劉鄭，朱寶月，管佳為，王寶宇

（吉林紫金銅業(yè)有限公司，吉林 琿春 133300）

近年來，我國的銅冶煉行業(yè)進(jìn)步迅猛，極大地帶動(dòng)了我國工業(yè)化的進(jìn)步，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展增添強(qiáng)大的動(dòng)力。不過，隨之而來的是一些環(huán)保問題。銅冶煉過程會(huì)排放大量的有害煙塵，包含諸多有害物質(zhì)，嚴(yán)重地破壞了自然環(huán)境。

1 我國銅冶煉工業(yè)背景

1.1 國內(nèi)銅礦冶概況

近幾年來，我國銅工業(yè)在規(guī)模和裝備水平上有了很大的發(fā)展，各大煉銅企業(yè)的設(shè)備、技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平，高污染的工藝、設(shè)備被淘汰、替代，自主開發(fā)了閃速熔煉工藝；還引進(jìn)了方圓氧底吹熔煉多金屬捕集工藝，經(jīng)本土化改造后，能耗、爐齡、廢氣排放等方面與歐美同類冶煉方法相當(dāng)。

1.2 國內(nèi)煉銅工藝

我國主要有兩種銅冶煉技術(shù)。一種是火法煉銅，是最為常用的產(chǎn)銅方法，特別是硫化銅火法煉銅。它的生產(chǎn)一般包括配制、冶煉、吹煉、精制、電解等工序，最終產(chǎn)品是一種電解銅。第二種是濕法煉銅，采用溶劑浸出礦石或焙燒礦中的銅，在常溫、高壓條件下，用凈水法分離銅與雜質(zhì)，最后用萃取電積法從溶液中提取銅。

2 銅冶煉煙塵處理綜述

銅冶煉中的煙塵處理就是消除或降低銅冶煉中的煙塵污染，使其中有價(jià)組分得到充分利用的工藝。銅精礦冶煉生產(chǎn)中，原料的配制及各工序火法煉銅，由于燃料燃燒、氣流攜帶、金屬揮發(fā)、高溫等物理、化學(xué)作用，不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量的煙灰。煙道氣中主要含有硫氧化物、坤氧化物、一氧化碳等氣體污染物，煙氣中含有銅等多種金屬和化合物，還含有硒、碲、金、銀等多種高綜合利用價(jià)值的稀有金屬。所以，熔煉過程中的煙灰如不凈化回收，不僅會(huì)嚴(yán)重污染大氣，而且會(huì)造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

銅冶煉煙塵的治理，首先要用封閉罩遮蓋產(chǎn)灰設(shè)備，并從罩子上抽吸含塵氣流，防止煙塵散失，然后將含塵氣流送到除塵裝置進(jìn)行凈化，將收集的煙塵經(jīng)過適當(dāng)處理，或者送回熔煉系統(tǒng)，或者對(duì)含有價(jià)元素的煙塵進(jìn)行綜合回收或無害化處理。

銅冶煉煙塵可以采用干法、濕法工藝來進(jìn)行。除塵設(shè)備由重力沉降器、旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器、靜電除塵器等組成，采用干法回收煙塵，所得煙塵干燥便于下一步處理。濕法除塵技術(shù)主要應(yīng)用Venturi除塵器、沖擊式除塵器、泡沫除塵器、湍球塔等，其回收的是不利于綜合利用的泥料，同時(shí)也存在著污水處理、稀有金屬流失、設(shè)備腐蝕、堵塞等問題。

3 我國銅冶煉煙塵處理技術(shù)

3.1 煙塵處理技術(shù)

銅冶煉煙塵處理技術(shù)分為干式處理和和濕式處理。目前，大多數(shù)銅冶煉廠采用干式處理法。干式除塵法常用的設(shè)備有沉淀室、濾袋除塵器、旋風(fēng)除塵器、靜電除塵器等。這些設(shè)備可以單獨(dú)使用，也可組合使用。使用時(shí)要考慮煙塵溫度、含塵量、含水量、煙塵比電阻等因素。濕法除塵技術(shù)適用于去除含水量高的煙塵，收集的煙塵與漿液相同，易腐蝕設(shè)備管道，并產(chǎn)生大量廢水，這些廢水的處理難度大，因而其在銅冶煉煙塵處理中的使用較少。

3.2 我國銅冶煉煙塵處理領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀

我國工業(yè)進(jìn)行大規(guī)模的整改后，落后工藝被淘汰、更新；銅冶煉市場準(zhǔn)入條件收緊，產(chǎn)能盲目擴(kuò)張的問題得到有效抑制；國土局、環(huán)保局出臺(tái)了土地利用、環(huán)境保護(hù)以及相關(guān)行業(yè)規(guī)章制度等行政措施，關(guān)閉了生產(chǎn)工藝和設(shè)施老化的小型銅冶煉廠，禁止違規(guī)建設(shè)高能耗、高污染的銅冶煉項(xiàng)目。

目前，我國銅冶煉行業(yè)缺乏對(duì)重金屬污染治理亟待解決的、共性的、重要核心技術(shù)的研發(fā)投入，缺乏基礎(chǔ)的環(huán)境研究與評(píng)價(jià)，以及污染物來源分析技術(shù)的研究。在銅冶煉企業(yè)，重金屬污染治理研究與示范、重金屬污染物在線監(jiān)測、環(huán)境污染應(yīng)急處置、清潔生產(chǎn)、土壤和田間污染修復(fù)等重要課題全都處于起步階段。

我國重金屬冶金行業(yè)的布局、選址缺乏合理、統(tǒng)一的規(guī)劃。一些銅冶煉企業(yè)建設(shè)于河岸、居民區(qū)或者環(huán)境保護(hù)地區(qū)等生態(tài)、資源承受能力弱的地區(qū)，對(duì)其所在的周邊生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。盡管經(jīng)過工業(yè)大改革，銅冶煉行業(yè)的發(fā)展格局在很長一段時(shí)間內(nèi)也并未真正改變的，一些企業(yè)仍深深扎根于那些生態(tài)本就脆弱的地區(qū)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)政策落實(shí)不到位，環(huán)境準(zhǔn)入制度和環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度執(zhí)行不嚴(yán)格，采礦工作亂象叢生，高污染亂排放；這樣用生態(tài)效益去換經(jīng)濟(jì)效益，最終只會(huì)釀成無可挽回的后果。

4 銅冶煉煙塵處理的環(huán)保措施

如前所述，我國銅冶煉的快速發(fā)展在一定程度上促進(jìn)了我國社會(huì)和工業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了宏觀經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但也隨之帶來了一些環(huán)境問題。為此，筆者經(jīng)過大量的文獻(xiàn)查閱，結(jié)合多年銅冶煉企業(yè)的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一些可以有效改善銅冶煉煙塵處理效果，實(shí)現(xiàn)提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的目標(biāo)。

4.1 物理除塵

粗銅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙塵對(duì)空氣污染十分嚴(yán)重，必須引起足夠的重視，對(duì)其進(jìn)行及時(shí)有效的處理。物理除塵工業(yè)煙塵處理的常用方法，主要包括重力除塵、慣性除塵、離心力除塵。根據(jù)作用力的不同，除塵器的可分為重力沉降器、慣性除塵器以及旋風(fēng)除塵器。

重力沉降器利用煙霧和氣體密度不同，使含塵氣體中的塵埃粒子由于自身的重力自然地沉降在氣流中。重力分離器價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，壓力損失小，還可以處理熱氣流延誤。但重力沉降器只能在短距離內(nèi)捕獲灰塵顆粒，以及只能收集顆粒比較大的灰塵。重力除塵效率較低，只能用于初級(jí)煙霧除塵，開展高效除塵之前的準(zhǔn)備除塵。

旋風(fēng)除塵的原理是利用差速離心機(jī)，使含有灰塵的氣流、煙霧發(fā)生高速旋轉(zhuǎn)，并利用顆粒質(zhì)量不同而產(chǎn)生的離心力不同，分離出氣體中的顆粒污染物。旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡單、操作維修方便，體積小、成本低、功耗低，壓力損失不高。此外，旋風(fēng)除塵器可以使用由各種耐高溫、耐腐蝕的材料制成，適用于高溫高壓煙塵的處理，干燥后的顆粒也可直接回收，其被廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。

4.2 靜電除塵

靜電除塵是利用靜電場使煙塵電離，使煙塵粒子帶上電荷，從而被電極吸附的高效除塵方法。在冶金、化工等行業(yè)凈化氣體、回收煙塵都有較為廣泛的應(yīng)用。當(dāng)含有煙塵的氣流經(jīng)過高壓靜電時(shí)，空氣中的分子會(huì)被電離為陽離子與電子，煙塵粒子與電子相結(jié)合，并帶上負(fù)電，然后移動(dòng)到陽極。在這個(gè)過程中，灰塵粒子就被吸附到陽極上，可以進(jìn)行收集。靜電除塵有著獨(dú)特的優(yōu)勢：其氣流流速低，壓力損失非常??；操作非常簡單，可通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的、精準(zhǔn)的除塵工作；靜電除塵可以去除的顆粒直接范圍較廣，能耗也低于其他除塵系統(tǒng)。值得一提的是，靜電除塵可以進(jìn)行大體積煙霧的除塵工作，這意味著除塵效率非常之高。

4.3 化學(xué)試劑除塵

化學(xué)除塵也就是濕法除塵，是一種利用化學(xué)溶液試劑與含塵煙霧接觸，使煙塵顆粒溶于液體，或與溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以使氣體與煙塵分離，凈化氣流的方法。濕法除塵不僅可以清除廢氣中存在的固體顆粒污染物，還可以去除氣體污染物，降低氣體溫度，操作簡單、成本低、清潔率高，適用于凈化不溶于水的氣流；此外，溶于溶液的煙塵物質(zhì)也可以通過相關(guān)化學(xué)手段進(jìn)行提取、利用，十分節(jié)約資源。但是，濕法除塵需要選擇耐腐蝕的管道設(shè)備，要按時(shí)對(duì)污水污泥進(jìn)行清除。

4.4 進(jìn)口優(yōu)質(zhì)銅礦

推進(jìn)清潔工業(yè)生產(chǎn)，控制污染物的排放，也要從源頭落實(shí)原材料選購的指導(dǎo)方針。我國的銅礦情況復(fù)雜，品質(zhì)不高，冶煉過程中不僅耗能嚴(yán)重，也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。因此，要大量引進(jìn)有害金屬含量低、符合國家標(biāo)準(zhǔn)的原礦。

5 結(jié)語

銅是支撐我國經(jīng)濟(jì)、科技、基建發(fā)展的重要原材料，也是造成環(huán)境污染的主要項(xiàng)目之一。

在經(jīng)濟(jì)全球化背景下，我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展正朝著國際化、全球化的方向迅猛發(fā)展。同時(shí)，我國堅(jiān)持人與自然和諧發(fā)展的理念，在提高經(jīng)濟(jì)效益時(shí)兼顧環(huán)境效益，將經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)放在同一位置，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的共同進(jìn)步。銅冶煉固然重要，其煙塵廢氣的環(huán)保處理也同樣至關(guān)重要。提高冶煉煙塵除塵效率是解決銅冶煉煙氣污染的重要環(huán)節(jié)。隨著社會(huì)發(fā)展步伐加快，環(huán)境保護(hù)意識(shí)逐漸被人們?cè)絹碓街匾?。?qiáng)調(diào)人與自然的和諧發(fā)展，既保證了經(jīng)濟(jì)發(fā)展、有效提高社會(huì)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)效益，也能為國民生活的正常進(jìn)行提供用之不竭的財(cái)富瑰寶。