第１ ６卷第１期 ２ ０ １ ７年３月 杨凌职业技术学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｙａｎｇｌｉｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｖ０１．１６ Ｎｏ．１ Ｍａｒ．，２０１ ７ 铅冶炼过程“三废＂污染及治理措施分析 伟 （杨凌职业技术学院，陕西杨凌７１２１００） 摘要：铅是一种重要金属，由于其具有较强的耐腐蚀性、延展性及抗ｘ射线性能被广泛用于电池、电缆、机械及射 线防护领域。但由于目前关于铅的生产仍采用传统冶炼方式，容易造成环境污染，三废治理问题已成为影响铅冶炼 的主要问题。通过分析近年来铅冶炼的基本情况、产量情况和生产技术，讨论铅冶炼过程中产生的废渣、废气、废水 问题及三废如何处理，为后期铅冶炼行业的发展提供保障。 关键词：铅冶炼；三废；治理；环境保护 中图分类号：Ｘ７５８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—９１３１（２０１７）０１—００３４－０３ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｗａｓｔｅｓ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ Ｌｅａｄ Ｓｍｅｌｔｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ＺＨｏＵ Ｗｅｉ （Ｙａｎｇｌｉｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆｜Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ ７ １ ２ １ ００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｅａｄ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅｔａｌ，ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｔｒｏｎｇ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔＯ Ｘ —ｒａｙ，ｉｔ ｉｓ ｂｅｉｎｇ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｂａｔｔｅｒｙ，ｃａｂｌｅ，ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｂｕｔ ｄｕｅ ｔＯ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｕｓｅ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ｉｔｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｅａｓｙ ｔＯ ｃａｕｓｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｗａｓｔｅｓ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａ ｍａｊｏｒ ｐｒｏｂｌｅｍ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｌｅａｄ ｓｍｅｌｔｉｎｇ．Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂａｓｉｃ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅａｄ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ａｎｄ ｉｔｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｈｏｗ ｔＯ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｒｅｓｉｄｕｅｓ，ｗａｓｔｅ ｇａｓ ａｎｄ ｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒ ｉｎ ｌｅａｄ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｔＯ ｐｒｏｖｉｄｅ ｇｕｒａｎｔｅｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｌｅａｄ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｅａｄ ｓｍｅｌｔｉｎｇ；ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｗａｓｔｅｓ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ 铅是人类使用较早的金属，同时，我国也是世界 上开发铅资源较早的国家，铅矿的开采和冶炼为我国 工艺生产，可有效减少环境污染，有利于生产连续 化、自动化和原料的综合利用，提高产品质量，降低 传统文化留下了辉煌的文明历程。随着我国经济技 术的不断发展，各类如电池等需求量的剧增，对铅的 能耗等。经过多年发展，我国铅工业取得了较大的 发展成就，产量逐年攀升，并在国际市场上占据一定 地位，已成为国民经济不可或缺的重要部分。 目前，全球主要使用的炼铅技术有烧结一鼓风 炉铅冶炼工艺、卡尔多炉铅冶炼技术、澳斯麦特铅冶 需求越来越迫切，在这种形式下使得铅工业的发展速 度越来越快。但由于铅金属的特殊性，如熔点低等特 点使得目前对铅的生产主要以传统冶炼为主，造成污 染较大，三废问题异常严重。近年来，我国相关铅生 产单位加大了对铅冶炼过程的技术改造，并采用了一 炼技术、基夫赛特铅冶炼技术及ＨｕＡｓ闪速铅冶炼 技术等。上述主要工艺中，烧结一鼓风炉铅冶炼工 艺是最为落后、能耗大的生产工艺，但由于其经济性 较强，仍在当前部分国家广泛应用＿１ ；而ＨＵＡＳ闪 速铅冶炼技术是当前最为先进的铅冶炼技术，由于 些新型技术设备加大了对三废问题的治理，但其污染 问题依然较为严重，对铅工业的发展带来了较为严重 影响。基于上述情况，研究铅工业中三废问题的治理 是目前铅冶炼行业发展急需解决的问题。 其对原料的适应性强、烟气量很小、风压低且运行成 本低廉并具有较大规模弹性，便于扩大产能且在当 前一些企业得到广泛应用。 １．２铅金属应用行业分析 １铅冶炼行业及主要环境问题分析 １．１ 我国铅冶炼基本工艺介绍 关于铅的冶炼，目前，全世界主要采用湿法生产 收稿日期：２０１６—０８—２６ 铅金属具有良好的延展性、抗腐蚀性，易与其他 作者简介：周伟（１９８０一），男，黑龙江肇东人，讲师，硕士。研究方向：环境保护、环境监测与治理技术、城市水净化、三废处 理等。 第１期 周伟：铅冶炼过程“三废”污染及治理措施分析 ３５ 金属制成性能优良的合金。金属铅、铅合金和其化 合物广泛应用于蓄电池、电缆护套、机械制造业、船 舶制造、轻工、氧化铅、射线防护等行业。据２０１５ 年，我国铅的使用情况统计，铅蓄电池中铅用量占总 铅产量的９Ｏ％。除此之外，铅材的用量达到了３ ， 焊料铅用量占据了２ ，其他使用如铅合金、铅氧化 物用量总计占据了５ 。 １．３近几年我国铅产量统计分析 前面提到，铅金属在我国经济发展中占据重要 的位置。这些年，随着我国经济的增长及科学技术 的进步，人们对健康及环境保护的意识逐渐加强。 由于铅属于重金属，对环境及水资源会造成较为严 重的污染＿２］。因此，一些传统的铅使用行业已逐渐 采用其他新型材料替代，导致铅的使用量有所减少， 故这几年我国工业化速度的加快并未引起铅产量增 加，而保持一种平稳增长的趋势，如下图所示： ５ＯＯ ４００ 七３ｏｏ ２００ １Ｌ １ｏｏ 。 图１ ２０１０￣２０１５年我国铅产量统计图 １．４铅冶炼行业主要环境问题分析 据数据分析，我国铅污染现象非常普遍，以土壤 铅污染最为突出。许多城市的土壤都已经出现了铅 污染现象，这与土壤具有吸附、积累铅的能力有关。 而造成大气、水体、土壤等环境铅污染的主要原因为 燃煤、工业用铅以及汽车尾气。近几年，随着无铅汽 油的推广使用，汽车尾气对铅污染的贡献率在一些 城市正逐步降低，但铅污染仍然很严重，影响到人们 生活与工业生产。 ２铅冶炼工艺及“三废”排放问题分析 近年来，我国铅冶炼技术已取得较大的提高，在 世界铅冶炼行业中占据了重要的位置。但由于铅的 生产所带来的环境问题已逐渐引起了国家的高度重 视。三废问题已成为影响我国铅产业发展的主要障 碍。 ２．１ 铅主要生产工艺介绍 氧气底吹熔炼一一鼓风炉还原炼铅新工艺是我 国自主开发的炼铅新技术，具有自主知识产权。其 核心是将氧化和还原分别在不同的熔炼中反应。该 工艺能很好地解决铅冶炼烟气Ｓ０２制酸和铅烟尘 的污染问题，具有工艺流程简单、环境好，能实现清 洁生产的特点。该工艺在物料运输过程中采用了新 的技术，避免了物料在运输过程中对环境的污染。 在原料配料过程中采用密闭的计量秤计量，物料混 合、制粒在密闭的设施内进行，同时加大通风收尘设 施的能力。冶炼产生的烟灰的运输采用负压气体管 道输送技术，解决了铅烟灰运输污染的难题。 ２．２铅冶炼产生的废渣问题 在实际铅冶炼过程中会产生大量烟气，并经除 尘回收后吸收了大量烟尘。据统计，我国每年在铅 冶炼中回收的烟尘越４０万ｔ，经测定其含铅量大约 占据２ 左右，其他金属含量总计约占到４ 左右， 具有较高的回收价值。而在冶炼中产生的炉渣每年 约２５万ｔ，其中铅含量约２．５％左右，并含有大量其 他金属元素［３］。还有在采用火法精炼粗铅后进行电 解精炼中会产生大量的阳极泥，其内部铅的有效含 量可达到８％以上，且其他重金属如铜、镍、银等含 量可达到１５ 以上。鉴于上述对铅冶炼废渣铅及 其他有效成分含量的统计，如不对上述废渣进行处 理，大量的重金属将会被排放到大自然，使得土壤、 水体等造成重金属污染，影响植物生长，同时，也容 易被植物吸收后被人类作为食物食用，其结果将会 使人体重金属含量超标影响健康；除此之外，也会造 成铅金属资源的过多浪费，影响国家的可持续发展。 ２．３铅冶炼产生的废气问题 铅冶炼过程所产生的废气虽然在排放前经过了 严格的净化除尘处理，但废气中所含有的有害物质 依然相当严重。经测定，烟气中二氧化硫的成分较 高，约占据５ 左右，可导致大气污染，因此，在尾气 进行排放时必须进行脱硫处理。此外，烟气中还含 有较多的铅及铅化合物，其含量占３ 左右，并含有 少量锌元素 ］。如在排放前不进行严格的净化处 理，清除内部有害成分，同样会造成环境污染。 ２．４铅冶炼产生的废水问题 在采用火法炼铅工艺中会产生大量的废水，如 冶炼废水、设备冲洗废水、锅炉冷却水等，会对环境 造成影响。冶炼废水，内部含有大量的重金属，如不 经处理任意排放，必然会使水土造成严重影响，且废 水量巨大，直接排放必然会造成水资源的严重浪费， 使得企业用水成本过高。因此，在铅冶炼过程中产 生的废水必须经过严格的处理，排除废水内部有毒 有害物质后方可排放，已达到环保要求。 杨凌职业技术学院学报 第１６卷 ３铅冶炼过程“三废＂治理措施分析 ３．１铅冶炼废渣问题的处理分析 前面提到，关于铅冶炼过程中产生的废渣由于 其内部含有大量的铅、锌、铜等金属，必须进行回收 处理后才可排放。目前，我国铅生产企业对回收的 大部分烟尘一般再次与精铅矿进行混合后重新冶 炼。部分为回收重金属等会将烟尘用水浸出中和后 进行萃取，通过化学的方法来实现对金属的提取。 除此之外，如炉渣，经过再次处理后由于其内部金属 含量较少，可以用于制备灰砖或作为水泥添加剂等 实现再次利用 ］。如阳极泥中含有大量的银及金， 可采用化学的方法如电解银实现对贵金属元素的回 收。 ３．２铅冶炼废气问题的处理分析 铅冶炼废气问题是对环境污染较为严重的影 响。如前面提到的烟气中含硫问题必须进行严格的 脱硫脱硝处理。目前用于脱硫处理的技术很多，如 湿法脱硫，即用石灰石一石膏湿法脱硫及氨法脱硫。 其中，石灰石一石膏湿法脱硫采用石灰石或石灰做 脱硫吸收剂，将石灰石磨细成粉状后制成吸收浆液。 在吸收塔内，烟气中的Ｓ０２与浆液中的ＣａＣ０３以 及空气进行化学反应，生成石膏，ＳＯ２被脱除以实 现脱硫的目的。塔排出的石膏浆液经脱水后回收。 烟气经去水、加热升温后排向大气。再如活性焦烟 气脱硫也是常见的脱硫技术，其原理是利用活性焦 吸附催化特性，使烟气中ＳＯ２与水蒸气、氧气反应 生成硫酸，吸附在活性焦表面，饱和后的活性焦通过 再生，释放ＳＯ２气体完成硫酸的制备，活性焦可循 环使用。此外由于烟气中还存在一些重金属元素， 必须经过严格的处理才可排放，以满足环保要求。 ３．３铅冶炼废水问题的处理分析 关于铅冶炼废水的处理方法较多，如在废水中 加入石灰，使之与重金属形成氢氧化物沉淀，再经过 压滤方式分离沉淀物，已达到分离重金属污染物的 目的。该类方法操作简单，中和剂来源广、价格低 廉，流程简单，而且还能中和硫酸，但这种方法会产 生大量沉渣，会对环境造成二次污染。而硫化发，即 在废水中投加硫化剂，使重金属离子与Ｓ２一形成硫 化物沉淀而去除。但硫化物粒子小，因而很难采用 沉淀过滤办法，故硫化法主要作为辅助手段用于废 水处理，以保证达到污水排放要求，且处理过程中产 生有害气体也会造成环境的二次污染。 这些年，随着科学技术的进步，膜分离技术得到 了广泛应用，已逐渐成为铅冶炼工业水处理的主要 工艺，反渗透膜处理技术是目前应用较广的铅废水 处理技术。其基本原理是以只允许水分子通过的高 分子半透膜作为介质，在污水侧加压而形成一定的 渗透压力，使其污水中的水分子通过高分子渗透膜 而进入纯水侧而实现污水处理的目的 ］。我国部分 企业在铅冶炼废水深度处理中通过反复的研究与实 验，确定了使用该项技术用于污水处理的最佳工艺， 同时经过反复的论证，其铅冶炼废水处理工业水利 用率可达到９６．３ ，减少了废水的外排量。 ４结论 铅冶炼行业污染已对我国环境治理带来了隐 患。本文对我国铅冶炼行业的基本情况进行了说 明，并对其三废问题的危害及治理措施进行了说明， 为后期铅冶炼行业如何更好地治理铅污染提供了参 考依据。 参考文献 Ｅ１］林星杰．铅冶炼行业重金属污染现状及防治对策［Ｊ］． 有色金属工程，２０１１，（６）． ［２］李军，孙春宝，李云，等．我国大气铅浓度水平与污染 源排放特征［乃．化工环保，２００９，（４）． Ｅ３３栾景丽，姜永利．铅锌冶炼厂土壤重金属主要污染元素 分析［Ａ］．中国环境科学学会．２０１５年中国环境科学学 会学术年会论文集ＥＣ］．北京：中国环境出版社，２０１５． ［４１ 王文辉．金属铅冶炼研究与生产初探［Ｊ］．机械研究与 应用，２００３，（Ｓ１）． ［５］王学猛，卢笛，陈会成．河南豫光金铅集团铅冶炼烟气 综合治理环保效果评价［Ｊ］．有色冶炼，２００３，（６） ［６］历琳，邢维芹，向国强，王亚利，吴洪敏，王静，李立平． 不同洗涤蜂窝煤灰渣对铅冶炼污染石灰性土壤的修复 研究ＥＪ］．农业环境科学学报，２０１２，（１２）． ［７］吴志强，顾尚义，李海英．城市污泥用于铅锌矿区重金 属污染修复的试验研究［Ｊ］．安全与环境工程，２０１２， （４）． ［８］Ｌｉｐｉｎｇ Ｉ丘Ｗｅｉｑｉｎ Ｘｉｎｇ，Ｃｈｕｎｈｕａ Ｍａ，Ｙｕｊｉｅ Ｚｈａｎｇ， Ｇｕｏｐｅｎｇ Ｗａｎｇ，Ｌｉａｎｇｒｕ Ｙａｎｇ．Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ａｍｅｎｄ ｍｅｎｔ ｏｆ ａ Ｌｅａｄ—Ｓｐｉｋｅｄ Ｓｏｉｌ ｗｉｔｈ Ｌｏｗ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ Ａ— ｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ：Ｒｏｌｅｓ ｏｆ Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｏｎ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｐｌａｎｔ Ｌｅａｄ ＥＪ］．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｓｏｉｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｌａｎｔ Ａｎａｌｙ— ｓｉｓ，２０１２，（７）． ［９］ 张博．缔造铅冶炼新模式一万洋冶炼（集团）有限公司 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