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        重慶含銅廢物利用行業(yè)技術(shù)準入研究

        2021-03-01 09:47:48蔡洪英張曼麗常曉英
        四川環(huán)境 2021年1期
        關(guān)鍵詞:廢物利用含銅廢液

        蔡洪英,張曼麗,常曉英

        (重慶市固體廢物管理中心,重慶 400017)

        前 言

        電子信息行業(yè)作為重慶市“十二五”“十三五”規(guī)劃的第一支柱產(chǎn)業(yè),隨著電子信息及相關(guān)產(chǎn)業(yè)集群的飛速發(fā)展,含銅蝕刻液、含銅污泥等含銅廢物產(chǎn)生量逐年增長,含銅廢物的利用處置需求也日益增強。含銅廢物中的Cu2+對土壤、水體和大氣等會造成潛在的環(huán)境生態(tài)風(fēng)險,重金屬的富集作用嚴重威脅人體健康,含銅廢物已列入我國危險廢物名錄[1]。同時,含銅廢物也是有待開發(fā)的“二次資源”,具有較高的回收利用價值,含銅廢物利用過程中二次污染防控問題已成為社會廣泛關(guān)注的熱點和重點。習(xí)近平總書記在重慶召開推動長江經(jīng)濟帶發(fā)展座談會上強調(diào)的“堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展,共抓大保護、不搞大開發(fā)”的發(fā)展理念,本文通過分析重慶市含銅廢物利用現(xiàn)狀、存在問題,從含銅廢物利用項目選址用地、建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)工藝、設(shè)施建設(shè)、準入許可及環(huán)境管理等方面提出準入門檻規(guī)定,以期為含銅廢物利用行業(yè)良性發(fā)展提供參考,筑牢長江上游重要生態(tài)屏障。

        1 重慶市含銅廢物基本情況

        1.1 含銅廢物產(chǎn)生現(xiàn)狀

        2017年,重慶市含銅廢物產(chǎn)生量為49 525.738t。川億電腦(重慶)有限公司(永川區(qū))、華通電腦(重慶)有限公司、重慶方正高密電子有限公司、奧特斯科技(重慶)有限公司等4家公司含銅廢物產(chǎn)生量較大,具體含銅廢物產(chǎn)生量占重慶市含銅廢物總產(chǎn)生量的占比詳見下圖。

        圖 典型企業(yè)含銅廢物產(chǎn)生量占重慶市含銅廢物總產(chǎn)生量的占比圖

        2017年,重慶市含銅廢物主要來源于有色金屬冶煉行業(yè)及電子元件制造行業(yè)。其中含銅蝕刻液(397-004-22)產(chǎn)生量為32 914.406t,占重慶市含銅廢物產(chǎn)生總量的66.46%;使用酸進行銅氧化處理產(chǎn)生的廢液及廢水處理污泥(397-005-22)產(chǎn)生量為12 319.692t,占重慶市含銅廢物產(chǎn)生總量的24.88%;使用鍍銅液進行化學(xué)鍍銅產(chǎn)生的廢槽液、槽渣和廢水處理污泥(336-062-17)產(chǎn)生量為4 282.78t,占重慶市含銅廢物產(chǎn)生總量的8.65%;銅板蝕刻過程中產(chǎn)生的廢蝕刻液及廢水處理污泥(397-051-22)產(chǎn)生量為8.86t,占重慶市含銅廢物產(chǎn)生總量的0.02%。

        1.2 含銅廢物利用情況。

        2017年,重慶市有資質(zhì)的含銅廢物利用企業(yè)有重慶嘉惠環(huán)??萍加邢薰?、重慶太錦環(huán)??萍加邢薰?、重慶利特環(huán)保工程有限公司(江津德感基地)、重慶龍健金屬制造有限公司、重慶嶺歐環(huán)??萍加邢薰?、精永再生資源回收(重慶)有限公司和重慶宇立金屬制品有限公司等7家公司,2017年重慶市含銅廢物經(jīng)營單位核準規(guī)模、實際接收量、利用量及實際接收量占核準規(guī)模的比例數(shù)據(jù)詳見表1。

        表1 2017年重慶含銅廢物經(jīng)營單位經(jīng)營情況表數(shù)據(jù)

        從表1計算可知,重慶市含銅廢物經(jīng)營單位經(jīng)營核準規(guī)模為120 900t/a,2017年實際接收含銅廢物總量為38 990.51t,僅占核準規(guī)模的32.3%,2017年實際利用含銅廢物總量為35 676.447t,僅占核準規(guī)模的29.5%。重慶嘉惠環(huán)??萍加邢薰竞~廢物利用率不足發(fā)證規(guī)模的10%,僅重慶龍健金屬制造有限公司和精永再生資源(重慶)有限公司含銅廢物利用率超過50%,我市含銅廢物利用設(shè)施已出現(xiàn)產(chǎn)能過剩的現(xiàn)象。

        1.3 含銅廢物利用工藝

        1.3.1 含銅廢液利用工藝

        含銅廢液利用工藝主要采用濕法處理,一般采用置換、電解、萃取+電解等生產(chǎn)工藝[2],利用技術(shù)詳見表2。置換主要側(cè)重含銅廢液中的銅的回收及二次產(chǎn)品(如氫氧化銅、硫酸銅、堿式碳酸銅)的生產(chǎn),工藝簡單,處理成本較低,但需消耗大量的化學(xué)試劑和水,化學(xué)反應(yīng)條件要求嚴格,回收產(chǎn)品的純度較低,同時處理過程中產(chǎn)生的廢水、廢氣需進一步處理。電解法和萃取法不僅可以使蝕刻廢液再生,還能有效回收金屬銅,減少了廢水處理的資金投入。電解法主要用于酸性含銅廢液的再生,回收的銅粉純度高,堿性含銅廢液的再生可經(jīng)萃取+反萃后采用電解法進行。但電解對于電解材料的要求較高,且處理過程電耗高,處理成本較高。萃取法銅回收率高,效果好,但成本較高,研發(fā)分離效果好、試劑消耗少、價格低的萃取劑是目前面臨的主要問題。

        表2 含銅廢液主要利用工藝

        1.3.2 含銅污泥利用工藝

        回收含銅污泥中重金屬銅的技術(shù)主要包括濕法浸出技術(shù)和火法冶煉技術(shù),技術(shù)特點詳見表3。

        表3 含銅污泥主要利用工藝

        重慶含銅污泥均采用濕法工藝進行利用,即采取浸出-浸出液凈化和富集-提出金屬或化合物等工序組成。濕法浸出工序主要選擇硫酸或氨水作為浸出劑,即酸浸或氨浸,這兩種浸出劑對于重金屬浸出的選擇性較高。浸出得到的浸出液經(jīng)凈化(一般添加堿液)后,可參照含銅廢物利用工藝,即采用萃取+電解工藝,實現(xiàn)含銅污泥中銅的回收。

        1.4 含銅廢物利用污染物產(chǎn)生情況

        企業(yè)運營過程中易產(chǎn)生大量廢氣、粉塵、污水和固態(tài)殘渣及危險廢物等,對生態(tài)環(huán)境造成二次污染。如在覆銅廢電路板利用過程中,主要污染物包括拆解、機械破碎和分選后的固體廢物,粉碎和分選過程中產(chǎn)生的粉塵以及除塵過程中的廢活性炭吸附劑等。在電鍍污泥處理過程中,主要污染物包括火法過程中產(chǎn)生的廢氣,濕法過程中產(chǎn)生的酸不溶渣、鉻鐵渣等固體殘渣和處理廢水。在含銅廢液利用過程中,污染物主要產(chǎn)生于銅回收后的廢水、廢氣和廢渣等。

        2 含銅廢物利用行業(yè)管理面臨問題與挑戰(zhàn)

        隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,電子行業(yè)作為國家的重要支柱產(chǎn)業(yè),含銅危險廢物產(chǎn)生量逐年增長,含銅廢物的利用處置需求也日益增強,含銅廢物利用行業(yè)環(huán)境監(jiān)管工作還存在諸多挑戰(zhàn)。

        2.1 含銅廢物利用準入條件相關(guān)標準和規(guī)范欠缺

        在危險廢物利用方面,針對含銅廢物利用處理利用的技術(shù)規(guī)范較少。《含銅蝕刻廢液處理處置技術(shù)規(guī)范》(GB/T 31528-2015)(全國廢棄化學(xué)品處置標準化技術(shù)委員會歸口)對于含銅蝕刻廢液的處理工藝、設(shè)備、產(chǎn)品指標和環(huán)境保護方面進行了明確規(guī)定,但其對象只針對含銅蝕刻廢液,對于廢蝕銅液和含銅污泥的處理方面缺乏相關(guān)規(guī)范。

        在含銅廢物相關(guān)產(chǎn)業(yè)準入條件標準方面,《銅冶煉行業(yè)規(guī)范條件》《電鍍行業(yè)規(guī)范條件》《清潔生產(chǎn)標準 銅冶煉業(yè)》等標準規(guī)范對于本準入條件制定具有一定參考價值,但不能直接用于指導(dǎo)含銅廢物利用行業(yè)的監(jiān)督和管理。

        在含銅廢物利用相關(guān)的地方標準方面,國內(nèi)特大城市均沒有出臺與含銅廢物利用行業(yè)準入條件有關(guān)的地方標準,僅江蘇省出臺《關(guān)于進一步規(guī)范我省廢線路板含銅污泥蝕刻液準入條件》。

        2.2 含銅廢物利用項目難以有效開展技術(shù)審查和經(jīng)營許可工作

        基于含銅廢物的經(jīng)濟效益,大量具有相關(guān)處理處置資質(zhì)的環(huán)保企業(yè)不斷介入,給相關(guān)環(huán)保監(jiān)管部門的技術(shù)審查和經(jīng)營許可工作提出更為嚴苛的要求。然而,目前國內(nèi)含銅廢物利用企業(yè)準入條件的相關(guān)導(dǎo)則和條例較為匱乏,針對含銅廢物利用企業(yè)的經(jīng)濟規(guī)模、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)工藝和設(shè)備優(yōu)化和環(huán)境保護設(shè)施等方面缺乏規(guī)范條例。

        2.3 含銅廢物利用行業(yè)產(chǎn)能過剩

        含銅廢物屬于危險廢物,含銅廢物的資源化利用企業(yè)必須持有“危險廢物經(jīng)營許可證”, 在可回收資源價值的驅(qū)動下,大量企業(yè)涌入市場。但因該行業(yè)缺乏市場準入機制,當金屬銅在市場上需求高,價格處于高位時,出現(xiàn)原料惡性競爭、設(shè)施重復(fù)建設(shè)等問題,造成資本浪費,影響含銅廢物利用行業(yè)的投資環(huán)境和良性發(fā)展[3]。

        2.4 含銅廢物利用行業(yè)環(huán)境監(jiān)管壓力大

        部分含銅廢物運營企業(yè)使用“一步法”回收工藝,既造成銅資源浪費,又易造成環(huán)境污染。同時在利用過程中,產(chǎn)生大量廢氣、粉塵、污水和固態(tài)殘渣及危險廢物,極易造成二次污染,環(huán)保監(jiān)管壓力大。

        3 含銅廢物技術(shù)準入研究情況

        結(jié)合現(xiàn)狀,堅持問題為導(dǎo)向,開展含銅廢物利用行業(yè)的技術(shù)準入研究,準入條件研究情況如下。

        3.1 明確適用范圍

        結(jié)合重慶市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀,確定本準入條件中含銅廢物是指除了包括《國家危險廢物名錄》規(guī)定的含銅廢物(HW22)以外,還包括表面處理廢物(HW17)中,使用鍍銅液進行化學(xué)鍍銅產(chǎn)生的廢槽液、槽渣和廢水處理污泥;有色金屬冶煉廢物(HW48)中,常用有色金屬采選和冶煉過程產(chǎn)生的、含有銅元素的粉塵和廢水處理污泥;其他廢物(HW49)中的覆銅廢電路板及廢基材。本準入條件適用于重慶市含銅廢物利用項目的技術(shù)審查和經(jīng)營許可。

        3.2 主要準入規(guī)定

        從含銅廢物利用項目選址和用地、建設(shè)規(guī)模、技術(shù)工藝、設(shè)施建設(shè)、準入許可及環(huán)境管理等七方面提出準入門檻規(guī)定。

        3.2.1 選址用地要求

        按照分類管理原則,分別規(guī)定含銅廢物利用已建項目、新建項目和改建項目選址用地的相關(guān)要求,如新建、改建利用項目應(yīng)優(yōu)先選址在工業(yè)園區(qū),且滿足重慶市工業(yè)項目環(huán)境準入規(guī)定;已建項目可在3年內(nèi)通過搬遷、轉(zhuǎn)產(chǎn)等方式逐步退出。同時規(guī)定項目用地面積不低于6 000m2,且預(yù)留發(fā)展用地。

        3.2.2 項目建設(shè)規(guī)模

        基于重慶市含銅廢物產(chǎn)生及預(yù)期規(guī)??紤],建議重慶含銅廢物利用項目處理規(guī)模應(yīng)大于1萬t/a,覆銅板利用項目應(yīng)大于3 000t/a;基于環(huán)保設(shè)施建設(shè)成本及經(jīng)驗借鑒,建議環(huán)保投資比例不應(yīng)小于項目建設(shè)投資(不包括土地費用)的10%。建議近距離配套服務(wù)模式的,含銅廢物利用規(guī)??梢罁?jù)產(chǎn)廢單位實際情況確定企業(yè)處理規(guī)模。

        3.2.3 產(chǎn)品技術(shù)要求

        一是產(chǎn)品質(zhì)量要求。從含銅廢物利用行業(yè)持續(xù)發(fā)展,企業(yè)競爭力提升等方面考慮,明確含銅廢物利用項目應(yīng)優(yōu)先選擇生產(chǎn)電解銅、氧化銅、粗銅或陽極銅等高附加值產(chǎn)品,新、改、擴建含銅廢物利用項目不宜將堿式碳酸銅、硫酸銅等低附加值材料作為主要產(chǎn)品。同時,含銅廢物利用項目的各類產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)滿足相關(guān)質(zhì)量標準。二是技術(shù)工藝要求。分別對含銅廢液、含銅污泥、覆銅板利用技術(shù)進行了規(guī)定。如酸性含銅廢液應(yīng)優(yōu)選電解工藝,堿性含銅廢液應(yīng)優(yōu)先采用“萃取+電解”組合工藝。對于低銅廢液(銅含量低于0.5g/L),采用溶劑萃取法;回收含銅污泥中重金屬銅建議采取濕法浸出或火法冶煉;采用干法分離工藝利用覆銅板的,銅粉和廢電路板基材的出料口應(yīng)密封良好,防止粉塵污染。三是銅回收率要求。規(guī)定了含銅廢物銅回收率,其中,含銅廢液銅回收率≥99%;含銅污泥和覆銅廢電路板銅回收率≥95%。

        3.2.4 設(shè)施建設(shè)要求

        一是設(shè)施布置。參考《危險廢物處置工程技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 2042),規(guī)定含銅廢物利用項目要充分考慮各工藝單元間物料互供,各工藝單元之間物料運輸?shù)膬?yōu)化等。二是貯存設(shè)施。規(guī)定了貯存場所的面積應(yīng)不低于1 000m2,貯存能力應(yīng)不低于處置設(shè)施15日的處置量。三是污染治理設(shè)施。分別明確了含銅廢物利用項目廢水、大氣、惡臭、噪音等污染物排放標準以及危險廢物的處置和流向要求。四是分析檢測要求。明確了分析檢測實驗室的面積、設(shè)備投入資金、分析檢測能力及人員配置等。含銅廢物利用企業(yè)應(yīng)建設(shè)分析測試實驗室,滿足含銅廢物的采樣、制樣和常規(guī)檢測需求,包括含水率、pH及主要重金屬含量。五是信息化建設(shè)要求。規(guī)定建立具有兩網(wǎng)的現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)及中控室,視頻監(jiān)控點位應(yīng)覆蓋廠區(qū)所有進出入口、各工藝段、中控室、視頻錄像保存區(qū)域、其它可能產(chǎn)生污染的區(qū)域、以及主管部門指定的其他區(qū)域。六是精細化管理要求。應(yīng)建立健全企業(yè)文件材料歸檔制度,建立可追溯的含銅廢物收集、貯存、利用、處置全過程生產(chǎn)信息管理系統(tǒng),建立健全經(jīng)營情況記錄和報告機制。

        3.2.5 準入許可及其他管理要求

        規(guī)定含銅廢物利用企業(yè)申請危險廢物經(jīng)營許可證的附加條件,新建企業(yè)申請領(lǐng)取危險廢物經(jīng)營許可證時,應(yīng)同時向環(huán)保主管部門提供含銅廢物接收、含銅廢物檢測、工藝運行管理、設(shè)施設(shè)備維護、檔案與信息管理、成本管理、環(huán)境管理、運營安全和風(fēng)險防控等方面規(guī)章制度建設(shè)的相關(guān)證明材料。

        4 對策建議

        加快出臺地方含銅廢物利用行業(yè)準入技術(shù)指南,確保含銅廢物利用行業(yè)環(huán)境管理有章可循;指導(dǎo)企業(yè)規(guī)范建設(shè)運營含銅廢物利用設(shè)施,加強二次污染防治,尤其是加強對含銅廢物利用過程中會產(chǎn)生酸性廢氣、含重金屬廢水、酸不溶渣等污染物的環(huán)境管理,降低含銅廢物利用處置帶來的環(huán)境風(fēng)險。

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