銅冶煉逸散含重金屬煙（粉）塵治理現(xiàn)狀及存在問題

1、銅冶煉逸散含重金屬煙（粉）塵治理現(xiàn)狀及存在問題 空氣中從排放方式上可分為通過排氣筒舉行的有組織尾氣排放和生產(chǎn)裝置在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣的無組織排放。 有組織排放的大氣污染源在通過實(shí)行清潔燃料、充實(shí)燃燒條件，提高除塵效率和加管理等措施后，其對(duì)大氣污染的貢獻(xiàn)率正表現(xiàn)出穩(wěn)中有降的趨勢(shì)；而對(duì)于無組織排放而言，尚未形成行之有效的辦法。如何控制這些工業(yè)企業(yè)的無組織排放廢氣，己成為環(huán)境治理中急需解決的問題。 目前國(guó)內(nèi)在大氣治理技術(shù)方面主要針對(duì)有組織排放源，而對(duì)無組織排放的廢氣的治理技術(shù)尚無系統(tǒng)的討論，為此通過選取有代表性的銅冶煉企業(yè)，開展銅火法冶煉過程中逸散含重金屬煙（粉）塵的防控現(xiàn)狀討論，提出銅冶煉典型工

2、藝逸散含煙（粉）塵污染源清單，結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有控制方式并和國(guó)內(nèi)外先進(jìn)防控技術(shù)調(diào)研結(jié)果對(duì)照，查找存在問題，評(píng)估其在逸散重金屬煙（粉）塵防控方面的技術(shù)改造潛力。 一、銅冶煉逸散含重金屬煙（粉）塵的產(chǎn)生現(xiàn)狀及特點(diǎn) 銅冶煉過程廢氣無組織排放源主要分布精礦庫(kù)、冶煉區(qū)、電解凈液區(qū)。其中精礦庫(kù)內(nèi)各產(chǎn)塵點(diǎn)在對(duì)粉塵舉行收集凈化處理過程中，會(huì)有少量未被收集的粉塵以無組織的形式排放；冶煉區(qū)無組織排放的廢氣主要為各冶金爐環(huán)境集煙系統(tǒng)未所有捕集的煙氣；電解凈液區(qū)無組織排放的廢氣主要來自反應(yīng)槽、反應(yīng)罐逸散的硫酸霧、氨氣等。 其中，電解凈液區(qū)排放的無組織廢氣中含重金屬煙（粉塵）很少，就銅冶煉過程來說主要含重金屬無組織排放源是精

3、礦庫(kù)區(qū)（含備料）及冶煉區(qū)。 冶煉車間是銅冶煉廠的主要生產(chǎn)車間，占地面積大，集中了熔煉爐、吹煉爐和陽極精煉爐、圓盤澆鑄機(jī)等主要設(shè)備和生產(chǎn)工藝。該區(qū)域逸散含重金屬煙氣主要是指熔煉爐、吹煉爐在開堵爐口（注入爐料或冰銅）、出銅及倒出爐渣過程中從爐口、出銅口、出渣口、銅水溝、水冷溜槽等設(shè)施中釋放出來的煙塵，煙氣具有以下特點(diǎn)： (1)廢氣是間斷產(chǎn)生的，出銅時(shí)有，不出銅時(shí)沒有，特殊是開堵銅口時(shí)陣發(fā)性煙氣更大； (2）因?yàn)楦郀t爐內(nèi)壓力高，出銅時(shí)煙氣隨銅水外噴射，特殊是在出銅后期這種狀況尤其嚴(yán)峻，煙蔓延范圍很大，同時(shí)伴有大面積的熱輻射，對(duì)捕集的設(shè)置帶來較大的難度； (3)出銅口附近因?yàn)橛虚_口機(jī)和泥炮，場(chǎng)地狹小，

4、煙氣捕集罩布置困難； (4)出銅時(shí)廢氣溫度較高，而不出銅時(shí)溫度在常溫，因?yàn)殚g斷出銅，除塵器簡(jiǎn)單結(jié)露； (5)出銅場(chǎng)普通為開放式，易受橫向氣流干擾，對(duì)煙氣的捕集帶來困難。 由以上煙氣的特性分析可知：冶煉區(qū)逸散煙氣排放量較大，難以捕集，不易處理。 二、銅冶煉逸散含重金屬煙（粉）塵的治理現(xiàn)狀 目前，在新的銅冶煉廠設(shè)計(jì)中，都把環(huán)境集煙作為控制逸散含重金屬煙氣的一個(gè)重要的手段，根據(jù)工藝條件基本上都是在冶煉區(qū)的主要設(shè)備設(shè)計(jì)相應(yīng)的環(huán)境集煙系統(tǒng)。 以某熔池熔煉新建企業(yè)設(shè)計(jì)為例：對(duì)其奧斯麥特爐（(1臺(tái)）、沉降電爐（(1臺(tái)）、陽極爐（(2臺(tái)）設(shè)置1套環(huán)境集煙系統(tǒng)、對(duì)其轉(zhuǎn)爐（(3臺(tái)）再設(shè)置1套環(huán)境集煙系統(tǒng)，其控制點(diǎn)

5、和環(huán)集煙氣量見表4-38、表4-39。 以上環(huán)境集煙煙氣量（標(biāo)態(tài)）合計(jì)為333430耐/h，對(duì)上述煙氣采納石灰石一石灰脫硫處理后，煙氣排放溫度80，煙氣中so2、煙塵、煙塵中的鉛塵和砷塵排放質(zhì)量濃度（標(biāo)態(tài)）分離為142mg/m3、43mg/m3、0.28mg/m3、0.098mg/m3。 三、銅冶煉逸散含重金屬煙（粉）塵治理存在的問題 由上可知，對(duì)于銅冶煉過程加強(qiáng)其逸散含重金屬煙（粉）塵的治理重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是關(guān)注冶煉車間的環(huán)境集煙煙氣收集與治理，其存在的主要問題是：如何有效提高逸散煙氣的捕集率； 如何設(shè)置合理的環(huán)集煙氣排放量，保證環(huán)保達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)滿足總量控制和經(jīng)濟(jì)可行的要求；如何針對(duì)環(huán)集煙氣中重金

6、屬煙粉塵實(shí)行有效的處理措施，進(jìn)一步降低外排量；如何解決老企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)布局條件限制，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)集煙氣處理系統(tǒng)并實(shí)施技術(shù)改造。 為摸清銅冶煉行業(yè)逸散含重金屬煙（粉）塵的實(shí)際排放狀況，以定量的數(shù)據(jù)分析并為實(shí)行相應(yīng)的治理措施提供的確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，選取有代表性企業(yè)，以備料車間、熔煉車間等為基本控制單元，監(jiān)測(cè)在該基本控制單元周界逸散煙（粉）塵濃度，利用化學(xué)分析檢測(cè)辦法分析其中重金屬的含量，識(shí)別應(yīng)重點(diǎn)防控的逸散含重金屬煙（粉）塵產(chǎn)生環(huán)節(jié)，提出以該典型企業(yè)、典型工藝為例的銅冶煉逸散含重金屬煙（粉）塵污染源清單。 四、確定無組織污染源重金屬排放源強(qiáng)的模型與基本原理 對(duì)于有色金屬冶煉企業(yè)來說，源于有組織污染源的重金

7、屬排放量可通過如物料與金屬衡算或者排煙道監(jiān)測(cè)等辦法確定，而無組織污染源的重金屬排放量往往難于通過上述辦法確定。近年來在環(huán)評(píng)工作中常常采納的“閱歷估算”或“類比”等辦法均非建立在翔實(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及嚴(yán)密的計(jì)算推導(dǎo)的基礎(chǔ)之上，因而估算結(jié)果的任意性較大。 1)箱模型基本原理 箱模型以往常用于城市下墊面和封閉地形條件下的大氣污染物質(zhì)量濃度預(yù)測(cè)，主要考慮了熱力因子與動(dòng)力因子的影響，是在質(zhì)量輸入一輸出容易模式的基礎(chǔ)上建立起來的。模型假定所討論的區(qū)域被一系列箱子所覆蓋，每個(gè)箱體的平面尺寸可按照所討論的區(qū)域統(tǒng)一劃分，箱體的高度為其所占平面內(nèi)污染物的混合高度，箱體內(nèi)污染物濃度勻稱分布。箱模型可考慮干沉積、濕沉積以及

8、化學(xué)轉(zhuǎn)化等作用對(duì)污染物濃度的影響。對(duì)于計(jì)算大氣無組織污染面源的長(zhǎng)久污染物濃度貢獻(xiàn)具有一定的優(yōu)勢(shì)。其基本原理可簡(jiǎn)要表述如下： q進(jìn)一q出一q去除0(4-1） 式中：q進(jìn)進(jìn)入子箱體的污染物質(zhì)量； q出流出子箱體的污染物質(zhì)量，包括風(fēng)向上的污染物遷移、水平蔓延及垂直蔓延； q去除子箱體中因?yàn)榛瘜W(xué)或物理作用而去除的污染物質(zhì)量。 2）影響因素 (1)湍流蔓延相對(duì)完整的箱模型應(yīng)考慮大氣污染物在垂直方向和水平方向上的湍流蔓延作用，在方程中表現(xiàn)為垂直蔓延系數(shù)e和水平蔓延系數(shù)eo (2）污染物的干沉積普通來說，干沉積對(duì)去除大氣中的氣態(tài)污染物及顆粒狀污染物起著重要作用。在較大的尺度下，它主要受到3方面影響：污染物從大氣邊界層中通過湍流輸送作用向地表流層遷移；因?yàn)榈乇砹鲗拥耐牧飨?，污染物通過分子蔓延作用，向下輸送到表面；表面吸附作用，主要是重力作用、地面和植物吸附作用的結(jié)果。 干沉積速度可用公式表示： vg(rarbrs)-1(4-2) 式中：ra空氣動(dòng)力學(xué)阻力； rb附加邊界層阻力； rs表面阻力。 干沉積速度有顯然的日變幻邏輯，白天和夜間的干沉積速度有數(shù)量級(jí)的差別；大氣穩(wěn)定度也是影響因素之一，大氣越穩(wěn)定，干沉積速度越??；下墊面向干沉積速度的影響較為復(fù)雜。 3）箱模型的基本假設(shè) 垂直方