煉鋅廢渣綜合回收利用項目清潔生產審核實例研究

王 瓊

（貴州楚天環境檢測咨詢有限公司，貴州 貴陽 550081）

在貴州和四川的交界地區，一直有著豐富的鉛鋅礦資源。因此，從20世紀80年代中期開始，這一帶就遺留了大量的土法煉鋅窯點，導致在土法煉鋅帶積累了大量的土法煉鋅廢渣，造成環境污染問題突出。但從1996年起，就開展了大規模的土法煉鋅取締工作，且經過各級各有關部門的共同努力，現已全部被取締，但周邊區域還是堆積了大量的煉鋅廢渣。因此，為了有效解決歷史堆存的大量煉鋅廢渣（HW48有色金屬冶煉廢物）帶來的環境污染問題，煉鋅廢渣綜合回收利用項目應運而生。該項目不僅可以處理上述危險廢物，還能有效回收有價金屬副產品或有價廢渣。同時，根據《中華人民共和國清潔生產促進法》的規定，凡使用有毒、有害原料進行生產或是在生產中排放有毒、有害物質的企業，應實施強制性清潔生產審核。

1 煉鋅行業清潔生產審核的意義

清潔生產審核，是對企業現在的和計劃進行的工業生產，實施預防污染的分析和評估，這也是企業實行清潔生產的重要前提。而大力推行清潔生產，主要是通過提高資源的利用水平和效率，使企業降低生產成本。由此，企業實行清潔生產的核心思想是，要克服末端治理的弊端，提倡從源頭削減污染，并在促使企業在不斷改進生產管理、推進技術進步的同時，最大限度地提高資源利用率，以及減少乃至消除污染物的產生和排放。當前，清潔生產已成為環境污染防治的最佳模式。此外，在“十四五”期間，重金屬污染防治仍然是國內生態環境治理的焦點。而我國通過全面開展涉鉛鋅行業的污染排查與整治工作，對鋅冶煉企業提出了全新的環保要求。

2 煉鋅廢渣綜合回收利用項目清潔生產實例分析

（1）該項目主要是針對所在地周邊常年堆存的煉鋅廢渣和鋼鐵廠的高爐煙灰（HW31含鉛廢物）進行回收治理，屬于環境保護治理項目。項目設計：處理煉鋅廢渣20000 t/a；治理高爐煙囪灰（瓦斯泥，HW31含鉛廢物）80000 t/a（總處理規模10萬t/a）；且在治理上述危險廢物過程中，同時回收有價金屬副產品或有價廢渣。在項目實施過程中，為了富集有色金屬，采用威爾茲法即回轉窯揮發法，該方法是目前國際上最常用的方法，已被國內外從事綜合回收廠家廣泛采用。因此，該項目采用回轉 窯揮發法作為低品位含鋅物料的富集方法。

（2）在采用威爾茲法的過程中，首先要將含鋅物料富集；然后再進一步對揮發得到的氧化鋅粉進行冶煉，通常采用火法或濕法手段。但由于揮發得到的氧化鋅粉氟氯太高，所以無論是采用火法冶煉還是濕法冶煉，首先必須要先脫除氧化鋅粉中的氟、氯，而脫除氟氯的方法依然是選擇火法和濕法。其中火法脫氟氯的主要設備是多膛爐和回轉窯，而濕法脫氟氯的方法是堿洗。查閱相關資料發現，美國馬頭公司是采用回 轉窯焙燒法脫除氧化鋅粉中的氟氯，脫氟氯的溫度一般控制在物料的軟化點附近，而當進入到高氟氯煙塵中時，回轉窯焙砂比重得到明顯提高；然后再用電熱爐煉成粗鋅。但火法脫氟氯的弱點是，產出的高氟氯煙塵暫時還沒有更優化的方法進行處理。經綜合考慮，濕法脫氟氯相對火法更加先進及環保。因此，該項目冶煉工藝為濕法工藝，且脫氟氯采用的方法為較火法污染要小的濕法。

2.1 清潔生產審核的內容

按照清潔審核流程，要從生產工藝、產品、原輔材料、設備、生產過程控制、廢棄物、管理情況、員工素質八個方面進行全面調查分析，以此挖掘清潔生產潛力，提出清潔生產方案[1]。但在分析調查中發現以下問題。

2.1.1 原輔材料方面

（1）項目原料堆場的水泥硬化地面和雨棚皆有破損現象，廠區地面廢料到處散落，庫房工作人員未戴口罩，存在一定的環境風險和健康風險，以上問題均需改善。

（2）項目所用的硫酸和鹽酸設置有專門的儲罐間，其中，在硫酸儲罐間設置有兩個硫酸儲罐，但硫酸儲罐間設置不規范，只做了簡陋的雨棚遮蓋，且儲罐間未修筑圍堰，地面硬化有破損，郡墻角出現裂縫，而硫酸泄漏后有流入外環境的風險。因此，防滲防漏措施急需改善。

2.1.2 設備方面

此項目之前的運行中有1臺8 t/h和2臺4 t/h的燃煤鍋爐，其中，小噸位燃煤鍋爐不符合大氣污染防控的相關規定要求，需進行整改調整。

2.1.3 生產過程控制方面

（1）各生產車間均存在跑冒滴漏現象，其中凈化車間較為嚴重，主要原因是礦漿泵有漏液現象，地面積液較多，需立即整改。

（2）因凈化車間礦漿中轉罐容積太小，礦漿液經上一段凈化后進入中轉罐就出現了跑液冒液現象，且因為中轉罐容積太小，礦漿進入下一段凈化工藝操作不便，生產效率較低，也需整改。

（3）原料堆場的地面物料撒落較多，未及時清掃；原料堆存間進料時揚塵較大；回轉窯車間、凈化車間等地面有物料撒落，以上生產環境未達到清潔生產的要求，需及時改進。

2.1.4 員工方面

缺乏定期的技術培訓，以及環境保護和清潔生產的培訓，可適當開展多方面培訓。

2.2 清潔生產水平的評價內容

根據項目的實際情況，本輪清潔生產水平分析參照2019年8月28日三部委聯合發布的《鋅冶煉行業清潔生產評價指標體系》。但整改項目不屬于典型的鋅冶煉企業，而是屬于含鉛鋅危險廢物的綜合治理回收有價金屬項目，故能源消耗、資源能源消耗、單位產品污染物產生量及綜合利用等指標，較《鋅冶煉行業清潔生產評價指標體系》各相關指標有較大差距，所以審核小組應與該標準體系進行對比。同時，根據同行業先進企業相關指標對比，再結合實際情況挖掘清潔生產潛力，以期通過本輪清潔生產審核后，相應的指標有所提升，力爭達到屬于清潔生產企業。

其中主要未達標的指標有：

（1）電鋅綜合能耗：評價基準值為1 250 kgce/t Zn，審核基準年綜合能耗為2 749.64 kgce/t Zn，綜合能耗遠遠超出評價基準值；

（2）析出鋅直流電耗：評價基準值為3 050 kW·h/t Zn，審核基準年為3 075 kW·h/t Zn，析出鋅直流電耗超出標準1.0%；

（3）危險化學品管理：審核基準年硫酸儲存間的設置不滿足相關要求；

（4）節能管理：本輪清潔生產在開展實施節能改造項目的過程中，暫未開展節能評估與能源審計工作。

2.3 清潔生產潛力分析

通過對企業現狀和環保現狀調查以及對照標準體系后，發現了存在的問題及差距，主要包括以下方面：

（1）生產車間跑冒滴漏現象較為嚴重，原料堆場、硫酸鹽酸儲罐等堆存間不滿足相關要求；

（2）小蒸噸燃煤鍋爐需取締；

（3）綜合能耗較高，已高于清潔生產標準企業的24.9%，初步分析是由于凈化車間蒸汽消耗量太大導致的；

（4）電解鋅析出鋅直流電耗偏高，初步分析是由于電解車間冷卻效果不好，導致電解鋅效率低，電耗偏高。

2.4 審核重點的確定

根據現場查驗，存在的問題包括設備、管理方面等；環保現狀調查發現，跑冒滴漏現象嚴重，環境風險物資管理部工作不到位等；與《鋅冶煉行業清潔生產評價指標體系》對比發現，資源能源消耗指標、環境風險管理、清潔生產組織機構及管理制度均未達到清潔生產要求。同時，結合備選審核重點輔助工程（鍋爐房）、電解車間、凈化車間清潔生產潛力的分析與比較發現：凈化車間跑冒滴漏現象嚴重，物料損失較大，蒸汽浪費量較大，以上是導致能耗較高的主要原因；而凈化車間蒸汽使用量較大會導致鍋爐頻繁使用，從而會增加相關大氣污染物的排放。綜上，本輪清潔生產審核中凈化車間具有較大的清潔生產潛力，因此，可將凈化車間作為本輪清潔生產審核的重點。

2.5 清潔生產方案

通過審核工作的宣傳動員，開展了組織座談，并發動全體技術工人，征集合理化建議，最后將在預審核階段和審核階段提出并收集起來的所有清潔生產方案，按照具體內容和方案類型進行了分類總結。本輪清潔生產審核共征集清潔生產方案18項，通過前面方案類型的劃分，其中無/低費方案16項，中/高費方案2項。主要的清潔生產審核方案詳見表1（具體方案不限于表中內容）。

2.6 清潔生產目標

本輪清潔生產審核的目標是結合實際生產現狀、對比《鉛鋅行業清潔生產評價指標體系》（試行）進行了分析，并預測了清潔生產機會與改進的程度，最后制定了本輪清潔生產審核定量化的硬性指標[2]。具體目標詳見表2。

表2 清潔生產目標一覽表

通過表2可以看出：（1）審核基準年電鋅綜合能耗為2 749.64 kgce/t Zn，高于行業清潔生產標準，但該項目不屬于典型的鉛鋅行業及鉛鋅冶煉企業，而是含鉛鋅危險廢物的綜合治理項目。因此，綜合能耗可能很難達到行業清潔生產的基準值，但審核小組根據現生產數據分析，通過實施清潔生產方案，可采用變頻節能設備，提高蒸汽利用率等來降低總能耗。

（2）鋅析出直流電耗：其中，審核基準年析出鋅直流電耗為3 075 kW·h/t Zn，經了解主要原因是由于電解車間冷卻效果不好，導致電解鋅效率低，電耗偏高，但通過提高冷卻效果，提高電解效率，可降低析出鋅直流電耗[3]。

2.7 清潔生產效益

本輪清潔生產審核過程共產生清潔生產方案18項，其中無/低費方案16項，實施16項，實施率為100%；中/高費方案2項，實施2項，實施率為100%。經統計，方案的實施可產生明顯的經濟效益和環境效益，從而實現了節能、減污、增效的目標。

項目預計總投資為81.51萬元，預計產生經濟效益為40.06萬元/年，節約電能30.451萬kW·h/a，減少蒸汽使用量約為9 000 t/a，減少二氧化硫排放量24.048 t/a，減少氮氧化物排放量4.752 t/a。具體情況詳見表3。

表3 本輪清潔生產方案實施效益

2.8 持續開展清潔生產審核，引導企業技術進步

隨著清潔生產審核工作的廣泛、深入開展，各方面的調研結果和數據的采集、整理逐漸完成，審核小組對企業的清潔生產潛力及審核重點也有了更新的認識和設想。因此，對該項目下一輪的清潔生產審核重點提出了如下建議：

（1）副產品-有價金屬渣，還有很高的利用價值，但目前缺乏更先進高效地提純回收技術。審核領導小組建議：要加快推進校企合作計劃，即和當地高校合作共同研發處理后的廢渣繼續回收金屬的關鍵技術等，攜手開展科研合作，推進科技成果產業化。此外，還包括設定研發基金，建立校企合作的長效機制，并探索完善校企合作的利益共享機制等。

（2）大氣污染防治重點工業行業清潔生產技術推行方案，即推薦的有色金屬精礦焙燒高溫含硫煙氣干法凈化技術，可通過采用以金屬間化合物多孔膜材料為濾芯的高溫氣體除塵裝置，來實現在攔截污染物的同時進行資源回收。目前，該項目回轉窯煙氣處理采用“表冷+布袋除塵器+二段式鋅法脫硫塔（氧化鋅粉+氫氧化鈉）+絲網過濾器”處置，經處理后廢氣能滿足排放要求，但考慮到還要進一步減少相關大氣污染物的排放量，該技術方案已納入下了一輪清潔生產審核計劃中。

3 結語

該企業在本輪清潔生產審核中達到了“節能、減污、增效”的目標，提高了企業的經濟效益，降低了企業環境污染風險。