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廢銅再生企業(yè)環(huán)保技術(shù)探討沈守穩(wěn)夏約祥(寧波長(zhǎng)振銅業(yè)有限公司浙江寧波315473)摘要:本文介紹了廢銅再生行業(yè)產(chǎn)業(yè)政策及環(huán)保要求;廢銅再生企業(yè)主要生產(chǎn)工藝及產(chǎn)污分析;污染治理工藝;環(huán)保技術(shù)發(fā)展。關(guān)鍵詞:廢銅再生;環(huán)保;技術(shù);前言我國(guó)是世界上最大的廢雜銅進(jìn)口國(guó),廢雜銅主要來(lái)自工業(yè)發(fā)達(dá)和環(huán)保要求嚴(yán)格的國(guó)家,從美國(guó)和日本進(jìn)口比例為38%和25%,此外我國(guó)每年有15萬(wàn)噸自產(chǎn)廢雜銅。目前我國(guó)生產(chǎn)再生銅的方法主要有兩類:第一類是將廢雜銅直接熔煉成不同牌號(hào)的銅合金或精銅,所以又稱直接利用法;第二類是將雜銅先經(jīng)火法處理鑄成陽(yáng)極銅,然后電解精煉成電解銅,并在電解過(guò)程中回收其它有價(jià)元素。用第二類方法處理含銅廢料時(shí),通常又有三種不同的流程,即一段法、二段法和三段法。我國(guó)目前銅再生產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,但企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和工藝參差不齊,一些大型企業(yè)無(wú)論在生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)、環(huán)保等方面都在國(guó)內(nèi)行業(yè)中處領(lǐng)先位置,并成為銅再生工業(yè)的骨干。但是也看到,國(guó)內(nèi)眾多的中小型企業(yè),目前仍采用原始的熔煉技術(shù),沒(méi)有相應(yīng)的環(huán)保設(shè)備,對(duì)環(huán)境造成了極為嚴(yán)重的污染。這方面的問(wèn)題集中體現(xiàn)為三點(diǎn):首先,我國(guó)廢雜銅的回收多采用手工拆解剝選分類,機(jī)械化程度低,勞動(dòng)強(qiáng)度大;其次,我國(guó)銅再生企業(yè)規(guī)模小、工藝技術(shù)水平較低、廢銅利用水平不高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、環(huán)保不達(dá)標(biāo)等;再次我國(guó)許多中小企業(yè)再生工藝及設(shè)備落后,廢雜銅中含有的有價(jià)金屬得不到充分的回收和利用,造成資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失;欠發(fā)達(dá)地區(qū)的許多中小企業(yè),直接采用沖天爐熔化廢雜銅原料制備黑銅,燃燒產(chǎn)生的有毒致癌物質(zhì)肆意排放,嚴(yán)重污染了周圍的生態(tài)環(huán)境。一、國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策及行業(yè)發(fā)展規(guī)劃中的環(huán)保要求《中國(guó)再生有色金屬產(chǎn)業(yè)“十一五”及中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》〔1〕對(duì)銅再生發(fā)展提出了相關(guān)要求:到2010年,再生銅產(chǎn)量達(dá)到200萬(wàn)噸,占銅消費(fèi)量的35%。建設(shè)年利用廢雜銅10萬(wàn)噸以上的再生銅企業(yè)5家,年利用廢雜銅3-10萬(wàn)噸的銅再生企業(yè)20家。《銅冶煉行業(yè)準(zhǔn)入條件》〔2〕對(duì)銅再生行業(yè)有嚴(yán)格的生產(chǎn)和環(huán)保要求:禁止利用直接燃煤的反射爐熔煉廢雜銅。在礦產(chǎn)粗銅熔煉工藝和裝備方面,依法立即淘汰現(xiàn)有的1.5平方米及以下密閉鼓風(fēng)爐,2006年底前淘汰反射爐、電爐和1.5-10平方米(不含10平方米)熔煉用密閉鼓風(fēng)爐,2007年底前淘汰所有鼓風(fēng)爐。根據(jù)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》等有關(guān)法律法規(guī),所有新建、改建項(xiàng)目必須嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度,持證排污(尚未實(shí)行排污許可證制度的地區(qū)除外),達(dá)標(biāo)排放。環(huán)保部門對(duì)現(xiàn)有銅冶煉企業(yè)執(zhí)行環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)情況進(jìn)行監(jiān)督檢查,定期發(fā)布環(huán)保不達(dá)標(biāo)生產(chǎn)企業(yè)名單,對(duì)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)或超過(guò)排污總量的企業(yè)決定限期治理,治理不合格的,應(yīng)由地方人民政府依法決定給予停產(chǎn)或關(guān)閉處理。銅冶煉污染物排放要符合國(guó)家《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB9078-1996)、《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)和有關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。本文探討的廢銅再生企業(yè)指將廢雜銅直接熔煉成不同牌號(hào)銅合金的企業(yè)。二、廢銅再生企業(yè)主要生產(chǎn)工藝及產(chǎn)污分析2.1行業(yè)采用的生產(chǎn)原料、技術(shù)路線和生產(chǎn)工藝流程廢銅再生企業(yè)的原料為廢雜銅,來(lái)源及成分非常復(fù)雜,包括有金屬加工企業(yè)產(chǎn)生的邊角料和銅屑、廢電線電纜、含銅渣泥、從廢電機(jī)和廢變壓器中拆解下的銅線、報(bào)廢的機(jī)器零部件、廢電腦配件、電子元件和水暖器具等。廢銅再生技術(shù)路線主要由以下幾個(gè)階段組成:(1)原料的預(yù)處理:根據(jù)不同原料主要有分選、破碎、清洗等;(2)熔煉:主要為電爐法,制造連鑄棒、連鑄錠;(3)擠壓、拉伸:連鑄錠經(jīng)過(guò)擠壓、拉伸等加工工序生產(chǎn)出銅棒、銅線等產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)廢銅再生企業(yè)的基本生產(chǎn)工藝路線如圖:圖12.2生產(chǎn)過(guò)程中的排污節(jié)點(diǎn)、排放污染物種類廢銅再生企業(yè)排污節(jié)點(diǎn)見(jiàn)圖1,存在的污染源以及污染物種類如下:(1)預(yù)處理過(guò)程主要產(chǎn)生廢棄物、噪聲、灰塵,廢棄物主要包括廢鋼鐵、廢塑料、泥土等;(2)在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣,是廢銅再生企業(yè)的主要污染源,包括顆粒污染物(主要成分是金屬氧化物和非金屬氧化物)、二噁英;2007年,國(guó)家環(huán)保局履約辦公室和中國(guó)色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)、北京中色再生金屬研究所等單位曾經(jīng)對(duì)國(guó)內(nèi)有代表性的廢銅再生企業(yè)熔煉爐煙氣進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,廢銅再生企業(yè)廢氣中存在二噁英,二噁英的濃度與處理的廢銅中夾雜的有機(jī)物含量有關(guān);(3)熔煉過(guò)程產(chǎn)生的熔煉爐渣,主要成分為金屬氧化物;(4)延伸/扒皮/拉絲過(guò)程中主要產(chǎn)生噪聲;(5)酸洗過(guò)程中主要產(chǎn)生酸性重金屬?gòu)U水、酸霧;廢銅再生企業(yè)的工業(yè)廢水除了酸洗水之處,還有冷卻水,形成規(guī)模的生產(chǎn)企業(yè)在圖5:生活污水處理流程圖預(yù)處理過(guò)程產(chǎn)生的廢鋼鐵、廢塑料作為原料銷售給其他利用企業(yè),泥土等不可利用的廢物交給垃圾場(chǎng)進(jìn)行處理。噪聲主要采取減震、隔聲的降噪措施,灰塵經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的布袋處理。熔煉爐渣中的銅氧化物回用,其他金屬氧化物銷售給其他利用企業(yè)。延伸/扒皮/拉絲過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲,采取減震、消聲、隔聲的降噪措施。酸洗過(guò)程中產(chǎn)生的酸霧采用吸收設(shè)備進(jìn)行中和噴淋處理。四、廢銅再生企業(yè)環(huán)保技術(shù)發(fā)展目前廢銅再生企業(yè)環(huán)保技術(shù)的發(fā)展主要包括以下兩個(gè)方面:4.1推廣應(yīng)用清潔生產(chǎn)工藝,目前該行業(yè)清潔生產(chǎn)的主要工藝包括:(1)對(duì)原材料進(jìn)行預(yù)處理。即在熔煉之前,將廢銅之中的非銅物質(zhì)最大限度的分離出,避免這些雜質(zhì)在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生污染。如寧波長(zhǎng)振有限公司采用的“回收廢舊黃雜銅分揀—破碎—篩選—熔鑄—加工循環(huán)再生技術(shù)”,其包括分選,破碎、篩選三大環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)廢舊黃雜銅的分選,解決原材料元素的差異性大的問(wèn)題,分選的各類材料元素達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定,挑選出含有害雜質(zhì)元素(不適合黃銅、鉛黃銅)的物料及高附加值的金屬材料。然后對(duì)各類物料進(jìn)行機(jī)械化破碎,解決原材料的體積差異、廢舊零件中粘附有玻璃、塑料、橡膠等物質(zhì)及與其它金屬材料的物理、機(jī)械結(jié)合,大大降低原材料的體積大小差異,及分離分選困難的問(wèn)題。最后通過(guò)磁選、篩選、水洗等技術(shù),分離出鐵質(zhì)金屬、塑料、橡膠等有機(jī)物,鋁鎂等輕質(zhì)金屬,塵土等,得到各種成分相對(duì)穩(wěn)定的不同粒度的廢舊黃雜銅原材料。該技術(shù)可以從源頭上治理污染的目的;(2)使用高溫高效的熔煉設(shè)備,產(chǎn)生煙氣二次燃燒技術(shù),提高了煙氣溫度,使二噁英類污染物得到分解,避免對(duì)環(huán)境的污染;(3)采用清潔能源或清潔燃料。如采用中頻感應(yīng)電加熱取代一段式煤氣加熱,使用天然氣或煤氣替代使用煤炭、重油作為燃料熔煉再生銅等;(4)淘汰落后的工藝設(shè)備。如直接燃煤的反射爐等。(5)采用富氧燃燒技術(shù),不僅可以節(jié)約能源,提高燃燒效率,而且可以大幅度的降低煙氣的產(chǎn)生量。4.2采用先進(jìn)的污染治理工藝:(1)熔煉廢氣采用重力冷卻沉降、旋風(fēng)除塵與脈沖袋式除塵組合工藝,處理后各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值,再加上良好的管理措施,除塵效率一般能達(dá)到為99%,但熔煉廢氣成分變化大,導(dǎo)致廢氣處理穩(wěn)定性不高,可采用二級(jí)袋式除塵。(2)酸洗廢水采用中和、重力沉降、pH回調(diào)與機(jī)械過(guò)濾組合工藝處理后,各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值。只是少量的重金屬在土壤中經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的富集后同樣會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大的危害,因此可采用處理效率高、運(yùn)行費(fèi)用低的人工濕地做后續(xù)深化處理。結(jié)束語(yǔ)近年來(lái),隨著社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的高度重視,我國(guó)廢銅再生企業(yè)加大了環(huán)保投入,環(huán)保工作取得了積極進(jìn)展,即將出臺(tái)的《再生有色金屬工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)的制定實(shí)施,必將有力促進(jìn)廢銅再生產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備和污染治理技術(shù)的進(jìn)步,改變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)粗放的模式,落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,促進(jìn)人與自然的和諧進(jìn)步。主要參考文獻(xiàn):〔1〕中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)再生金屬分會(huì)“中國(guó)再生有色金屬產(chǎn)業(yè)“十一五”及中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃”
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