冶煉過程中產(chǎn)生的的煙塵，除含有有價金屬錫以外，還含有大量的砷，保存不當會對環(huán)境造成污染，同時，由于砷及砷的化合物具有一定的毒性，對人體的健康也會產(chǎn)生不良影響。某危險廢物處置公司采用的直流礦熱爐處理含砷錫煙塵工藝是由云錫研究設計院自主研發(fā)的綜合回收技術，利用砷的升華特性，通過揮發(fā)、冷凝沉降、布袋收塵等工序回收砷，同時，對熔煉殘渣進行回收利用，提取有價金屬錫［1］。在其生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定的廢氣，若不對污染物進行分析治理，將會對環(huán)境造成二次污染［2］。

1 直流礦熱爐處理含砷錫煙塵工藝

1.1 含砷錫煙塵的主要成分

某錫冶煉系統(tǒng)產(chǎn)出的含砷錫煙塵，化學分析結果見表1。

表1 錫煙塵（渣）化學成份表Tab.1 Chemical composition of tin dust（slag）

表1表明，錫煙塵（渣）中的砷主要以As2O3的形式存在，其次為砷酸鹽、As2O5，金屬砷和硫化物較少。

圖1 直流爐熱爐處理含砷錫煙塵工藝流程圖Fig.1 Process flow chart of the treatment of arsenic containing tin dust in the furnace of direct current heat furnace

1.2 工藝流程

將含砷錫煙塵配上一定量的還原劑及添加劑后，投入到800 kVA直流礦熱爐內(nèi)，加熱到600～800℃，揮發(fā)產(chǎn)出As2O3低溫煙氣，該低溫煙氣進入“冷凝沉降室＋布袋收塵器”的冷凝沉降收集系統(tǒng)，收集得到As2O3產(chǎn)品，產(chǎn)品通過底部的刮板輸送系統(tǒng)輸送至產(chǎn)品儲罐進行儲存；經(jīng)冷凝沉降和布袋過濾收集后的尾氣通過動力波系統(tǒng)脫硫處理達標后由25m煙囪排放。連續(xù)進料3～5 d后，停止進料，將溫度升至1 000℃左右，打開底部放渣口，將爐渣放入渣槽內(nèi)自然冷卻，重新開始新一輪的進料處理。冷卻后的爐渣（含錫渣）經(jīng)顎式破碎機破碎后交錫冶煉廠進行綜合利用［3］。工藝流程見圖1。

2 污染分析及配套治理措施

2.1 主要污染物

2.1.1 廢氣

2.1.1.1 有組織排放廢氣

直流礦熱爐處理含砷錫煙塵工藝產(chǎn)生的有組織排放廢氣主要有直流礦熱爐揮發(fā)產(chǎn)生的低溫煙氣和放渣過程產(chǎn)生的高溫煙氣，其特征污染物為As、Pb、Sn、SO2、煙塵。

2.1.1.2 無組織排放廢氣

無組織排放廢氣主要有料倉進料產(chǎn)生的無組織排放的粉塵、產(chǎn)品輸送過程中產(chǎn)生的無組織粉塵及錫渣破碎過程產(chǎn)生的粉塵。

2.1.2 廢水

直流礦熱爐處理含砷錫煙塵工藝為火法工藝，本身不產(chǎn)生生產(chǎn)廢水。廢水主要有生活污水和動力波洗滌產(chǎn)生的洗滌廢水。生產(chǎn)污水的主要污染物為磷、COD等，動力波洗滌水的主要污染物為SS、砷、鉛等。

2.1.3 固體廢物

固體廢物主要有直流礦熱爐揮發(fā)產(chǎn)生的爐渣（及錫渣）、高溫煙氣排放過程中收集的含砷錫煙塵、動力波洗滌渣、生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥及生活垃圾等。

2.2 配套的治理措施

2.2.1 廢氣

2.2.1.1 有組織排放廢氣

直流礦熱爐低溫煙氣尾氣：直流礦熱爐及回轉窯煙氣經(jīng)冷凝沉降室、布袋收塵器收塵、動力波廢氣處理系統(tǒng)，通過25m煙囪排空。

高溫煙氣尾氣：為直流礦熱爐放渣時產(chǎn)生的高溫煙氣，3天放一次渣，每次放渣約15 min，煙氣經(jīng)“表冷器＋布袋收塵器”凈化處理后由25m煙囪排空。表冷器和布袋收塵器收下的高砷煙塵返回直流礦熱爐。

2.2.1.2 無組織排放廢氣

料倉進料產(chǎn)生的無組織排放的粉塵，主要采取料倉密閉負壓操作措施，保證無組織排放粉塵濃度≤1.0mg／m3；

產(chǎn)品輸送過程主要采用氣流輸送，通過在產(chǎn)品罐泄壓口安裝布袋收塵器，對空氣壓縮機產(chǎn)生的氣流進行收集過濾后排放。

破碎過程采用密閉房間內(nèi)破碎，破碎產(chǎn)生的粉塵經(jīng)布袋收塵后排放。

2.2.2 廢水

風機、爐頂冷卻水：為提高資源利用率，節(jié)約成本，風機、爐頂冷卻水通過回水池冷卻系統(tǒng)后循環(huán)使用，不外排。

動力波廢水：動力波脫硫廢水收集至20 m3收集池，加石灰進行中和處理，再經(jīng)離心機進行固液分離，處理后的廢水返回動力波系統(tǒng)循環(huán)使用，不外排；中和渣收集后返回直流礦熱爐回收處理。

生活污水及初期雨水：本項目生活污水（主要為洗澡沐浴廢水）產(chǎn)生量為1 094.4 m3／a（3.648m3／d），生活污水及初期雨水不外排，分別建立了生活污水及初期雨水收集管網(wǎng)、300 m3污水處理池、液膜爆破等污水處理系統(tǒng)一套，初期雨水及生活污水經(jīng)排水溝匯集到污水池，經(jīng)過中和＋沉淀處理后，上清液送至動力波補充洗滌水及綠化用水，不外排。

2.2.3 固體廢物

含錫渣：經(jīng)破碎后，送錫冶煉系統(tǒng)進行錫回收利用；

中和渣及污泥渣：主要為石灰渣，經(jīng)過晾干處理后作為造渣的主要原料返回直流礦熱爐生產(chǎn)系統(tǒng)；

生活垃圾：由環(huán)衛(wèi)部門進行統(tǒng)一清運處置。

2.2.4 噪聲

項目運營期噪聲源主要有破碎機、引風機、水泵等。聲級在80～105 dB（A）。多數(shù)置于室內(nèi)，采取隔聲、降噪、消聲等措施能夠有效降低聲源強度。

3 效果

直流礦熱爐處理含砷錫煙塵工藝目前已被當?shù)啬澄ｋU廢物處置公司采用，項目的建成投產(chǎn)解決了大量含砷錫煙塵的處理難題，同時可以回收其中的錫、砷。同時，在項目運營期間，當?shù)丨h(huán)保部門對項目污染物排放情況進行了監(jiān)測。

3.1 有組織排放廢氣控制效果

有組織排放廢氣監(jiān)測結果見表2。

表2 有組織排放廢氣時的監(jiān)測結果Tab.2 Results of themonitoring of the organization of the discharge of waste gas

從表2看出，直流礦熱爐產(chǎn)生的低溫煙氣經(jīng)除塵脫硫處理后外排煙氣量為1 883 m3／h，年排放量為1 355.76萬m3；煙氣中的煙塵、SO2、As等主要污染物平均濃度值除As無標準外，其余均低于《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》（GB9078－1996）中表2有色金屬熔煉爐二級標準煙塵100 mg／m3、SO2850 mg／m3的限值要求。

3.2 無組織排放廢氣控制效果

無組織廢氣排放檢測共設4個監(jiān)測點，在廠址上風向設1個對照點，下風向設3個控制點。分別對4個點空氣中的顆粒物、Pb、As進行連續(xù)3天監(jiān)測，采用平均值。監(jiān)測結果見表3。

表3 無組織排放廢氣時的監(jiān)測結果Tab.3 Results of themonitoring of no organization of the emission of waste gas

根據(jù)表3監(jiān)測結果，除砷無標準外，廠址上風向、廠址下風向及廠址側風向空氣中的TSP、鉛均達到《大氣污染物綜合排放標準》GB16297－1996相應標準限值要求。

3.3 環(huán)境空氣氣監(jiān)測

共設3個監(jiān)測點，分別對3個敏感目標點空氣中的SO2、TSP、PM10、Pb、As進行連續(xù)3天監(jiān)測。監(jiān)測結果見表4。

表4 環(huán)境空氣監(jiān)測結果（mg／m3）Tab.4 Results of environmental air monitoring

監(jiān)測結果顯示，空氣中的SO2、TSP、PM10均達到《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095－1996）二級標準相應限值（SO20.5 mg／m3、TSP 0.9 mg／m3、 PM100.45mg／m3、）的要求；Pb、As參照低于《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》TJ36－1979中表1居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度（Pb 0.7μg／m3、As 0.003mg／m3）的限值要求。

3.4 廢水控制效果

風機、爐頂冷卻水通過回水池冷卻系統(tǒng)后循環(huán)使用，不外排，因此未進行采樣監(jiān)測。動力波洗滌廢水經(jīng)過石灰中和＋離心過濾后回用于動力波脫硫系統(tǒng)進行循環(huán)使用不外排，動力波脫硫廢水95%循環(huán)使用，循環(huán)量為9.5m3／d，產(chǎn)生的動力波脫硫廢水約為0.5m3／d，經(jīng)收集至20m3收集池，加石灰進行中和沉淀處理后，再經(jīng)離心機進行固液分離，處理后的廢水返回動力波系統(tǒng)循環(huán)使用，不外排。

3.5 噪聲控制效果

在廠址東、南、西、北共設4個監(jiān)測點，監(jiān)測結果見表5。

表5 廠界噪聲監(jiān)測結果Tab.5 Plant noisemonitoring results

從表5看出，所有監(jiān)測點晝夜間噪聲均低于GB12348－2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》2類標準限值要求。

4 結論

對直流礦熱爐處理含砷錫煙塵的工藝進行了論述，對生產(chǎn)工藝中可能產(chǎn)生污染物的環(huán)節(jié)進行分析，并采取了相應的治理措施。經(jīng)過當?shù)丨h(huán)保部門監(jiān)測報告，達到了以下目標：

1）工藝產(chǎn)生的揮發(fā)煙氣經(jīng)過“20級重力沉降＋布袋收塵＋動力波洗滌”后，直流礦熱爐排放口煙塵、二氧化硫、砷、鉛等污染物濃度除As無標準外，其余均低于《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》（GB9078－1996）中表2有色金屬熔煉爐二級標準煙塵的限值要求，符合排放標準；

2）工藝無組織排放廢氣經(jīng)采取對應的控制措施后，除砷無標準外，廠址上風向、廠址下風向及廠址側風向空氣中的TSP、鉛均達到《大氣污染物綜合排放標準》GB16297－1996相應標準限值要求。

3）廠區(qū)周邊的大氣環(huán)境敏感目標空氣中的SO2、TSP、PM10均達到《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095－1996）二級標準相應限值的要求；Pb、As參照低于《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》TJ36－1979中表1居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度的限值要求。

4）通過采取了隔聲、降噪、消聲等措施后，廠址東、南、西、北共設4個監(jiān)測點所有測點晝夜間噪聲均低于GB12348－2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》2類標準限值要求。

［1］袁海濱，朱玉艷，張繼斌.高砷含錫煙塵直流礦熱爐揮發(fā)的工藝［J］.中南大學學報：自然科學學版，2013，44（6）：2200－2206.

［2］張印.含砷廢渣火法資源化過程污染分析及健康評估［D］.蘭州：蘭州大學，2012.

［3］王青，廖亞龍，周娟，等.含砷物料制備三氧化二砷的研究進展［J］.環(huán)境工程，2015（3）：97－101，105.

Prevention and Treatm ent of Pollution in the Process of Using Arsenic Containing Tin Dust

LIZhi，WANG Q ing

（Yun Tin Research Institute，Gejiu 661000，China）

The influence of the process of treating the arsenic containing tin dustwith the process of the treatment of the direct current heat furnace is analyzed，and the corresponding controlmeasures are put forward.

direct current heat furnace；arsenic；tin；dust

X781

A

1004-275X（2015）06-0066-04

*特約稿件

收稿：2015-11-15

李智（1983－），男，云南臨滄人，環(huán)保工程師，從事環(huán)境保護管理工作。

10.3969／j.issn.1004-275X.2015.06.017