2023年冶炼厂熔炼工艺改造及环境治理工程总结终稿.doc

环评工程师考试案例分析复习资料 铜陵金昌冶炼厂熔炼工艺改造及环境治理工程 〔三〕冶金、机电 案例二：铜陵金昌冶炼厂熔炼工艺改造及环境治理工程 背景资料： 金昌冶炼厂位于铜陵县境内，拟实施技术改造及污染治理工程。技改内容包括：熔炼系统——采用顶吹浸没式喷枪熔炼技术淘汰现有密闭鼓风炉；制酸系统——改造原有单转单吸制酸系统为双转双吸制酸工艺；火法精炼系统——淘汰1台50t固定式阳极反射炉，新建2台200t回转式阳极炉，并以液化气替代重油作复原剂；新增污酸处理站，改造现有污水处理工艺。设计规模为年产电解铜8万吨〔含铜99.95％〕，硫酸32.71万吨，粗铜8万吨，阳级铜10万吨。 技改后冶炼工艺包括备料配料——火法粗炼〔顶吹浸没熔炼、沉淀炉别离、转炉吹炼〕——火法精炼〔回转式阳极炉〕——电解精炼——熔炼炉、转炉烟气制酸。 项目排水进入章家洲小汊江，砷、重金属满足Ⅱ类水质标准，酚超Ⅳ类标准；小汊江汇入长江铜陵段，该段水质根本满足Ⅱ类水质标准，但按渔业水质标准要求，铜浓度超过0.01mg/L，超Ⅲ类水质渔业标准。 评价区内SO2和城区TSP均有超标，空气中重金属浓度未超标。现有熔炼系统SO2无组织排放较严重。 厂界噪声昼间和夜间均有超标现象。评价区土壤中Cu、Zn、Cd含量超过土壤环境质量标准二级标准；稻谷样品中，Cu、Pb、As含量超标。 根据以上背景材料，答复以下问题。 一、铜冶炼行业的产业政策有哪些？ 1、产业结构调整指导目录〔2023年本〕 〔1〕鼓励类：硫化矿物无污染强化熔炼工艺开发及应用？？？ 〔2〕限制类：单系列10万t/a规模以下粗铜冶炼项目 〔3〕淘汰类：①炉床面积1.5 m2及以下密闭鼓风炉炼铜工艺及设备； ②炉床面积1.5～10 m2密闭鼓风炉炼铜工艺及设备〔2023年〕 ③10m2及以上密闭鼓风炉炼铜工艺及设备〔2023年〕 ④电炉、反射炉炼铜工艺及设备〔2023年〕 2、关于制止铜冶炼行业盲目投资的假设干意见〔国务院办公厅转发开展改革委等部门关于制止铜冶炼行业盲目投资假设干意见的通知国办发〔2023〕54号文〕 〔1〕对已经备案的铜冶炼项目，如单系统在10万吨／年以下，或未采用闪速熔炼、艾萨炉熔炼、诺兰达熔炼等技术先进、能耗低、环保达标、资源综合利用率高的冶炼工艺，或者未落实铜精矿供给、交通运输等外部生产条件，自有矿山原料比例未到达1/4以上的，均停止建设，重新研究项目的合理性和可行性。 〔2〕要加快淘汰落后生产能力，根据相关产业政策和环保标准，立即淘汰1.5平方米以下密闭鼓风炉，2023年底前淘汰反射炉、电炉和10平方米以下 〔不含10平方米〕密闭鼓风炉，2023年底前淘汰所有密闭鼓风炉。 3、其他：行业环保政策的具体指标为：工业水复用率到达85％以上，大中型冶炼加工企业环保设施到达国际先进水平。 4、国务院关于落实科学开展观加强环境保护的决定〔国发(2023)39号〕，各企业改扩建项目必须做到增产不增污，增产减污。 二、本项目控制污染与环境保护目标是什么。P176 1、控制污染目标：控制制酸系统尾气中的SO2及含重金属的酸性废水达标排放。 2、保护目标：厂址周围农村及县城的环境空气、土壤环境和地表水环境。 三、本项目环境质量现状监测应包括的环境要素及地表水现状调查的水质参数。 1、应包括的环境要素有：环境空气、地表水、地下水、噪声、土壤、农作物、河流底泥。 2、地表水现状调查水质参数：常规水质参数考虑水体现状挥发酚有超标现象，应选择SS、COD、BOD5、挥发酚；冶炼厂废水中特征水质参数为pH、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和As。 四、本项目工程分析的重点。 污染型项目工程分析的内容应包括：工程概况、工艺流程及产污环节分析、污染物分析、清洁生产水平分析、环保措施方案分析、总图布置方案分析。 本项目工程分析中重点是生产工艺、产污节点和污染防治措施、清洁生产。〔专家点评〕 1、生产工艺 〔1〕原料、燃料、熔剂及辅助材料的成分分析。特别关注铜精矿成分中铜、硫、砷、铅、镉、氟的含量；燃料成分中的含硫量。 〔2〕物料平衡与水平衡。铜冶炼工程分析中应有铜平衡、硫平衡、砷平衡和水量平衡。 〔3〕主要工艺流程和产污环节分析。 〔4〕技改工程主要污染物排放量。技改扩建项目工程分析还应包括拟淘汰项目工艺流程、原辅材料及能源消耗，存在的环境问题，污染物产生及排放状况。给出新老污染源“三本帐〞。 〔5〕非正常生产排放分析。 2、产污节点和污染防治措施 〔1〕废气：铜冶炼的废气污染物产生点主要为原料系统的落料点，熔炼炉及吹炼炉产生的含尘和高浓度SO2的烟气，阳极炉等产生的含尘烟气，制酸系统的含SO2、SO3尾气，电解车间的硫酸雾，而且也存在有组织排放和无组织排放并存现象。 原料贮运、制备过程产生的粉尘一般设置通风集气系统，并配备布袋除尘器，除尘效率>99％，排放粉尘浓度20～100mg/m3，大多可做到达标排放。 熔炼炉、吹炼炉、焙烧炉等产生的高浓度SO2冶炼烟气送制酸系统前，一般先利用余热锅炉起沉降作用，去除粗颗粒物，然后设置电收尘器系统收尘，能满足入制酸系统的要求。 精炼炉产生的含尘、低浓度SO2烟气应设置除尘脱硫处理系统。 〔2〕水污染物：铜冶炼项目的用水主要为冷却循环用水，少量冷却循环排水可回用于水淬渣。主要排水为烟气制酸系统排放的污酸、酸性废水和地面冲洗产生的酸性废水，一般采用中和—硫化法处理。 〔3〕固体废物：铜冶炼项目大局部冶炼渣可作为原料返回生产系统。需处置的为熔炼炉的水淬渣和污酸，酸性废水处理产生的含砷渣、石膏、中和渣等。 污酸，酸性废水处理站污泥、硫化渣、砷滤饼属于危险废物。处置铜冶炼渣应首先按危险废物鉴别标准—腐蚀性鉴别〔GB 5085.1－1996〕，危险废物鉴别标准—急性毒性初筛〔GB5085.2－1996〕、危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别〔GB 5085.3－1996〕进行鉴别，分清一般固体废物和危险废物后，再分别按一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准〔GB 18599－2023)、危险废物贮存污染控制标准〔GB 18597－2023〕和危险废物填埋污染控制标准〔GB18598－2023〕要求进行妥善处理。本案例应分析危险废物处置的可靠性。 3、清洁生产 我国尚未制定铜冶炼项目的清洁生产标准，在环境影响评价中应说明所采用的主要生产工艺的优缺点，与其他生产工艺相比所具有的主要特点：用能耗、物耗、水耗、单位产品的污染物产生及排放量等指标与国内外同类型先进生产工艺进行比拟，定量分析建设项目的清洁生产水平。技改项目还须与原有生产装置进行比照，论证技改工程的必要性。 以硫化精矿为主要原料的铜冶炼厂，原料中硫的利用率，应按现行的铜冶炼厂建设标准要求，到达95％，吨粗铜能耗606～653kg标煤，SO2排放量10.7～16.9kg，烟粉尘0.71～1.89kg。 本工程能耗指标648kg标煤/t铜，SO2排放量为16.9kg标煤/t铜，烟粉尘0.71kg标煤/t铜，符合清洁生产要求。 五、铜冶炼项目物料平衡中应做几个平衡。如何做。 1、应做铜平衡、硫平衡和砷平衡。 2、〔1〕铜平衡：铜投入来源于混合铜精矿原料，铜产出主要包括阴极铜、阳极泥、废电解液、水淬弃渣及损失和误差。应列表说明铜投入量、铜产出量和所占比例。投入与产出应相等。 〔2〕硫平衡：硫投入来源于原料——混合铜精矿、燃料——煤和重油。硫产出包括成品酸、水淬弃渣、外排烟气、制酸尾气外排、污酸污泥渣和损失。列表说明硫的投入量和所占比例、硫的产出量和所占比例。投入与产出应相等。 〔3〕砷平衡：砷投入来源于混合铜精矿原料，砷产出主要包括水淬弃渣、阳极泥、污酸污泥渣、废水和损失。应列表说明砷投入量、砷产出量和所占比例。投入与产出相等。 六、给出水量平衡图，计算水重复利用率，说明是否符合相关标准要求和行业环保政策。见P183图2 1、本项目总用水量319 860m3/d，其中新水量13 438 m3/d，循环水量306 350 m3/d，二次用水72 m3/d，水的重复利用率为95.8％。〔306350+72〕/319860＝95.8％ 2、污水综合排放标准〔GB8978-1996〕表5 局部行业最高允许排水量中规定，有色金属冶炼及金属加工行业，最低允许水重复利用率为80％。国家关于铜熔炼和电解铜行业环保政策的具体指标为：工业水复用率达85％以上。本项目符合标准要求和行业环保指标。 附：污水综合排放标准GB8978-1996中相关内容。 1.1 主要内容 本标准按照污水排放去向，分年限规定了69种水污染物最高允许排放浓度及局部行业最高允许排水量〔或最低允许水重复利用率〕。 注： 局部行业包括：矿山工业〔有色金属系统选矿；其他矿山工业采矿、选矿、选煤等；脉金选矿〕、焦化企业〔煤气厂〕、有色金属冶炼及金属加工、石油炼制工业、制糖工业、制药工业医药原料药、有机磷农药工业、除草剂工业、火力发电工业等。 有国家行业水污染物排放标准的有：造纸工业、海洋石油开发工业〔含油污水排放标准〕、纺织染整工业、肉类加工工业、钢铁工业、烧碱聚氯乙烯工业等。 七、如何进行技改工程前后“三本帐〞的计算，试列表说明。 见案例书P189。 05技术方法教材P27页中，技改扩建项目污染物排放量统计列表应包括：类别〔废气、废水、固废〕、污染物名称、技改前排放量、“以新带老〞削减量、技改项目排放量、技改完成后排放量、技改完成后较技改前增减量。 其中：技改完成后排放量＝技改前排放量－“以新带老削减量〞＋技改项目排放量。 八、本项目如何进行清洁生产水平分析。P193 1、生产工艺先进性 〔1〕浸没式喷枪熔炼工艺的先进性 〔2〕火法精炼工艺先进性分析 〔3〕制酸工艺先进性分析 〔4〕水循环系统，技改后水循环利用率大幅提高，节水明显。 2、清洁生产评价指标 〔1〕能耗指标：根据资料调研，将本工程与全国同类企业综合能耗指标比照，说明在国内同行业中占领先水平。 〔2〕单位产品排污：将技改后工程单位产品排污量与国内外先进工艺企业比拟，说明处于先进行列。 九、分析本项目的主要产污环节和污染物排放方式，说明废气、废水污染物排放达标分析时应采用的标准。※ P185～187 1、废气： 〔1〕工艺废气： ①制酸尾气：主要污染物SO2和硫酸雾。由现有制酸系统H＝120m,ф＝1.6m烟囱排出。其污染物排放浓度应执行大气污染物综合排放标准GB16297-1996二级标准新污染源大气污染物排放限值中最高允许排放浓度，其中，SO2应执行“硫、二氧化硫、硫酸和其他含硫化合物生产〞中的960mg/m3；硫酸雾执行“其他〞中45 mg/m3。最高允许排放速率应以120m高烟囱和表列排气筒最高烟囱对应的最高允许排放速率，用外推法进行计算。 附：外推法公式如下：Q=Qb〔h/hb〕2。式中Qb为表列排气筒最高高度对应的最高允许排放速率〔SO2为170 kg/h，硫酸雾为63 kg/h〕；hb为表列排气筒的最高高度〔SO2为100 m，硫酸雾为80m〕。经计算，烟囱高度h=120m时，SO2最高允许排放速率为244.8 kg/h，硫酸雾为141.8 kg/h。 ②沉淀炉产生的烟气与转炉加料口、渣口设置的集烟罩收集的烟气，经现有H＝120m,ф＝4.0m的环保烟囱排出。主要污染物为SO2、烟尘。其污染物排放浓度应执行工业炉窑大气污染物排放标准GB9078-1996中，1997年1月1日起的新污染源二级标准，其中：有色金属熔炼炉二级标准烟尘浓度排放限值为100 mg/m3；SO2有色金属冶炼二级标准排放浓度为850 mg/m3。 ③回转式阳极炉外排烟气由高度60m的烟囱排出。主要污染物为SO2。同上，执行工业炉窑大气污染物排放标准GB9078-1996中相应标准。 ④残极熔化反射炉外排烟气由