【正文】 吹煉爐煙塵送綜合利用裝置。 ? 冶煉煙氣制酸系統(tǒng)分為 干法收塵、濕法凈化、煙氣干燥、轉(zhuǎn)化和吸收 等工序。由于各冶煉廠的煙氣 SO2濃度有高有低，一般來說，濃度在 7%以上采用雙轉(zhuǎn)雙吸制酸工藝，尾氣可達標排放；較低濃度的煙氣采用單轉(zhuǎn)單吸工藝，尾氣要經(jīng)過處理后方可達標排放。 ? 目前各大中型冶煉廠的煙氣制酸系統(tǒng)均處于世界先進水平，且很好地與冶煉能力配套并有適應冶煉系統(tǒng)擴大產(chǎn)能的富余量，采用雙轉(zhuǎn)雙吸制酸工藝，系統(tǒng)硫利用率 (含廢酸處理回收的硫 )在 99%以上。 ? 金隆銅業(yè)公司在全國率先引進了動力波洗滌凈化技術(shù)，凈化工序的設(shè)備采用了塔槽合一的結(jié)構(gòu)，與傳的塔槽分開相比，減少了洗滌液循環(huán)槽的排放、溢流等環(huán)節(jié)，更有利于污酸的收集和清污分流；并且由于設(shè)備管路配置簡潔，減少了開口，避免了硫酸霧外逸帶來的硫資源流失，也改善了生產(chǎn)環(huán)境。 ? 目前各大冶煉廠污酸處理的成熟工藝為：料漿過濾產(chǎn)出硫酸鉛渣 — 石灰石中和產(chǎn)出石膏 — 投加硫化鈉硫化產(chǎn)出硫化銅、硫化砷等金屬硫化物，固液分離后清液送污水處理工序進行深度處理，硫酸鉛渣、石膏和銅、砷渣等均能直接外銷。 ? ? 銅精礦中砷的含量是選用原料時要考慮的主要因素。砷在生產(chǎn)過程中生成氧化砷蒸汽，生產(chǎn)人員吸入后引起砷中毒 。砷的標準電極電位 ( V)與銅 ( V)接近，在電解精煉過程中易析出并進入陰極銅使其質(zhì)量下降；但由于我國自產(chǎn)銅資源的缺乏，一半以上的銅原料仍要靠進口，所以目前無法對進口銅精礦的含砷量做嚴格要求，只能盡量選用含砷較低的原料，平均含砷量應小于 %，最高含砷量應小于 %。 ? 火法精煉中還原劑的選用也是清潔生產(chǎn)的重要方面。目前仍有不少煉銅廠使用重油或柴油作為還原劑，生產(chǎn)時冒出黑色的濃煙，而使用氣體類、木柴類、粉煤還原劑則環(huán)保情況良好。 ? ? ? 銅電解精煉產(chǎn)出的陽極泥中富含金銀等貴金屬，有著重要的回收利用價值。經(jīng)過不斷的技術(shù)進步，現(xiàn)有的處理設(shè)施金銀的回收率達到了 98%以上：不再使用硝酸、鹽酸、氨等揮發(fā)性試劑，環(huán)境污染得到控制。 ? ? 吹煉爐煙塵中含有多種重金屬成分，一般經(jīng)硫酸或水浸出后，浸出液用廢鐵屑置換生產(chǎn)海綿銅，浸出渣富含鉛、秘，有的裝置還可生產(chǎn)粗錮、硫酸鋅等，幾種產(chǎn)品均可直接銷售，有效防止了煙塵對環(huán)境的潛在污染。 ? 通過對清潔生產(chǎn)現(xiàn)狀的分析，可采取以下幾種措施促進現(xiàn)有火法煉銅廠的清潔生產(chǎn)。 ? （ 1）采用先進的生產(chǎn)工藝與設(shè)備，提高自動化控制水平。該措施可促進銅酸系統(tǒng)均衡生產(chǎn)，有效地保證操作與設(shè)備安全，防止污染事故的發(fā)生。 ? （ 2）環(huán)保設(shè)施配套齊全。企業(yè)應根據(jù)自身情況完善配套環(huán)保設(shè)施。煙氣條件不能滿足兩轉(zhuǎn)兩吸制酸的企業(yè)應建設(shè)可靠的尾氣處理裝置，污水應有配套的處理設(shè)施。 ? （ 3）提高資源綜合利用水平。對冶煉過程中產(chǎn)出的各種副產(chǎn)品，應加大綜合回收與利用的力度，將傳統(tǒng)意義上的廢物開發(fā)利用，變廢為寶。如冶煉渣、轉(zhuǎn)爐煙塵的綜合利用能充分回收資源，污水處理中和渣用作制磚的材料可有效保護土地，陽極泥提取金銀后的渣料可再提煉鉑、把等貴金屬。 3. 清潔生產(chǎn)的促進措施探討 ? 綜上所述，我國幾個大的火法煉銅廠由于采用先進技術(shù)，實現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)，提升了自動化裝備水平和企業(yè)管理水平，清潔生產(chǎn)情況較好：部分中小型冶煉廠結(jié)合自身實際，采取相應的技術(shù)改造和環(huán)保措施，也可取得較滿意的效果。因此，我國應在致力于大型冶煉廠的改造和擴建的同時，扶持和鼓勵中小型冶煉廠進行技術(shù)改造和污染治理，提高資源綜合利用水平，才能實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，達到經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的雙贏。 結(jié)論與建議 樂山鋁業(yè)有限公司 l0萬噸 電解鋁清潔生產(chǎn)項目 ? 樂山鋁業(yè)有限公司位于四川省樂山市，工程建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn) 10萬噸電解鋁。產(chǎn)品方案為普通鋁錠、產(chǎn)品合格率為 100％。工程新建電解廠房及電解車間、鑄造車間、陽極組裝車問及其他輔助車間；新建氧化鋁輸送系統(tǒng)，煙氣干法凈化系統(tǒng)。電解鋁生產(chǎn)所需原輔料有氧化鋁、冰晶石、氟化鋁、氟化鈣和陽極塊，所需直流電由整流所供給。新建電解鋁工程工藝采用 200KA大中型預焙陽極電解槽 192臺。 （一）項目概況 ? 生產(chǎn)工藝簡述 電解鋁生產(chǎn)采用熔融電解法，在電解槽中以氧化鋁、冰晶石和氟化鹽的熔融體作為電解質(zhì)，以陰、陽極炭塊作為兩極，導入直流電，通過復雜的電化學反應，在陰極上析出液態(tài)金屬鋁，沉積于電解槽槽膛底部的鋁液，定期用真空抬包抽出，送鑄造車間精煉后，澆鑄成商品鋁錠。陽極上發(fā)生氧化反應放出 CO CO，其他氣體隨同煙氣排出，消耗的陽極定期更換，殘極送陽極生產(chǎn)廠家。氧化鋁由超濃相輸送系統(tǒng)送至電解槽上部的料箱，由計算機控制，自動下料到電解槽中，以保證電解質(zhì)中氧化鋁濃度穩(wěn)定，電解過程連續(xù)進行。電解槽排出的含氟化物及 SO2等污染物的電解煙氣采用氧化鋁吸附干法凈化技術(shù)進行治理，凈化后的電解煙氣由煙囪排放。 ? 樂山鋁業(yè)有限公司采用的是大中型預焙陽極電解槽技術(shù)，預焙槽和自焙槽相比，首先是工藝和設(shè)計的改進，因此，預焙陽極電解槽技術(shù)是鋁電解行業(yè)的清潔生產(chǎn)工藝，具體表現(xiàn)在下述各個環(huán)節(jié)。 先進生產(chǎn)工藝及污染物排放量少 該裝置在工藝控制、加料裝置及槽內(nèi)襯結(jié)構(gòu)等方面做了可靠的改進，由原自熔槽的人工控制改為計算機控制；加料由原一點式加料改為兩點式加料，兩點式加料具投料均勻、反應完全的效果；在槽內(nèi)襯改造采用槽底加保溫、側(cè)部散熱、帶人造爐幫的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)形式，提高了電流效率。在控制污染方面也有工藝先進的特點。其主要特點是，電解槽的大型化和預焙化。 （二）電解鋁清潔生產(chǎn)分析 ? 電解槽大型化便于廢氣污染的凈化和治理，使末端治理費用減少 30％；由于使用預焙陽極，并減少了瀝青煙排放，預焙陽極在專門生產(chǎn)廠生產(chǎn)，便于瀝青煙治理。 ? 清潔原料 電解鋁廠主要原輔料為氧化鋁、冰晶石、氟化鋁、氟化鈣和預焙陽極塊，預焙槽和自焙槽相比，主要體現(xiàn)在預焙兩字，預焙槽使用的是預焙陽極，用高溫瀝青制備生陽極，其配比約 20％。由于陽極在其他電極制備廠進行，在陽極焙燒過程中，大部分瀝青揮發(fā)部分被燒掉，剩余部分很容易在煙氣凈化系統(tǒng)中被電捕焦油器清除，本公司外購預焙陽極，就減少了大量瀝青煙排放。而自焙槽用的是陽極糊，采用中溫瀝青，其配比高達 30％ ，加到電解槽上后大部分受熱揮發(fā)，有大量的瀝青煙排出，預焙陽極炭塊對應陽極糊而言屬于清潔原料。 人造冰晶石質(zhì)量應符合 (GB／ T4291— 1999)一級品以上。即 F和 Al含量分別不小于 53％ 和 13％。 Na不大于 32％ ，SiO2+Fe2O3不大于 ％ ， SO2 一不大于 ％ 。 氟化鋁符合 (GB／ T4292— 1999)二級品以上標準要求。 樂山鋁業(yè)在設(shè)計中采用原輔料均符合有關(guān)標準要求，預焙槽使用的是預焙陽極，原輔料符合清潔生產(chǎn)的原則。 3 、原輔材料消耗低 大型預焙槽采用超濃相輸送系統(tǒng)加料，在密閉狀態(tài)下進行加工操作物料飛揚損失少。預焙槽和自焙槽相比，自配槽氧化鋁耗量為 1950 kg／ t— A1，冰品石達 15 kg／ t—A1。 ? 4 、電解鋁工藝節(jié)能措施 （ 1）改進工藝制度 為了提高電流效益，采用低溫 (940℃ ～ 970℃ )，比自焙槽低 50℃ 左右，低冰晶石分子比及低氧化鋁濃度 (2％ ～ 3％ )工藝制度和點式下料及自適應控制技術(shù)等四種措施進一步穩(wěn)定槽況，在穩(wěn)定電槽況的條件下提高電流效益。 （ 2）電解槽“三場” 改進 利用“三場”模擬技術(shù)，合理設(shè)計電解槽的陰極結(jié)構(gòu)，采用優(yōu)化了的母線配置，并且盡量使大母線的走向合理，減少電能損失；改善了槽內(nèi)熱、電、磁場分布，獲得了最低的母線投資和電能消耗，電能損失減少 50％左右 。 （ 3）電解槽結(jié)構(gòu)改進，電流效率高 采用窄爐膛操作面，槽底寬為 4084 mm，比老爐型減少 200 mm，從而提高了電解槽單位面積產(chǎn)能。 采用異型側(cè)部炭塊砌槽邊部，該種炭塊在工業(yè)試驗及推廣的生產(chǎn)系列中證明每臺槽爐在底壓降低 10 mv。同時爐底伸腿長度減少，有利于提高電流效率，電流效率達 95％ ，原自焙槽工藝電流效率僅為 80％左右。 根據(jù)微機對膛熱解析計算，設(shè)計出合理的槽內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。采用槽底加強保溫，側(cè)部散熱，帶人造爐幫的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)形式，以減少水平電流，提高電流效率，達到節(jié)能效果。 （ 4）計算機控制技術(shù) 采用計算機對電解槽進行控制，提高電解槽的控制精度，提高電流效率，使電流效率保持在 95％以上，降低槽電壓損失。 （ 5）氧化鋁輸送方式改進 氧化鋁輸送方式采用先進的濃度相與超濃度相輸送系統(tǒng)，可降低輸送過程中的能量消耗，減少物料損失與破損。 廢物回收利用 （ 1） 廢氧化鋁回收利用 廢氣污染物是鋁電解行業(yè)的主要污染物，而氟化物又是廢氣中的主要污染物。 采用氧化鋁吸附干法凈化回收技術(shù)進行治理，設(shè)計上對電解槽設(shè)有密閉罩，集氣率 ≥98％ ，經(jīng)捕集的電解煙氣進人干法凈化系統(tǒng)，氟化物去除率為 98％。吸氟后的載氟氧化鋁連同粉塵經(jīng)布袋收集后，一部分在凈化系統(tǒng)中循環(huán)使用，另一部分加入電解槽回收利用。 （ 2） 廢陽極塊回收利用 在電解鋁生產(chǎn)過程中，將產(chǎn)生廢陽極塊，廢陽極塊送陽極廠家作原料使用，產(chǎn)生的廢陽極塊回收率為 100％。 （ 3） 冷卻水循環(huán)使用 樂山某鋁業(yè)有限公司電解鋁工程使用冷卻水的工藝和部位有鑄造系統(tǒng)、電極組裝系統(tǒng)、空壓站和整流所，冷卻水采用循環(huán)水系統(tǒng)，冷卻水循環(huán)率為 100％ ，從而節(jié)約了水資源。 6 、電解鋁清潔生產(chǎn)指標分析 采用 《 電解鋁行業(yè)清潔生產(chǎn)標準 》 對比分析樂山鋁業(yè)的清潔生產(chǎn)水平 (見表 4)。 根據(jù)對比分析結(jié)果可見，樂山鋁業(yè)電解鋁項目電流效率、集氣率、廢電解質(zhì)和廢陽極回收、冷卻水循環(huán)利用均達到一級標準水平，原輔料單耗達到二級水平，污染物產(chǎn)生量只能達到三級標準水平。 1 、樂山鋁業(yè)電解鋁工程工藝采用 200KA大中型預焙電解槽，和自焙槽相比，屬先進生產(chǎn)工藝，污染物排放量小，但和 230KA和 300KA預焙槽相比，污染物排放量偏大。 電解鋁生產(chǎn)使用原料為清潔原料，和自焙槽相比，消除了瀝青煙排放。 （三）結(jié) 論 3 、樂山鋁業(yè)有限公司電解鋁工程采用 200KA 預焙槽，和300KA和 350KA預焙槽相比，氧化鋁、氟化鋁和陽極塊耗量偏高，達不到國內(nèi)最好水平，說明大型預焙陽極電解槽技術(shù)是電解行業(yè)的清潔生產(chǎn)工藝。 4 、樂山鋁業(yè)有限公司電解鋁工程采取了節(jié)能措施，并對電解槽結(jié)構(gòu)進行改進，電流效率高，電流效率達 95％ 。 5 、對廢物回收利用，電解質(zhì) (廢氧化鋁、廢冰晶石 )和廢陽極塊回收利用，回收率達 100％ ，冷卻水循環(huán)率也達 100％。 樂山鋁業(yè)有限公司電解鋁工程生產(chǎn)工藝裝備水平，原輔材料及能源利用，污染物產(chǎn)生及排放，廢物回收等幾個方面按 《 電解鋁行業(yè)清潔生產(chǎn)標準 》 衡量，部分指標達到一級標準，其余指標均可達二級和三級標準，基本符合清潔生產(chǎn)要求。