金属冶炼范文

金属冶炼范文（精选11篇）

金属冶炼 第1篇

钢包包底和包壁不定形耐火材料的普通浇注施工方法。

1.1 浇注施工方法首先, 在包底施工后进行半天左右的自然养护。

接着, 安装框架和混合搅拌机, 在浇注耐材之后, 为使整个缝隙填充均匀, 用棒式振捣器进行助振。再经半天左右的自然养护后进行脱模, 然后对渣线部位进行耐火砖的砌筑施工。

1.2 浇注材质的选择对用于包底和包壁耐火材料的特性, 不仅要求其抗腐蚀性和抗渣性要好, 而且结构要稳定。

一般认为Al2O3-Mg O质耐火材料能满足上述条件要求。Al2O3-Mg O质耐火材料中的Mg O量在7-28%范围时, 会形成组织致密、稳定的尖晶石固溶体, 因此一般用作炼钢钢包的耐火材料。该厂重视降低成本, 提高钢水冲击部的抗磨损性, 重视残余膨胀性的影响作用, 因此采用Al2O3-Mg O材质作浇注料。另外, 即使在长施工体的厚度较薄 (最薄40mm) 的情况下, 为确保浇注料的流动性, 因此规定Al2O3骨料粒度在8mm以下, 而且还添加了金属Al, 作为防止干燥时发生爆裂的措施。

1.3 实际应用的结果对15t钢包包壁最上部的熔损速度进行了调查。

与耐火砖比, 浇注料各部位的最大熔损速度为0.4mm/炉, 而渣线砖的修补周期 (大约40炉钢水) 是在砖的熔损达16mm左右时才进行的, 因而不会对钢包寿命产生不良影响。另外, 使用后的工作面在清除粘附的金属和对表面进行若干清理后, 只要工作面没有全部熔损, 就可以进行接长修补, 由此能减少新喷补施工时耐火材料的使用量和减少钢包产生的废砖达30%左右。

2 湿式喷补施工技术

2.1 改进施工方法为解决上述问题, 最近以炼钢厂为主引进了正在不断被推广的湿式喷补施工技术。

喷补操作程序如下。首先, 用混合机将不定形材料与水混合后分批装入料斗, 然后把装入料斗的喷补料用活塞式压力泵通过管道送到喷嘴, 同时通过另外一根管道采用压缩空气将固化剂送到喷嘴端部, 在喷出之前与喷补料混合后喷补在施工体上。与以往的浇注施工相比, 湿式喷补施工的主要特征如下: (1) 由于不需要框架, 因此能在任意位置进行任意厚度的施工。 (2) 由于添加固化剂, 缩短了固化养护时间, 因此能进行连续施工。 (3) 由于施工效率高 (5-10t/hr) , 因此可缩短施工时间。除此之外, 它还能使耐火材料发生的熔化损失均匀, 并可应付紧急情况。即可以说喷补施工法就是利用不定形耐火材料的特性来弥补浇注施工缺陷的施工方法。

2.2 改进材质以上述的浇注材料为基础, 对浇注材质的压力输送性能、抗腐蚀性能和抗爆裂性能进行了改进。

2.2.1 提高压力输送性能为使湿式喷补材料能在压力下从内

径Ф38mm的管道和喷嘴通过, 因此事先对各种喷补料在喷嘴内的流动性进行了确认试验。如果直接采用象浇注料那样的粒度, 就会发生喷嘴堵塞, 因此降低了粗粒度比, 并将Al2O3骨料的粒度从8m m降低到5m m。

2.2.2 提高抗腐蚀性能根据上述试验结果可知, 采用表1的试

料C和D时, 不会发生喷嘴堵塞, 但由于这两种试料添加的水分量比浇注料的大, 因此会影响抗腐蚀性能。基于此因, 在试料C和D中, 以水分低的试料C为基础, 通过高频炉的侵蚀试验, 调查了通过增加Mg O量来提高抗腐蚀性能的效果。结果, 考虑到抗腐蚀性能和炉渣侵蚀的深度, 将Mg O量增加到10%, 能弥补抗腐蚀性能的恶化。

2.3 提高抗爆裂性能采用上述材质对15t钢包和25t钢包的

包底及包壁进行湿式喷补施工后, 在预热1小时左右时喷补料会频繁发生爆裂故障, 爆裂宽度大约30-50mm。作为防止发生爆裂的措施, 由于当初采取的是添加有机纤维的办法, 但不理想, 因此在改善钢包干燥条件的情况下进行了研究。

2.3.1 爆裂发生的机理采用一般干燥曲线模型对干燥中耐火

材料内部的温度和水蒸气压力的变化进行了模拟, 结果表明, 干燥过程中施工体内部存在3个区域, 一是靠近加热面含水率为0的干燥区域;二是水分迅速蒸发的蒸发区域;三是在蒸发区域产生的水蒸气流向被加热的背面, 压力超过了饱和水蒸气压, 形成凝结现象的凝结区域。干燥时的爆裂只有在蒸发区域满足了下列条件时才会发生。

2.3.2 改进干燥方法对实际干燥中各部位温度变化进行实测, 摸索出了最佳干燥条件。

结果, 根据以上喷嘴耐火材料的表面温度为基准, 进行了干燥, 基本抑制了爆裂。但是, 在冬季室外气温低的情况下, 由于干燥前的养护强度 (抗折强度) 低, 因此无法确保材料具有耐蒸气压的强度, 故频繁发生爆裂。作为其措施是采取预热干燥的办法, 即筑炉后在钢包内对发热体进行燃烧, 但这种干燥条件有待进一步改善。

3 使用实例

3.1 熔损速度15t钢包的包壁采用湿式喷补材料后的熔损速度表明, 采用喷补材料的平均熔损速度为1.

57mm/炉, 虽然比耐火砖的增大5%, 但与浇注材相比, 却取得良好的结果, 受钢水冲击部位的烙损速度最大为2.5mm/炉, 与浇注材料的呈相同趋势, 但其绝对值低。与浇注材料的主要区别在于透气砖和受钢水冲击部周围的熔损速度非常低, 这两处分别是采用吹氩搅拌和采用AOD (氩氧脱碳法) 装入钢水时因钢水冲击而造成熔损严重的部位, 由此可知采用喷补料的施工体具有良好的抗磨损性能。

3.2 断面组织从15t钢包在使用39炉后喷补材的断面组织

照片和炉渣的侵蚀深度来看, 包底的侵蚀深度比包壁的大30-40m m, 在微变层内部能看见有一部分横向裂纹, 还能看见有部分金属侵人。包壁的炉渣侵蚀深度较浅, 为15-20mm, 与浇注材的基本相同。另一方面, 由于原始层的组织非常致密, 且气孔率也低, 只有12%, 因此形成了良好的组织。

4 施工效率和成本

各种施工方法的施工天数比较结果表明, 以一座钢包的筑炉操作天数为例, 采用浇注施工时, 由于能连续接长修补, 因此包底和包壁的解体时间可以缩短, 与耐火砖相比, 可缩短总的工期25%;采用喷补施工时, 由于添加了固化剂, 节省了养护时间, 因此可缩短工期40%。成本的比较结果表明, 与浇注料相比, 喷补料的价格仅仅是固化剂这一项的价格比浇注料高, 但由于可延长使用寿命, 因此比耐火砖可节约成本28%左右, 比浇注材料的节约14%。今后如果能将不定形化的喷补技术应用于目前仍采用耐火砖的容器 (如, 25t VLF钢包和中间包等) , 估计可以大幅度降低耐火材料成本。可以认为这是一种非常理想的施工技术。

5 小结

15t钢包包底和包壁采用湿式喷补施工的结果表明, 不论是施工效率, 还是成本, 都优于浇注施工法。为实现将来中间包等也能采用不定形化技术和出钢槽采用喷补修补技术来延长使用寿命, 因此期待着这种湿式喷补机能成为广泛应用于各种物体施工的通用设备, 从而进一步降低耐火材料成本。

摘要：为减少钢包筑炉操作和降低耐火材料成本, 在VLF (真空钢包炉) 的钢包内衬采用耐火材料的不定形化技术。为实现中间包采用不定形化技术和出钢槽采用喷补修补技术来延长使用寿命, 因此湿式喷补机能成为广泛应用于各种物体施工的通用设备。

金属的冶炼教案[最终版] 第2篇

[教学目标] 1．知识目标

（1）金属冶炼的一般原理。（2）金属回收的重要意义。

（3）理解电离度、电离平衡等含义。2．能力和方法目标

通过比较金属活动性顺序和金属冶炼方法，提高分析探究能力。3．情感和价值观目标

通过金属冶炼和废旧金属回收等学习，提高环境保护意识和科学的资源利用观念。

[重点与难点] 金属治炼的一般方法。[教学过程]

见ppt文件。

课堂练习：

1．我国是世界文明发达最早的国家之一，劳动人民掌握冶铁技术的最早年代是（）。（A）春秋晚期

（B）商代

（C）南宋时期

（D）清朝 2．下列物质中，可用作冶炼镁的原料的是（）。

（A）冰晶石

（B）光卤石

（C）萤石

（D）高岭石 3．工业上使用含硫量较高的生铁炼钢时，应采取的措施是（）。

（A）使用较多的生石灰

（B）加入较多的焦炭

（C）加入较多的硅铁

（D）加入含磷量较高的废钢 4．下列铁合金中，含碳量最高的是（）。

（A）生铁

（B）高碳钢

（C）中碳钢

（D）低碳钢

5．用氢气作还原剂和用金属作还原剂相比，所得金属的纯度的说法正确的是（）。（A）用氢气的高

（B）用金属的高

（C）二者相同

（D）无法比较 6．用铝热反应冶炼出的金属的状态是（）。

（A）固态

（B）气态

（C）液态

（D）三种状态都有可能 7．铝能用于冶炼难熔的金属（如铁、钒、锰等），这是因为铝具有（）。（A）两性

（B）导电性好

（C）熔点低

（D）还原性，在冶炼反应中放出大量的热 8．不能用热分解法制得的金属是（）。

（A）铁

（B）银

（C）镁

（D）汞

9．古代的“药金”外观与金相似，常被人误以为是金子。冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜（Cu2O）、木炭混合加热至800℃，得金光闪闪的药金。试分析以下问题：

（1）药金的主要成分是_____（用化学式表示）。冶炼过程中发生的化学方程式为_____。10．用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应写成：

CuFeS2 + SiO2 + O2  Cu + FeSiO3+SO2

事实上冶炼反应是分几步进行的：①黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁；②硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣；③硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜；④硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。（1）写出上述各个步骤反应的化学方程式。（2）给出总反应方程的系数。（3）据最新报道，有一种叫Thibacillus ferroxidans 的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐，反应是在酸性溶液中发生的，试写出配平的化学方程式。

[参考答案] 1A，2B，3A，4A，5A，6C，7D，8AC。

9．（1）Cu-Zn。（2）C + 2Cu2O4Cu+CO2↑，C+2ZnO2Zn+CO2↑。10．（1）2CuFeS2+O2 Cu2S+2FeS+SO2 2FeS+O22FeO+2SO2，FeO+SiO2

FeSiO3，2Cu2S+3O2 2Cu2O+2SO2，Cu2S+2Cu2O 6Cu+SO2。

（2）总反应方程式为：2CuFeS2 +2SiO2 +5O2  2Cu +2FeSiO3+4SO2（3）4CuFeS2 + 17O2 + 2H2SO4细菌4CuSO4 +2Fe2（SO4）3 + 2H2O

聚焦金属的冶炼 第3篇

1.富集：除去金属矿石中的杂质，提高矿石中有用成分的含量。

2.冶炼：利用氧化还原反应基本原理，用还原剂把矿石中的金属离子还原成金属单质。

3.精炼：提纯金属。

例1下列有关金属的工业制法中正确的是（）。

A.制取金属钛：利用置换反应，用金属钠置换氯化钛（TiCl4）溶液中的金属钛

B.制取金属铁：用焦炭和空气反应产生的CO，再利用CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物

C.制取金属钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净、饱和的NaCl溶液

D.制取金属铜：对黄铜矿进行电解精炼得到纯度为99.9%的精铜

解析A中不能用TiCl4溶液，要用熔融态的TiCl4；电解NaCl溶液得到NaOH、Cl2和H2；电解法精炼铜的原料是粗铜。答案：B

二、金属冶炼的方法（见表1）

例2下列制备金属单质的方法或原理正确的是（ ）。

A.制备单质Mg：在高温条件下，用H2还原MgO

B.制备单质Al：在通电条件下，电解熔融Al2O3

C.制备单质Na：在通电条件下，电解饱和食盐水

D.制备单质Cu：CuO在高温条件下分解

解析Mg的活泼性强，不能用H2还原法制备Mg，而是用电解熔融MgCl2的方法制备，电解饱和食盐水得到NaOH而不是Na；CuO强热分解生成Cu2O而不是Cu。答案：B

三、金属冶炼的工艺流程

金属冶炼的工艺流程就是将金属制备的生产过程中的主要生产阶段以框图的形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。中学阶段涉及的金属冶炼主要包括从铝土矿中冶炼铝、从海水中提取镁、从黄铜矿中冶炼铜。

（1）从铝土矿中冶炼铝的工艺流程如图1所示：

（2）从海水中提取镁的工艺流程如图2所示：

（3）由黄铜矿冶炼铜的工艺流程如图3所示：

例3工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如图4所示：

（1）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为。

（2）进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼（以CuSO4溶液为电解质溶液）。下列说法正确的是。

a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极，发生氧化反应

c.溶液中Cu2+向阳极移动 d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属

解析（1）图示中可利用铝热反应由泡铜冶炼粗铜。（2）电解精炼铜的过程中电能转变为化学能的同时，部分电能转化为热能，a错；电解精炼铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，b对；电解过程中Cu2+向阴极移动，c错；粗铜中Ag、Pt、Au放电能力比铜弱，形成阳极泥，可以回收，d对。

答案：（1）3Cu2O+2Al高温Al2O3+6Cu （2）b、d

例4Ⅰ.从铝土矿中提取氧化铝的流程如图5所示：（铝土矿的主要杂质为Fe2O3、Al2O3、SiO2和一些不溶性杂质）

（1）试剂A是；溶液b与试剂B反应的离子方程式为。

（2）加入NaOH溶液进行的反应的离子方程式为、，向溶液a中通入过量的CO2，将得到的不溶物煅烧后也可得到Al2O3，该方案的缺点是。

Ⅱ.电解熔融的氧化铝可制备金属铝

（3）写出电解的化学方程式。每生产

0.27 t铝，理论上转移电子的物质的量为mol。

解析铝土矿与碱液反应时，氧化铝、二氧化硅溶解，而氧化铁是滤渣a的主要成分；滤液里加入过量强酸。（盐酸或硫酸），硅酸沉淀不溶，滤出为滤渣b，溶液b的主要成分为Al3+溶液。向滤液b中加入过量的氨水，析出氢氧化铝（滤渣c），将滤渣c加热脱水可得氧化铝。（2）向溶液a中通入过量的CO2，形成的滤渣中将有两种物质：硅酸及氢氧化铝，加热后得到的Al2O3中含有SiO2杂质。（3）2Al2O3（熔融）通电4Al+3O2↑中有12个电子转移。

答案：Ⅰ.（1）盐酸（硫酸或硝酸） Al3++3NH3·H2OAl（OH）3↓+3NH+4（2）Al2O3+2OH-2AlO-2+H2OSiO2+2OH-SiO2-3+H2OAl2O3中含有SiO2杂质

Ⅱ.（3）2Al2O3（熔融）通电4Al+3O2↑3×104

例5据世界化学史记载，金属铝是在1825年被英国化学家戴维制得的。天然铝土矿的氧化铝含量为50%～70%，杂质主要为SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等，而工业上电解氧化铝要求其纯度不得低于98.2%，工业生产铝锭的工艺流程示意图如图6所示：

一些氢氧化物沉淀的pH见表2。

请回答下列问题：

（1）实验室进行步骤④的操作名称为。

（2）固体A的化学式为，物质C为。

（3）步骤④调节pH的范围为。

（4）步骤⑥反应的化学方程式为。

解析本题以工业生产铝锭的工艺流程为背景，考查内容包括pH的选择、过滤操作、常见金属元素及其化合物的主要性质等。SiO2是酸性氧化物不与盐酸反应，进行过滤操作（步骤②），得到固体A是SiO2；加入NaOH溶液，调节pH使Fe3+沉淀，步骤④是过滤得到氢氧化铝沉淀。步骤④为使Al3+完全沉淀，而Mg2+不能产生沉淀，需调节溶液的pH在5.2～10.4之间。

答案：（1）过滤（2）SiO2NaOH溶液（3）5.2

金属冶炼 第4篇

传统的有色冶炼废渣处理方法主要有填埋、堆置储存和做建筑材料、再选、焙烧和湿法浸提等技术。其中湿法工艺可回收复杂物料中的多种金属,具有回收率高、环境友好等优点,因此受到广泛的关注,特别是从低品位矿产资源中提取贵金属,能得到很高的回收率。常用的湿法回收工艺主要有酸法和碱法[2]。一般湿法冶金大致包括三个过程,即:浸出过程、净化过程、金属沉积过程[3]。

1 原料浸出

1.1 原料的工艺矿物学研究

由于冶炼废渣中重金属全量并不能直接反应其潜在的环境效应,重金属的释放速度和环境活性取决于重金属的矿物组成、存在形态、包裹程度、蚀变结构和粒度大小等因素。因此冶炼废渣的工艺矿物学研究是地质、选矿、冶炼以及资源再利用技术的基础。工艺矿物学性质主要有:组成矿物的类别和含量、元素的赋存状态、矿物嵌布特征、流程产品的矿物单体解离度等。

郭朝晖等[4]通过扫描电镜和X射线衍射仪对某铅锌冶炼废渣进行矿物物相特征分析,结合BCR法连续提取废渣中重金属组分的赋存状态,阐明废渣中重金属在复杂环境体系中的环境化学行为、迁移能力等过程特征。唐爱东[5]研究了含铟矿渣显微岩相分析,经显微岩相分析,结合ISP及原子发射光谱分析确定了四种含铟矿渣样品中的铟含量及可能的赋存状态。结果表明,铟主要以类质同相形式存在与矿物的晶格中,在锌矿渣中因含量高达0.55%,有较高的综合利用价值。朱方志[6]以云南某冶炼厂的冶炼废渣为研究对象,对样品进行了全量、浸出毒性和形态分析,开展了电动去除试验,为冶炼废渣的污染治理和综合利用提供了理论基础。

1.2 浸出过程

浸出过程是湿法冶金中最重要的单元过程。浸出过程是选择适当的溶剂,使矿石、精矿或冶炼中间产品的有价成分或有害杂质选择性溶解,使其转入溶液,达到有价成分与有害杂质或与脉石分离的目的。有色冶金废渣中通常都含有一系列的矿物组成,成分十分复杂,有价矿物常呈氧化物、硫化物、碳酸盐、硫酸盐、砷化物、磷酸盐等化合物存在。必须根据原料的特点选用适当的溶剂和浸出方法。工业上常用的浸出剂及其应用范围见表1。

浸出方法按浸出剂特点可分为水浸出、酸浸出、碱浸出、盐浸出、氯化浸出、氧化浸出、还原浸出、细菌浸出等;根据浸出原料一般分为金属浸出、氧化物浸出、硫化物浸出和其他盐类浸出;依浸出温度和压力条件可分为高温高压和常温常压浸出;在步骤上有一段、二段、三段浸出之分。浸出方式取决于原料的物理状态。如果是粗粒可进行渗滤浸出和堆浸。在大多数情况下原料是粉状,必须进行搅拌浸出。浸出可采用机械搅拌或空气搅拌[7]。

1.2.1 酸性浸出

张勇等[8]采用酸浸回收某厂炉渣中Cu、Ni和Co等。Cu、Ni浸出率达99%以上,有很好的浸出效果。戴艳阳等[9]采用酸浸优化处理工艺从钨渣中回收铌、钽、钨,在40℃条件下,分别用HCl(15%)和H2SO4(30%)处理钨渣,均得到了较好的浸出效果。魏昶等[10]采用加压酸浸法回收硫化铟精矿中的铟和锌,考察了精矿粒度、温度、总压力、添加剂(木质磺酸钠)、液固比、硫酸酸度、浸出时间等各种因素对铟、锌浸出率的影响。王智友[11]研究炼铜烟尘湿法处理回收有价金属的新工艺,试验处理流程的主要环节包括中性浸出、酸性浸出、酸性浸出液脱锡、硫化物沉淀和沉淀转化。酸性浸出探索硫酸酸度、浸出温度、液固比和浸出时间对铜、锌浸出率的影响,结果表明在硫酸酸度为1mol/L、浸出温度为50℃、液固比为5∶1,浸出时间为2h的条件下铜、锌和锡的浸出率分别为97.33%、79.36%、9.83%。梁艳辉等[12]对某炼锌厂产出的硬锌渣进行提取锌、铟等有价金属的技术和工艺条件的探索性试验研究。采用两端常压氧化酸浸的方法,将锌在I段浸出、铟在II段浸出。锌的浸出率大95%,铟的浸出率可达91.56%。

在理论研究方面,酸法浸出主要集中在浸出过程的热力学[13]、动力学[14]研究。浸出工艺主要有高压浸出、流态化浸出、管道浸出、活化浸出、细菌浸出等。理论上,凡能使有色金属废料中的有价组分溶解而达到分离的溶剂均可作为浸出剂。就目前研究来看,酸浸法是应用较多的有效方法。从浸出技术现状而言,研究仍停留在探索浸出条件,尚未出现高效、低耗和专属的浸出剂[3]。

1.2.2 碱性浸出

苛性钠、碳酸钠、氨水、硫化钠等是碱性浸出时常用的试剂。碱性试剂一般比酸性试剂反应能力弱,而浸出选择性比酸浸出高。浸出液中杂质少,对设备腐蚀小。杨新生等[15]采用碱性氨浸—置换沉铜—热分解沉锌工艺处理低品位铜锌中和渣,生产海绵铜和氧化锌,铜、锌的浸出率均大于93%,总回收率大于90%。赵由才等[16]系统研究了碱介质的铅、锌、锡、铬、锑、镓、钨、钼、硒与碲等金属的湿法冶金技术。开发了碱法生产金属锌粉的工艺及设备,在国内已有工程应用。房祥华[17]研究了湖北某地冶炼工业废渣中铜、锌的浸出及分离提纯工艺,分别对酸性浸出和氨性浸出两种方法进行研究比较,试验结果表明:酸性浸出的酸消耗量大,浸出液中杂质离子多,氨性浸出中的氨可以循环利用,同时浸出液中的杂质离子少,有利于铜和锌的进一步分离提纯,并且方便废渣中金和银的回收。

1.2.3 微生物浸出

细菌浸出机理是利用细菌自身的氧化或还原性使矿物中某些组分得到氧化或还原,进而以可溶或沉淀形式与原物质分离(细菌浸出的直接作用);或者依靠细菌的代谢产物(有机酸、无机酸和三价铁离子)与矿物发生反应,使有用组分进入溶液(细菌浸出的间接作用)。细菌浸出过程中,起关键作用的是细菌。目前发现和使用的浸矿细菌见表2。

这些浸矿细菌远远满足不了浸矿的要求,寻找和培养耐高、低温,适应温度变化,浸矿速度快,易得到、易培养的细菌是细菌浸矿研究的关键[18]。

有色冶炼废渣成分复杂,但渣中通常含有大量铁和金属硫化物,为利用具有氧化低价硫、铁的嗜酸菌回收废渣中有价金属,实现废渣资源化和无害化提供了可能[19]。目前,利用微生物技术对有色冶炼废渣进行资源化和无害化的研究报道并不多。Gupta等[20]研究了氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)处理经焙烧—浸出—电积工艺过程中产生的浸出渣,在p H值为1.2,温度为35℃,矿浆浓度为1%的条件下浸出30d,Zn的浸出率可高达27.5%,表明氧化亚铁硫杆菌能促进渣中Zn的浸出。利用高温下均有高生物活性和抗毒性的中温嗜热菌则可大大提高金属的浸出率,但不同温度、p H值、矿浆浓度和浸出时间等对其中金属的浸出率影响明显[19,21]。由于微生物对反应条件的要求比较苛刻,浸出率低、浸出时间长[22],目前难以对渣中的有价金属进行综合回收,工程应用也很少。

2 净化过程

矿物在浸出过程中,欲提取的有价金属从原料中溶浸出来时,原料中有些杂质也伴随着进入溶液。为了便于沉积欲提取的有价主体金属,在沉积前必须将某些金属杂质除去,以获得合乎从其中提取有价成分要求的溶液。要使主体金属与杂质分离,一般有两种方法:一种是使主体金属首先从溶液中析出;另一种是让杂质析出后,主体金属留在溶液中。工业上使用的净化方法包括有机溶剂萃取法、离子交换法、离子沉淀法和还原法等[7]。

2.1 溶剂萃取

溶剂萃取法主要利用金属离子在有机试剂中分配不同,同时水溶液与有机液形成两层液体相,再用稀释剂从有机相中将金属离子分离出来。萃取广泛用于从浸取液中提取金属和从浸出液中去除有害杂质。萃取剂提取金属的过程实质是属离子和萃取剂的质子交换。

溶剂萃取技术一般包括萃取与反萃取。在已有的200多种萃取剂中,得到工业规模应用的仅有几十种[23]。近年来,英国及澳大利亚等国家的科学家已研究合成了一类全新的双端配体作为金属盐溶剂萃取剂。该萃取剂可同时萃取金属阳离子和其相随的阴离子基团,因此,可充分的保护物料平衡[24]。曾冬铭等[25]采用低酸浸出—溶剂萃取法从含铟渣中回收铟,采用3级逆流萃取,铟的萃取率达98%以上,用30g/L草酸溶液2次洗脱负载有机相中的锑,脱除率99%。用2mol/LHCl溶液3级逆流反萃铟,铟的反萃率在99%以上。徐徽等[26]用溶剂萃取法从碱浸液中回收钼,试验结果表明,在最佳条件下,萃取率达到100%,反萃率为99.5%。溶剂萃取技术中的电泳萃取、磁场协助溶剂萃取、非平衡溶剂萃取等成为新的发展方向[27]。

溶剂萃取技术由于具有选择性高、分离效果好、易于实现大规模连续化生产的优点,已在有色金属湿法冶金中得到大规模应用。对于传统的溶剂萃取,还应该不断的筛选及合成高效价廉的萃取剂;完善现有萃取工艺,扩大应用范围;开拓新设备;深化萃取理论研究。与国外相比,我国的金属溶剂萃取在浸出理论、萃取剂的合成、工艺技术水平及生产规模上都有很大差距。

2.2 离子交换

离子交换树脂是离子交换工艺中的重要物质。其合成简便,不溶于一般的酸碱溶液及有机溶剂。由于其交换容量大、性能稳定、易再生可重复使用等特点,逐渐应用于金属回收中。与沉淀法、电解法、溶剂萃取法相比,离子交换树脂技术具有选择性好、操作方便和工艺流程设备简单等优点,所以在金属回收中应用越来越收到重视。随着新型树脂和改性树脂的研制,淋洗方法的改进,以及中间工厂试验取得的成功,离子交换树脂回收金属的技术将得到更广泛的应用。目前离子交换树脂回收金属方面的研究有很多报道,阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂等不同种类的树脂均可用于回收金属。干树才等[28]对DT-1016型阴离子交换树脂吸附衡量Au、Pt、Pd的性能及条件进行了研究,发现在0.025mol/L的HCl介质中,树脂对Au、Pt和Pd的富集效果最佳,吸附率分别为99.72%、99.60%和97.95%,且共存离子无显著影响。

2.3 沉淀法

沉淀法就是溶液中某种离子在沉淀剂的作用下,形成难溶化合物形态而沉淀的过程。为了达到主体有价金属和杂质分离的目的,工业生产中有两种不同的做法:一种是使杂质呈难溶化合物形态沉淀,而有价金属留在溶液中;二是相反的使有价金属呈难溶化合物沉淀,而杂质留在溶液中,这个过程为制备纯化合物的沉淀法。沉淀方法有水解沉淀法、硫化物沉淀法以及共沉淀法等。

沉淀法是最常用的净化提纯技术,也可用于获得氧化物、盐类或金属产品。黎林根[29]采用氧化沉钴方法回收酸浸后的炼锌高钴锌渣中的钴,试验采用Mg O选择性分布沉淀,可以得到含钴约40%的钴渣和含铜约36%的铜渣,钴总计沉淀约94%。

2.4 还原法

湿法冶金中的还原净化法是指利用还原剂将水溶液中的金属离子(或其络离子)由高价还原成低价或金属,从而实现除杂或提纯的过程。还原剂的种类繁多,目前比较常见的还原剂是单质金属和氢气。近年来,高压氢还原法得到较快发展,这是因为它可以直接适合于粉末冶金需要的金属粉末。

3 金属的制取

电解法是工业上大规模提取和精炼金属的主要方法之一。该法可以直接制取纯净的金属,是湿法冶金法的最后一道工序。D.S.Baik等[30]用盐酸浸出电弧炉烟尘并用置换沉淀法年规划的溶液进行电解。阴极电流密度为300~2000A/m2,能耗为2.7~4.9k Wh/kg Zn,电流效率高,HCl损失<2%。

4 联用技术

有色金属废料种类繁多,物理性状多变,化学组成差异很大。显然,用一种或一类技术处理难达到预期目的。为此,必须采用联用技术。图1为从废料中回收Pb、Sn和In的流程[3]。

5 结论

1.湿法冶金技术可回收有色冶炼废渣中的有价金属,具有回收率高、环境友好等优点,因此受到广泛的关注。

2.理论上,凡能使有色金属废料中的有价组分溶解而达到分离的溶剂均可作为浸出剂。就目前研究来看,酸浸与碱浸法是应用较多的有效方法。从浸出技术现状而言,研究仍停留在探索浸出条件,尚未出现高效、低耗和专属的浸出剂。在净化过程的成败取决于高效、易得、成本低、损耗少的萃取剂和离子交换剂的研制成功和合理使用。因此研发优良的浸出剂、萃取剂和离子交换剂,是废有色金属回收利用技术发展的关键。

3.有色金属废料种类繁多,物理性状多变,化学组成差异很大。显然,用一种或一类技术处理难达到预期目的,必须采用联用技术。可发展以湿法为主,联用其他方法的综合工艺流程。根据废料复杂情况,采用综合回收利用的工艺流程。要有多样化的产品,不强求制取纯金属。

摘要：随着有色冶炼行业的迅猛发展,导致了大量的有色冶炼废渣堆置,对土壤、地下水等生态环境造成污染和危害,严重威胁着人类健康。综合评述了湿法冶金技术回收有色金属冶炼废渣中有价金属的应用研究现状,湿法冶金包括金属浸出、净化和提取过程。其中浸出技术主要包括酸性浸出、碱性浸出和微生物浸出,但目前浸出技术仍停留在探索浸出条件,尚未出现高效、低耗和专属的浸出剂;净化过程包括溶剂萃取、离子交换、沉淀和还原等,净化过程的关键取决于高效、易得、成本低、损耗少的萃取剂和离子交换剂的研制成功和合理使用;电解法是工业上大规模提取和精炼金属的主要方法,该法可以直接制取纯净的金属;湿法冶金与其他方法联用技术是未来的发展方向。

陕西有色金属矿山公司冶炼厂报告 第5篇

一、事件起因

2007年11月26日，陕西有色金属矿山公司冶炼厂因环保不达标被政府下令关闭拆除，厂方将131名农民工辞退。并在公司的职工医院（非职业性健康体检资质机构）给工人做了离岗体检，绝大部分工人的结果“合格”。大多数农民工与公司签订了解除劳动合同关系协议，但有11名个人拒签。为争取合法权益，部分工人向凤县劳动争议仲裁委员会提交了“劳动争议仲裁申请书”，申诉请求主要是让冶炼厂缴纳养老保险金、医疗保险金、失业保险金、住房公积金等，并要求对他们的职业病进行专业鉴定，以及赔付相关损失等。目前，凤县劳动仲裁委已受理该申诉。

二 该公司职业卫生概况

陕西有色金属矿山公司位于凤县三岔镇。始建于1985年。所属陕西省有色金属总公司。是集铅、锌采选冶一体化的国有企业，铅冶炼厂是该公司下属二级单位。在册职工1271人，生产工人975人。法人代表：易汉德。职业卫生主管部门是安环部，负责人：王发明，电话：4752020。卫生机构为职工医院，院长：谢开盈。

铅冶炼厂位于凤县三岔镇石山坪村。1997年建厂，产品为粗铅，含铅量98%，年产量8000吨。分焙烧、熔炼2个车间。职工总人数155人，正式工24人，临时工131人、临时工绝大部分是凤县人，少部分来自甘肃、汉中等地，工龄2至10年不等。工种分布为上料工24人，烧锅工24人，打块工24人，熔炼工39人，收尘工6人，维修工8人，管理后勤人员30人。

生产过程以半自动化、自然通风为主,操作工人主要接触铅烟、铅尘、粉尘、高温、噪声等职业病有害因素。作业场所为半敞开式，操作方式以手工为主。作业工人配有工作服、手套、安全帽、皮鞋、普通口罩、防尘口罩和防毒面罩。班次为3班倒，有淋浴室、集体宿舍、食堂等基本卫生生活设施。

三、该公司职业卫生工作情况及卫生监督情况 2007年8月1日，市卫生监督所对该公司例行了职业卫生监督检查，由当时该公司安全环保部部长杨开鹏陪同检查。通过检查发现，该公司未制定本职业病防治计划或方案，未建立职业卫生档案以及劳动者健康监护档案，未建立职业卫生管理制度和职业健康监护制度，2006年该公司未按规定组织全部接触职业病危害作业人员进行职业性健康体检。该公司新建铅冶炼建设项目未按照法律规定向卫生行政部门申报及进行职业病危害预评价，并擅自开工建设，擅 自试生产。鉴于存在的上述问题，市卫生监督所提出卫生监督意见书，责令其限期整改。

2008年3月10日至11日市卫生局、市疾控中心和市卫生监督所再次对该公司进行了检查发现，已经整改的主要工作有：发放了职业卫生相关文件，建立并完善了职业卫生管理制度和职业健康监护制度，对2007年新招的422名作业人员进行了上岗前职业健康检查。但是没有建立健全职业卫生档案和劳动者健康监护档案，未制定2008职业病防治计划和方案，对2007年解聘的131名作业人员未按规定进行离岗职业健康检查，市卫生监督所再次出具卫生监督意见书，责令该公司于2008年4月10日前建立并健全职业卫生档案，完善劳动者健康监护档案，于2008年4月10日前，按照《中华人民共和国职业病防治法》和《职业健康监护管理办法》之规定，组织接触职业病危害因素作业人员进行职业健康检查，于2008年4月10日前向卫生行政部门申报2007年新建铅冶炼建设项目，并开展职业病危害控制效果评价，立即对这批离岗农民工按规定在有资质的体检机构进行职业性离岗健康检查。

四、血铅超标工人体检治疗情况

2007年12月5日至7日，陈继辉等28名自称“陕西省矿山建设公司的职工”自费到市疾控中心进行职业性健康查体（名单见附一）。体检结果发现，绝大多数受检人员血铅 等项目异常（96.43％人员血铅超过限值：400μg/L），血铅最高值为1124μg/L，最低值为330.1μg/L，鉴于这些职工自述曾从事铅冶炼等工作，根据来检者的强烈要求市疾控中心及时将体检表（结果）和职业病诊断申请表发放给受检者，请他们申请职业病诊断。同时市疾控中心向该公司安环部通报了此事。但该公司拒绝盖章证明。

该公司分别于2008年元月4日、9日、10日、2月19日、2月29日组织48名血铅超标工人到宝鸡石油医院和凌云职工医院住院治疗。入院时这些工人存在不同程度的疲乏无力、头痛、腰痛、腿痛、肢体麻木等表现，有1人出现腹部不适；无咳嗽、咳痰、胸闷气短、恶心、呕吐等，否认肝炎、结核等传染病史及其它慢性病病史，查体都未发现明显阳性体征，实验室检查除血铅有不同程度超标外，血、尿常规异常2例，肝功、肾功异常各1例。B超等物理性检查未见异常。治疗方法均采用药物依地酸二钠钙静脉点滴驱铅，三天为一疗程，辅助以支持对症治疗。目前患者病情平稳，少数患者住院治疗数日后出现反复疲乏无力、头晕、恶心等表现。

2008年2月28日和3月4日，该公司组织42名工人到市疾控中心接受职业性健康体检。其中血铅超过400μg/L的20人，超过600μg/L的1人（职业性铅血中毒血铅限值：600μg/L）；血红蛋白和红细胞计数低于正常的4人，白细 胞计数高于正常的2人，中性粒细胞计数高于正常的5人；乙肝表面抗原阳性1人；尿常规异常5人；肝功异常2例。心电图异常15人；B超异常15人。

五、市卫生局调查处理情况

3月8日，市卫生局副局长宁建国电话通知市卫生监督所前往宝鸡石油医院和凌云职工医院调查住院病人情况，同时通知市疾控中心提供这些农民工体检情况。3月9日下午3时，市卫生局副局长宁建国紧急召集市卫生局、市疾控中心、市卫生监督所有关领导及部门负责人开会，并对此事调查作了部署，成立了陕西有色金属矿山公司冶炼厂部分职工血铅超标事件调查组。下设医疗救治指导组及现场调查处理组，组长分别由卫监科杨建玺、梁建华担任，成员由市卫生局卫监科、市疾控中心、市卫生监督所有关领导及部门负责人组成。

3月10日至11日，两个组分别展开调查取证工作。医疗救治指导组对宝鸡石油医院和凌云职工医院血铅超标工人住院情况进行了调查，共调查住院患者48名，均系该公司男性离岗职工，最大年龄54岁，最小27岁，平均38岁，人员分别来自凤县、汉中、甘肃等地，在该公司员工工龄最长10年，最短2年，平均6年，在烧结、打块、炉前等岗位从事铅冶炼工作，直接接触铅尘、铅烟等职业病危害因素，在岗期间卫生习惯差，缺乏防护意识。春节前在石油医院住 院治疗15人已出院。现在石油医院住院治疗19人（3人出院），凌云医院治疗14人。住院治疗人员情绪稳定，治疗效果明显。

现场调查处理组在凤县卫生局、防疫站陪同下，对该公司及冶炼厂的职业卫生工作进行了监督检查及取证监测。由于该冶炼厂已于2007年11月26日关闭，模拟现场难以建立，为了这些农民工的职业病诊断，取得铅、粉尘等职业病危害因素存在的证据，2008年3月10日，现场调查组对该冶炼厂拆除现场进行了取证监测，结果正在分析检验之中。与此同时，为了下一步开展全市铅冶炼行业专项整治，现场调查处理组还对陕西东岭锌业有限公司的职业卫生工作进行了监督检查及试监测，结果也正在分析检验之中。

六、当前职业病诊断存在的问题及建议

根据《中华人民共和国职业病防治法》要求，职业病诊断必须有职业史、明确的职业接触史、工作期间历年来职工健康监护资料及工作期间历年来现场职业病危害因素检测资料。但鉴于目前企业出具血铅超标工人的职业史证明未获得，缺少作业现场职业病危害因素检测资料，诊断条件尚不具备。

（1）血铅超标工人缺乏职业史证明及健康监护档案，企业应尽快出具。

（2）该冶炼厂因环保不达标已被政府下令关闭，现正在拆除。因此现场铅尘、铅烟等有害物质监测结果已不可能 获得，加之该厂没有历年监测资料，对职业病诊断造成一定的困难。

（3）根据GBZ37—2002《职业性慢性铅中毒诊断标准》规定，仅一次血铅检测结果，不宜下结论。

（4）宝鸡石油医院仅具备职业性健康体检资质，无职业病诊断权，不宜诊断“慢性铅中毒”。这样将对工人造成较大的负面影响，对下一步的职业病诊断工作不利。

（5）市疾控中心缺乏慢性铅中毒诊断所需的尿δ-氨基-r-酮戊酸、血红细胞游离原卟啉、红细胞锌原卟啉等检查仪器和手段。

诊断救治指导建议：

1、在市疾控中心采用石墨炉原子吸收法复查血铅，血铅超标工人宜复查3次为宜。然后综合进行职业病诊断。

2、有选择性使用口服驱铅药物，加强营养及支持治疗，预防并发症。

3、在无血铅超标工人现场铅尘、铅烟等有害物质监测结果的情况下，可采用相似冶炼企业的类比现场资料，并按《职业病防治法》第四十二条推定诊断。如果本次对该冶炼厂拆除现场的取证监测结果支持，将更有利于职业病的诊断。

七、下步工作

2008年3月12日在宁建国副局长的主持下，2个调查 组汇报了情况，分析了原因，通过此次调查，我们认为该公司不能够完全按照《中华人民共和国职业病防治法》和《职业健康监护管理办法》的规定，履行其职业健康监护职责，不执行卫生监督意见书，出现离岗工人血铅超标事件，在社会上造成不良影响。决定对该公司依法进行立案处罚，以督促其保障作业人员的职业健康权益。

1、是继续督促企业要认真贯彻落实《职业病防治法》，建全职业卫生档案，切实抓好劳动者的职业卫生教育、培训；在有资质单位对接触职业病危害因素的所有员工进行健康体检和定期健康监护；现场应设立职业危害因素警示标识，告知劳动者工作场所及劳动过程的职业病危害因素、危害后果和应当采取的职业病防护措施；定期监测所有职业病危害岗位。要为劳动者提供符合国家卫生标准的职业病防护设施和个人职业病防护用品，为铅等作业工人佩发防毒面具。要制订切实可行的职业中毒应急预案。

2、是要对新建铅冶炼项目进行职业病危害控制效果评价。

3、是抓好二个医院住院病人治疗指导工作，督促企业尽快对未做体健人员进行健康检查。

4、尽快制定下发全市冶炼行业专项整治方案，彻底摸清企业底数。

5、尽快制定职业健康体健单位行业规范，克服行业之 间只治不报的现象，确保上下信息畅通。

宝鸡市卫生局

金属冶炼 第6篇

摘要：近几年，在经济的带动下，我国很多行业的生产技术都实现了革新目标，在金属冶炼的过程中，技术人员也可以通过自动化技术对加工流程进行管理和监督，大大提高了金属冶炼的工作效率。工业自动化仪表的研发达到了科学技术控制生产的标准，自动化仪表的合理分类，也满足了很多领域的使用要求，进而笔者结合湿法炼铜厂加工的实际过程，对有色金属湿法冶炼工艺工业自动化仪表的设计进行了分析，并希望可以把研究成果应用在实践中，进一步提高工业生产的产量。

关键词：工业自动化仪表；有色金属；湿法冶炼；仪表设计

前言：目前，全球已经进入了信息化时代，只有信息交换和现代化技术才能进一步带动产业发展，工业自动化仪表的出现，在很大程度上提高了对生产过程的控制能力。各种特色的新型仪表，也可以完成很多高难度的生产加工任务，通过技术的研发，在实际应用中，模拟仪表已经向数字化、智能化仪表的方向转化，这就意味着现代工业生产可以成功转型，达到大批量、大规模生产的目标。自动化仪表在有色金属湿法冶炼工艺应用中，实现了安全、高效的模式，其设计的自动化仪表系统，也满足产品性能要求。

1 自动化仪表简述

工业仪表最早是应用在化工产业，随着技术的发展，技术人员研发出了气动仪表，并在社会生产中统一使用压力仪表，这种仪表自身具备远程发送器，可以准确、及时的发出使用信号。当半导体材料出现时，技术人员利用半导体和集成电路，设计出了自动化仪表，自动化仪表的体积比较小，具备较高的运转效率和性能，受到了工业生产加工的青睐。随后出现的基地式仪表和单元组合仪表也促进了很多工业企业的生产，自动化仪表利用计算机技术对运行数据进行管理，仪表可以与自动化控制系统结合，这说明自动化仪表已经成功实现了数字化和智能化的转型。工业自动化仪表可以简单分为检测仪表、控制仪表、显示仪表，工业生产可以结合具体的生产产品，对仪表类型进行选择，检测是了解工业生产内容的基本过程，合理掌握生产参数，才能进一步展现出自动化仪表的控制水平[1]。

2 自动化仪表类型的选择

2.1流量检测仪表的选择要求

流量检测仪表可以对被测介质的成分进行鉴定，通过技术的应用会显出参数数据，进而为生产提供可以参考的数据，在有色金属湿法冶炼工艺流程中，就会利用流量检测仪表对金属成分进行分析[2]。如果被检测物质本身具有一定的腐蚀性和颗粒状杂质，在流量检测仪表应用时，要注重成品保护，避免流量检测仪表被腐蚀，所以流量检测仪表的选择要求主要注重防腐蚀和耐磨耐冲击等因素。电磁流量计根据电磁感应原理，可以对强酸、强碱物质进行检测，同时在电磁流量计应用的过程中，由于流量计安装比较方便，也可以促进物质检测效率，为后期的加工和生产预留了足够的时间。

2.2液位检测仪表的选择要求

在有色金属湿法冶炼的过程中，部门物质可能为酸性溶液，具有一定的腐蚀性，很多技术人员会选择液位检测仪表采用非接触式方式对物质进行检测，可见，液位检测仪表的选择要求是具有强腐蚀性的物质[3]。液位检测仪表又分为超声波液位计、雷达液位计，这两种仪表具有较强的穿透能力，可以准确的显示出物质成分。有色金属中富含丰富的物质，非常需要这种仪表来对物质成分进行鉴定，技术人员也可以充分利用鉴定结果，制定出具体的生产方案。

3 有色金属湿法冶炼工艺过程中的自动化仪表设计

3.1仪表设计内容

基于有色金属湿法冶炼工艺的实际步骤，自动化仪表的设计必须要结合工艺设计的内容，通过技术人员的商讨，最后确定自动化仪表设计方案。在设计过程中，技术人员要格外注重萃余液pH值检测，萃余液是有色金属湿法冶炼过程中的剩余水相，在实际生产加工时，技术人员会在其中添加浓硫酸，萃余液去除硫酸溶液中的铜[4]。为了更好的促进处理效果，技术人员应用的浓硫酸溶液pH值应该固定在0.5-1.2，具体情况下，要根据pH值的范围，选择浓硫酸溶液的浓度。

3.2自动控制设计内容

自动化仪表自动部门的设计内容非常重要，需要结合计算机技术计算的数据信息，结合实际应用标准，制定出自动化设计方案，进而满足后期的金属工业生产要求。自动控制设计要保障具备自动控制的功能，可以应对生产工业复杂的使用情况，基于此，笔者认为可以在已配置PLC控制系统的情况下，设计出全面的自动控制功能[5]。这个过程并不复杂，可以利用萃取槽工作方式，根据侵入液的流量来决定萃取槽工作方式，这样可以最大限度的满足工业需求，最后通过2级并联，使萃取槽工作方式进行连接，呈现出更强大的功能。

结语

在上文分析的过程中，笔者通过对现代有色金属湿法冶炼工艺流程的分析，已经明确指出应用自动化仪表的先进控制管理水平，针对目前工业发展情况，相关部门一定要积极落实设备革新工作，采购足够的自动化仪表设备。应用自动化仪表设备可以对工业加工过程进行监督和调整，及时发现存在的故障和工业技术应用失误情况，提高了工业生产的质量和性能。有色金属湿法冶炼工艺应用自动化仪表还需要对仪表的功能进行全面的设计，以此来促进加工效率，简化加工流程，所以技術人员要在实践过程中，仔细分析自动化仪表应用情况，总结出更多的实践经验，把其用在仪表功能设计中，使其具备更高的控制能力。

参考文献：

[1]朱孔明，张涛，范红卫，等.浅析有色金属湿法冶炼工艺过程中的自动化仪表设计[J].矿冶，2012，03（12）：79-82.

[2]熊富强，赵明智，王才明，等.锌浸出针铁矿法沉铁过程的建模研究及应用[D].中南大学，2012.

[3]颜志良，李春燕，杨世鑫，等.含钒多金属石煤矿中有价金属矿物综合回收工艺[D].湘潭大学，2013.

[4]赵仕林，马小龙，杨卫东，等.四川氟碳铈矿环境友好湿法冶炼工艺及理论研究[D].四川大学，2012.

金属冶炼 第7篇

1.1 基本情况

云南驰宏锌锗股份有限公司曲靖分公司位于云南省曲靖经济技术开发区, 占地面积1347亩, 总投资21.7937亿元, 环保投资5.05亿元, 是一个以铅锌冶炼为主的国有企业。经过十余年的发展, 公司铅锌冶炼工艺技术和装备水平居国内同行业先进水平, 达到年产电锌10万吨、电铅10万吨、粗铅6万吨、硫酸26万吨、白银150吨、黄金80公斤的生产能力, 铅锌产量居全国同行业前五强, 是云南省第一家“国家首批循环经济试点单位”。

1.2 生产工艺流程简述

驰宏公司曲靖分公司生产装置主要包括以下六个系统:

1.2.1 粗铅系统

以铅精矿为主的原料经艾萨 (ISA) 炉进行一次熔炼, 产出产品粗铅、高铅渣及烟气, 然后用鼓风炉对高铅渣进行还原熔炼, 产出粗铅及熔渣, 用烟化炉对熔渣进行烟化还原熔炼, 产出水淬渣、氧化锌烟尘。艾萨炉产出的高浓度SO2烟气经过净化后, 采用两转两吸工艺生产硫酸, 艾萨炉口的烟气经收集、除尘后排放, 鼓风炉产生的工艺烟气经布袋除尘后排放, 烟化炉产生的工艺烟气经布袋除尘、脱硫后排放, 鼓风炉、烟化炉进料口的烟气经收集、除尘后排放。生产工艺流程简图见图1。

1.2.2电铅系统

ISA炉、鼓风炉产出的粗铅进入熔铅锅进行初步精炼, 将铅进一步提纯, 再铸成阳极进入电铅锅进行电解精炼, 产出铅锭, 电解产生的阳极泥进入贵金属系统进一步处理。阳极熔铅锅烟气、电铅锅烟气分别经布袋除尘后排放。生产工艺流程简图见图2。

1.2.3 电锌及锌硫酸系统

锌精矿进入沸腾炉焙烧后, 产生的锌焙砂进入电锌系统生产电解锌, 焙烧产生的高浓度含硫烟气经净化后, 采用两转两吸工艺生产硫酸。生产工艺流程简图见图3。

1.2.4 锌合金系统

锌片在以电为热源的工频感应电炉内熔化, 去除杂质, 根据生产需要添加其他成份, 冷却后得到锌锭, 工频感应电炉口产生的烟气经收集、除尘后排放。生产工艺流程简图见图4。

1.2.5 贵金属系统

铅电解过程产生的阳极泥经过以柴油为热源的还原熔炼炉、氧化熔炼炉、氧化精炼炉冶炼, 得到金银合金板提取金、银、粗铋, 各熔炼炉产生的工艺烟气经过表冷、布袋除尘后排放。生产工艺流程简图见图5。

1.2.6 精镉项目

精镉的生产以海绵镉为主要原料, 经过以电为热源的熔炼、精炼过程后得到精镉产品, 熔炼、精炼过程产生的烟气经布袋除尘后排放。生产工艺流程简图见图6。

2 标准执行情况分析

2.1 可能涉及的废气排放标准

驰宏公司曲靖分公司是一个以铅锌冶炼为主的工业企业, 外排废气可能涉及的排放标准有以下4个:

2.1.1 GB25466-2010《铅、锌工业污染物排放标准》

有关废气方面, 该标准适用于铅、锌工业企业的大气污染物排放管理, 以及铅、锌工业企业建设项目的环评、环保设施设计、环保竣工验收及其投产后的大气污染物排放管理, 不适用于再生铅、锌及铅、锌材压延加工等工业, 也不适用于附属铅、锌工业企业的非特征生产工艺和装置。铅、锌工业指生产铅、锌金属矿产品和生产铅、锌金属产品 (不包括生产再生铅、再生锌及铅、锌材压延加工产品) 的工业。特征生产工艺和装置, 指为生产原铅、原锌金属而进行的采矿、选矿、冶炼的生产工艺及与这些工艺相关的装置。

2.1.2 GB26132-2010《硫酸工业污染物排放标准》

有关废气方面, 该标准适用于现有硫酸工业企业大气污染物排放管理, 以及对硫酸工业企业建设项目的环评、环保设施设计、环保竣工验收及其投产后的大气污染物排放管理, 不适用于冶炼尾气制酸和硫化氢制酸工业企业的水和大气污染物排放管理。

2.1.3 GB9078-1996《工业炉窑大气污染物排放标准》

该标准适用于除炼焦炉、焚烧炉、水泥厂以外, 使用固体、液体、气体燃料和电加热的工业炉窑的管理, 以及工业炉窑建设项目的环评、设计、竣工验收及其建成后的排放管理。工业炉窑是指在工业生产中用燃料燃烧或电能转换产生的热量, 将物料或工件进行冶炼、焙烧、烧结、熔化、加热等工序的热工设备。

2.1.4 GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》

按照我国污染物排放标准体系的规定, 行业排放标准与综合排放标准不交叉执行, 优先执行行业排放标准。在GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》实施后再行发布的行业性国家大气污染物排放标准, 按其适用范围规定的污染源不再执行本标准。

2标准执行情况具体分析

2.1粗铅系统 (铅硫酸系统除外) 与电铅系统

由生产工艺流程可知, 粗铅系统 (铅硫酸系统除外) 与电铅系统是典型的生产铅矿产品和铅的装置, 满足GB25466-2010《铅、锌工业污染物排放标准》的适用条件, 毫无疑问, 粗铅系统的艾萨炉烟气、鼓风炉烟气、鼓风炉、烟化炉烟气、烟化炉氨酸法尾气, 电铅系统的阳极熔铅锅烟气、电铅锅烟气均应当执行GB25466-2010《铅、锌工业污染物排放标准》。该标准没有规定NOx排放限值, 这些烟气中的NOx执行GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》。

2.2 铅硫酸系统尾气、锌硫酸系统尾气

由生产工艺流程可知, 铅硫酸生产系统、锌硫酸生产系统均是以冶炼含硫烟气生产硫酸, 不满足GB26132-2010《硫酸工业污染物排放标准》的适用条件, 其尾气排放不能执行该标准。这两个系统不是生产铅、锌及其矿产品的工业, 也不是生产原铅、原锌的特征生产工艺和装置, 不满足GB25466-2010《铅、锌工业污染物排放标准》的适用条件, 其尾气排放也不能执行该标准。根据我国污染物排放标准体系的相关规定, 铅硫酸系统尾气、锌硫酸系统尾气只能执行GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》。

2.3 锌合金系统

由生产工艺流程可知, 锌合金生产工艺是一个典型的锌材加工工艺, 不满足GB25466-2010《铅、锌工业污染物排放标准》的适用条件, 其烟气排放不能执行该标准。但工艺过程中的特征设备———工频电炉是一个以电能为热源, 将锌片熔化、加热的热工设备, 满足GB9078-1996《工业炉窑大气污染物排放标准》的适用条件, 其外排废气应当执行GB9078-1996《工业炉窑大气污染物排放标准》。该标准没有规定NOx排放限值, 该烟气中NOx排放执行GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》。

2.4 贵金属系统、精镉项目

由生产工艺流程可知, 贵金属系统、精镉项目不是生产铅、锌及其矿产品的工业, 也不是生产原铅、原锌金属的特征生产装置, 不满足GB25466-2010《铅、锌工业污染物排放标准》的适用条件, 其烟气排放不能执行该标准。但贵金属系统工艺过程中的特征设备———熔炼炉、精煤炼炉是以液体燃料 (柴油) 为热源的热工设备, 精镉项目工艺过程中的特征设备——熔炼炉、精炼炉是以电为热源的热工设备, 它们均满足GB9078-1996《工业炉窑大气污染物排放标准》的适用条件, 其外排废气应当执行GB9078-1996《工业炉窑大气污染物排放标准》。该标准没有规定NOx排放限值, 这两个烟气中NOx排放执行GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》。

3 标准执行情况比较

环保部门颁发给驰宏公司曲靖分公司的排污许可证明确了其外排废气实际执行的排放标准, 把它与经过上述分析得出的应当执行标准相比较, 发现有一些差异, 具体见表1。

4 结语

4.1 毫无疑问, 艾萨炉烟气、鼓风炉烟气、鼓风炉、烟化炉烟气、烟化炉氨酸法尾气、阳极熔铅锅烟气、电铅锅烟气应当执行GB25466-2010《铅、锌工业污染物排放标准》, 这些烟气中的NOx排放应当执行GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》。

4.2 铅硫酸系统尾气、锌硫酸系统尾气应当执行GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》。

4.3 1#锌合金环保烟气、2#锌合金环保烟气、贵金属熔炼烟气、精镉项目烟气应当执行GB9078-1996《工业炉窑大气污染物排放标准》, 这些烟气中的NOx排放应当执行GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》。

摘要：本文以云南某铅锌冶炼公司为例, 介绍了以铅锌冶炼为主的国有企业, 在公司生产线多、生产工艺复杂情况下, 结合重金属废气排放标准的具体适用条件, 明确了各外排废气应当执行的具体排放标准, 并与其现行实际执行排放标准相比较, 找出其中的异同, 最终得出了各外排废气应当执行的排放标准的结论。

关键词：重金属,冶炼,大气污染物,排放标准,执行

参考文献

[1]昆明有色冶金设计研究院, 云南驰宏锌锗股份有限公司曲靖分公司800吨/年精镉项目环境影响报告书[R].2007 (5) .

金属冶炼 第8篇

关键词：铅锌冶炼,处理,重金属废水

铅锌冶炼生产废水中含有Pb、Cd、As、Hg等的重金属废水。在废水中重金属并不是单纯的以离子状态存在,还存在络合、聚合或其他结合物状态,且废水呈酸性,这给综合治理带来极大的难度[1,2]。同时,受重金属污染的水体存在持久的危害性,随着污染物的迁移转化,重金属在空气、土壤和水体中的存在对各种生物产生严重影响。并能够在食物链中进行生物富集,积累,进而对食物链顶端的人类产生极大的危害。所以重金属治理是今后极为重要的研究课题。

近10多年来,科研人员针对铅锌冶炼重金属废水的处理开展了大量的研究工作,新技术不断涌现,呈现出新的发展趋势。本文对铅锌冶炼重金属处理技术的传统工艺和新工艺进行综述,通过比较分析,提出铅锌冶炼行业重金属废水处理技术的发展方向。

1 铅锌冶炼行业废水来源及组成

在铅锌冶炼行业中,生产废水来源较多,成分复杂,大致可分为以下几种[3,4]。一是软水站处理排水。这是新水送至软水站制备锅炉用水过程中产生的废水,这类废水不含酸,不含重金属污染物,硬度较高。二是酸性冲洗液、冷凝液和吸收液(统称为酸性废水)。包括制酸系统净化工序一级动力波洗涤产生的废酸;硫酸电除雾的冷凝液和冲洗液;锌电解的酸雾冷凝液、吸收液等。这类废水酸性高,而且重金属污染物含量较高。三是车间冲洗废水(称为污酸)。这种废水是对设备、地板、滤渣等进行冲洗所产生的废水,还包括湿法冶炼过程中因泄露产生的废液,电解车间清洗极板排水,以及跑、冒、滴、漏电解液,这种废水含酸及重金属。四是循环冷却排污水。循环冷却排污水主要为间接冷却水敞开式循环水系统产生的强制排污水。这种废水温度高,含盐高,几乎不含重金属污染物。

在铅锌冶炼行业生产废水中,第1类及第4类废水均可作为冲渣水用来水淬冷却炉渣或作为厂区绿化水,也可经中和沉淀后用作制酸烟气净化系统。具有危害性及难处理的主要为第2类及第3类含有重金属离子的废水。

2 铅锌冶炼重金属废水处理工艺

2.1 传统处理工艺

2.1.1 石灰中和法

铅锌冶炼重金属废水的传统处理工艺有许多种[5,6,7,8],我国铅锌冶炼废水处理多采用传统的石灰中和法。酸性废水多采用一段或两段石灰中和法,在降低酸度的同时使重金属离子以氢氧化物沉淀形式脱除。同时,因为污酸的酸度远高于酸性废水,且含有较多的As、F、Cd等元素,通常由单独的收集管网输送至污酸处理站处理。且多采用石灰中和法进行预处理,降低酸度后再按酸性废水工艺进行处理。污酸经中和预处理后送至酸性废水处理系统,但预处理中As、Cd、F等元素去除效果不理想,大量的As、Cd、F等元素进入酸性废水处理系统,增加了原本As、Cd、F等元素含量不高的酸性废水处理系统负荷,加大了处理难度,影响其处理效果。并且石灰中和法会产生大量的中和渣占用场地,金属在中和渣中被稀释,不利于回收,处理后水含钙离子较高,容易结垢对管道设备造成影响。

虽然石灰中和法因其去除污染物范围广、处理成本低、不产生二次污染而被广泛应用,但存在实际操作参数难以掌握,处理效果不稳定,沉渣量大,含水率高,对p H值要求严格等不足之处。

2.1.2 硫化物沉淀法

硫化物沉淀法也是一种去除重金属离子的有效方法。利用重金属硫化物溶解度低的原理,废水中低浓度重金属离子容易与S2-结合形成沉淀物,生成的被属硫化物沉淀物的溶度积要远低于其相应的氢氧物沉淀。硫化物沉淀能在宽的p H值范围内对重金属离子有较高的去除效率。金属硫化物比氢氧化物更密实,脱水性能更好,从而使出水容易达到排放标准。

然而由于硫化物沉淀细小,很难通过沉淀或过滤的办法去除,并且使用硫化物沉淀法会产生有毒的硫化氢气体。使用该方法要求在中性和碱性条件下操作。目前硫化沉淀法主要作为废水处理的辅助手段,用于废水的二段或三段处理,以保证出水达标排放。

2.1.3 电解法

电解法[9,10]是利用金属的电化学性质,在直流电的作用下,重金属化合物在阳极离解成金属离子,在阴极还原成金属,从而除去废水中的重金属离子。电解法处理重金属废水具有运行可靠、操作简单、劳动条件好等特点。但它只适合处理高质量浓度的重金属废水。因其电耗高、投资成本高,在含重金属废水的处理上未能得到普遍应用。为了克服这些缺点,研究人员提出电解法与其他污水处理方法相结合的工艺,如离子交换—电解、吸附—电解、络合超滤—电解、共沉淀—电解等方法联合使用以回收重金属。

以上铅锌冶炼重金属废水传统处理工艺主要是通过废水中重金属离子发生化学反应的方法。废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下通过吸附、浓缩、分离或者借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法也是研究人员不断探索的处理铅锌冶炼重金属废水的传统方法。

2.2 新工艺

针对传统处理工艺的缺点,铅锌冶炼重金属废水处理技术正在向先进替代工艺或联合处理工艺方向发展。

2.2.1 电絮凝法

电絮凝法[10,11,12]是传统石灰中和工艺与电絮凝技术工艺的结合。电絮凝反应原理是以铁为阳极,在直流电作用下,阳极被溶蚀,产生Al3+、Fe3+等离子,再经一系列水解、聚合及亚铁的氧化过程,发展成为羟基络合物、多核羟基络合物以及氢氧化物,使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离。同时,带电的污染物颗粒在电场中泳动,其部分电荷被电极中和而促使其脱稳聚沉。

2.2.2 生物吸附法

生物吸附法[10]是利用生物体(如细菌、真菌、藻类、酵母等)本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的重金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的重金属离子的方法。

作为近年来新兴的一种水处理方法,其具有原料来源丰富,成本低,无二次污染,并且生物吸附剂可以降解和易解吸等优点,在处理低浓度重金属工业废水方面有着极为广阔的发展前景。目前,国内外学者研究了用实验室培养的纯生物体吸附废水中低浓度重金属离子的技术,研究发现,有些生物体在间歇条件下和极短的时间内能将金属离子浓度降低95%以上。但是,实际的工业废水一般含有多种金属离子,难以利用纯种微生物达到处理目的。因此,研究纯种微生物吸附重金属已不能满足实际需求。寻求高效、经济和实用的生物体吸附工业废水中的重金属的方法尤为重要。

2.2.3 膜分离技术

膜分离技术[10,11,12,13]是铅锌冶炼工业废水处理的新工艺。铅锌冶炼废水是典型的结垢性和腐蚀性废水,常规的重金属处理工艺不能满足生产回用水标准的要求,必须对生产废水进行脱盐深度处理,从而实现废水的减排。常用的脱盐工艺有离子交换、膜分离、电渗析等。但离子交换法和电渗析法由于成本高,操作复杂等原因不适合高含盐的铅锌冶炼废水脱盐处理,而反渗透膜处理技术是当前工业用水脱盐处理的首选方案。

反渗透的概念始于渗透现象。以只允许水透过的高分子半透膜作为介质,两侧分别是盐水和纯水时,由于右侧室纯水的质量浓度高于左侧室盐水的质量浓度,纯水将向左侧盐水室扩散透过,这种质量浓度差导致的迁移过程就是渗透。当纯水不断进入左侧室,到渗透停止平衡时左侧盐水室的液面要明显高于右侧纯水室,两者之间的压差称为渗透压。如此在左侧盐水室上方施加大于渗透压的机械外压,盐水中的纯水将逆向通过半透膜,进入右侧纯水室,这种施加机械外压,克服质量浓度差导致的逆向迁移过程就是反渗透,利用这种原理,就可以实现对重金属废水的处理。

2.2.4 其他方法

随着铅锌冶炼重金属废水处理工艺的不断发展,研究人员正在研究开发新的处理工艺技术。但许多处理工艺在国内尚处于试验阶段。如流态化结晶法。该方法是利用诱导结晶原理和流化床方法将要去除的物质结晶沉积在填料的表面上,从而达到有效去除废水中的重金属离子的目的。利用这种方法可以去除的重金属离子如Cu2+,Ni2+,Cd2+,Pb2+,Ca2+等。

微电解法是一种利用金属腐蚀原理来处理重金属废水的工艺技术,又称为内电解法。微电解的电解材料一般选用两种及以上电位相差较大的颗粒物,在无外加电场的作用下,阴、阳极之间因为电位差形成微电池效应而对污染物产生物理化学作用。微电解处理重金属废水是电化学絮凝吸附、电极反应、置换反应、中和及共沉淀等综合作用的结果。

3 结论

金属冶炼 第9篇

关键词：铅冶炼,土壤,大气重金属,沉降特征

1 材料与方法

1.1 监测点布设

本文选取某铅冶炼厂附近农田作为试验地，并在该厂区东、西、北三个方向约500m距离布设三个监测点：监测点A、监测点B和监测点C。厂区属北亚热带偏北高原季风气候区，四季气候变化不明显，冬无严寒，夏无酷暑。年日照时数2030.2h。年平均气温14.7℃，年平均降水量810.8mm，年最大降水量509.7mm，年最小降水量215.5mm，降雨多在7～8月，主导风向为南风。

1.2 土壤监测采样

该厂区所在区域土壤类型主要有：红壤、黄壤、石灰土、水稻土、红色石灰土、冲积土等，其中，红壤面积最大，占土地总面积的38.97%。在监测点A、监测点B和监测点C用无盖聚乙烯桶作为沉降接收容器，以月为周期，采集干湿沉降混合样品，共收集36个样品。采样器放置点的注意事项主要有：(1)应设置在离开树林、土丘及其它障碍物足够远的地方；(3)采样器应固定在支撑面上，使接样器的开口边缘处于水平，离支撑面的高度大于1.2m，以避免雨大时泥水溅入试样中；(3)采样器周围基础面要坚固，或有草覆盖，避免大风扬尘给采样带来影响。

1.3 数据处理及结果

重金属月沉降通量计算公式如下：

式中，F为月沉降通量，mg/m[2];Qs为每月重金属溶解部分，mg/m[2];Qi为每月重金属沉淀部分，mg/m[2];V为溶液总体积，L;Cs为溶液样品元素浓度，mg/L;M为月沉淀总质量，g;Ci为沉淀样品元素质量分数，mg/g;S为监测面积，m[2]。采用算数加和得到年沉降通量，mg/m[2]·a。通过计算，得到土壤中Pb的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.00583mg/m[2]·a、0.00831mg/m[2]·a、0.00601mg/m[2]·a、0.00457mg/m[2]·a及0.00618mg/m[2]·a;As的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.000984mg/m[2]·a、0.001002mg/m[2]·a、0.000835mg/m[2]·a、0.000734mg/m[2]·a及0.000889mg/m[2]·a;Hg的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.000106mg/m[2]·a、0.000138mg/m[2]·a、0.000098mg/m[2]·a、0.000084mg/m[2]·a及0.000106mg/m[2]·a;Cd的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.0193mg/m[2]·a、0.0206mg/m[2]·a、0.0084mg/m[2]·a、0.0066mg/m[2]·a及0.013725mg/m[2]·a。

1.4 大气沉降量预测

大气沉降量预测采用宁波五六软件开发室开发的EIAPro A2008大气预测软件，根据该厂区大气污染源强，在预测方案中勾选“计算总沉积率”参数，分别对Pb、As、Hg、Cd进行季均和全时段预测，预测总沉积量结果为：Pb的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.00468mg/m[2]·a、0.00513mg/m[2]·a、0.00301mg/m[2]·a、0.00215mg/m[2]·a及0.003743mg/m[2]·a;As的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.000673mg/m[2]·a、0.000629mg/m[2]·a、0.000545mg/m[2]·a、0.00031mg/m[2]·a及0.000539mg/m[2]·a;Hg的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.000083mg/m[2]·a、0.000102mg/m[2]·a、0.000075mg/m[2]·a、0.000058mg/m[2]·a及0.0000795mg/m[2]·a;Cd的春、夏、秋、冬季节的沉降通量及年沉降通量分别为0.00783mg/m[2]·a、0.00894mg/m[2]·a、0.00616mg/m[2]·a、0.00487mg/m2·a及0.00695mg/m2·a。

2 铅冶炼厂附近农田区域重金属沉降过程中的时间分布特征

大气重金属沉降主要受降雨类型、降雨量、风速、风向等气象条件、季节变化以及降尘来源和性质等多种因素的影响，因此具有一定的时间分布特征。根据差异显著性检验及大气季均沉降量预测结果表明，随着季节的交替，四种重金属沉降通量存在一定的变化规划。Pb、As、Hg、Cd季节沉降量最高值多出现在夏季，最低值出现在冬季。主要是由于该厂区所处地区7～8月降雨较多，空气中不能自由降落的尘粒被雨水带到地表，从而使土壤中重金属元素沉降量增加。而冬季雨水较少，且风速较大，易于污染物扩散，因此其沉降量相对较低。

3 结语

综上所述，通过计算出Pb、As、Hg、Cd季节沉降量，得到铅冶炼厂附近农田区大气重金属沉降季节规律特征，为环境影响评价中冶炼厂选址、平面布置、大气污染防治措施、及其周边土壤重金属影响因素分析提供参考依据。

参考文献

[1]汤洁,韩维峥,李娜,等.哈尔滨市城区大气重金属沉降特征和来源研究[J].光谱学与光谱分析,2011,13(11):89-95.

[2]胡恭任,戚红璐,于瑞莲,等.大气降尘中重金属形态分析及生态风险评价[J].有色金属,2011,11(05):120-134.

金属冶炼 第10篇

1 内容与方法

1.1 内容

对两冶炼厂进行职业卫生学现场调查,其内容主要包括总体布局、生产工艺、生产设备及布局、生产过程中的物料及产品、职业病防护设施、劳动者的工作状态(包括劳动者人数、在工作地点停留时间、工作方式、接触有害物质的程度、频度及持续时间等)、个人使用的职业病防护用品、职业卫生管理制度、职业卫生管理机构、应急救援设施、职业健康监护等。通过以上调查,结合岗位作业人员砷化合物个体采样检测结果进行综合分析,以确定砷化合物的危害程度及其防护水平。

1.2 方法

1.2.1 采样设备

FCS-10型中流量采样器,用于定点采样;GILAIR 5系个体采样器,用于个体采样;浸渍微孔滤膜:将微孔滤膜在浸渍液(9.5 g 碳酸钠溶解于100 ml 水中,加入5 ml 丙三醇,摇匀)中浸泡30 min后晾干,备用。

1.2.2 样品采集

①定点短时间采样法:按照《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》(GBZ 159-2004)的要求,对工作场所存在砷危害的作业岗位进行空气样品采集。选择有代表性的作业岗位,在一个工作班内空气中有害物质浓度最高的时段进行采样。将装有浸渍微孔滤膜的采样器以5 L/min的流量连续采集15 min,每个作业岗位在不同时间段采集3个有效样品。同时作空白对照试验。②个体长时间采样法:按照《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》(GBZ 159-2004)的要求,对可能接触砷化合物的作业工人进行个体采样。选择不同工作岗位的、接触砷化合物浓度最高和接触时间最长的作业工人作为采样对象。将空气收集器佩带在作业工人的前胸上部,其进气口尽量接近呼吸带,以1 L/min 流量连续采集8 h。同时作空白对照试验。

1.2.3 分析方法

①检测仪器:AF-620型原子荧光分光光度计;②检测方法:按照《工作场所空气有毒物质测定 砷及其化合物》(GBZ/T 160.31-2004)的要求,将采过样的滤膜放入微波消解器的消化罐中,加入3 ml 硝酸(优级纯)和2 ml 过氧化氢(优级纯)后,置于微波消解器内消解。消解完成后,在水浴中挥发硝酸至近干。用1%的盐酸溶液定量转移入具塞刻度试管中,定容至25 ml。取出10 ml 于另一具塞刻度试管中,加入2.0 ml 预还原剂(称取12.5 g 硫脲,加热溶于约80 ml 水中,冷却后,加入12.5 g 抗坏血酸,溶解后,加水到100 ml,贮存于棕色瓶中)溶液,混匀,供测定。

1.2.4 评价方法

通过职业卫生现场调查、职业卫生检测等方法收集数据和资料,并结合职业病防护设施和个人职业病防护水平,依据《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》(GBZ 2.1-2007)[2]和《工作场所职业病危害作业分级 第2部分:化学物》(GBZ/T 229.2-2010)的相关规定,对生产期间作业人员的砷化合物接触水平及职业健康影响进行综合评价。

2 结果

2.1 职业卫生现场调查

2.1.1 企业基本情况

A冶炼厂闪速熔炼铜冶炼技术于2009年5月正式投入使用,B冶炼厂氧气底吹铅冶炼技术于2009年8月正式投入使用,均已稳定生产2年,产品产量、质量等均达到了预期的目标。

2.1.2 生产工艺

A冶炼厂采用闪速熔炼铜冶炼技术,该工艺目前为世界先进,生产过程中逸散到工作场所空气中的烟尘较少。主要工艺流程为:铜精矿干燥→闪速炉熔炼→转炉吹炼→阳极炉精炼→阴极电解(铜产品)→卡尔多炉处理阳极泥回收贵金属(金、银产品)。

B冶炼厂采用氧气底吹铅冶炼技术,该技术为目前国内领先,生产过程中逸散到工作场所空气中的烟尘较少。主要工艺流程为:铅精矿→氧气底吹炉粗炼→鼓风炉提炼→阴极电解(铅产品)→贵铅炉、分银炉处理阳极泥回收贵金属(金、银产品)。

2.1.3 职业病防护设施

A冶炼厂各炉体均为密闭负压状态,采用喷枪密闭加料,有效防止了烟尘外逸。炉体仅留有出铜口和出渣口,在出铜口和出渣口安装有环境集烟系统,将收集的烟气经喷雾冷却、布袋除尘后进入尾气处理系统,最后达标排放。经调查分析,确定A冶炼厂存在砷危害的车间主要是贵金属车间、熔炼车间、硫酸车间和亚砷酸车间。

B冶炼厂各炉体均为密闭负压状态,采用皮带运输加料,有部分烟尘从加料口逸出。各熔炼炉均露天布置,有利于毒物扩散。炉体仅设置有出铅口和出渣口,在出铅口和出渣口均安装有通风排毒除尘装置,收集的烟尘经尾气处理系统进行净化,最后达标排放。经调查分析,确定B冶炼厂存在砷危害的车间主要是粗炼车间和贵金属车间。

A冶炼厂和B冶炼厂生产工艺机械化、自动化程度高,各车间均设有集中控制室,室内安装有集散控制系统(DCS),在正常运行状态下作业人员主要在控制室内通过计算机进行操作,另安排有专人进行定期外围巡检,极大减少了工人接触毒物的概率。

2.1.4 职业卫生管理情况

A冶炼厂和B冶炼厂均设有安全环保部,由其负责全厂的职业卫生管理工作,配有专职和兼职职业卫生管理人员,制定了相应的职业卫生管理制度、职业卫生档案及应急救援预案。每年2家企业都委托江西省职业病防治研究院对其工作场所进行一次全面的职业病危害因素现场检测与评价。

2.1.5 职业健康监护情况

A冶炼厂和B冶炼厂自2009年投产以来,每年都委托江西省职业病防治研究院对职工进行职业健康检查。按相关要求定期安排在职职工进行在岗期间的职业健康检查,对新进人员进行岗前职业健康检查,对离岗人员进行离岗后职业健康检查,以及时发现职业禁忌证、职业病或疑似职业病人员。通过对A冶炼厂和B冶炼厂2年来共1 356人次(其中A冶炼厂1 025人次、B冶炼厂331人次)的尿砷检测结果进行调查,未发现职业病患者或疑似职业病者。

2.1.6 个体防护用品配置情况

A冶炼厂和B冶炼厂均制定了《职工劳保用品发放管理制度》,通过现场调查发现,两企业均能按规定为职工定期发放相应的个体防护用品,如为接触粉尘的作业人员配备了防尘口罩;为接触化学毒物的作业人员配备了防护眼镜、防护手套、过滤式防毒口罩等;为接触高噪声的作业人员配备了防噪声耳塞。

2.2 砷化合物检测结果与评价

2.2.1 检测结果

本次对A冶炼厂存在砷危害的63个作业点和B冶炼厂存在砷危害的14个作业点进行了现场定点检测;另外,对A冶炼厂5个工种12名操作工和B冶炼厂3个工种10名操作工进行了砷化合物个体采样,检测结果分别见表1、表2。

以B冶炼厂为例,对其改造前后工作场所中砷化合物浓度进行统计分析,结果见表3。

注:CTWA—时间加权平均浓度;PC-TWA—时间加权平均容许浓度。

注:t=2.54,P<0.01。

2.2.2 评价

A冶炼厂和B冶炼厂均为我国知名的国有有色金属冶炼企业,通过引进目前国际先进的成熟冶炼工艺,已基本淘汰了落后的生产工艺,跻身于环保型冶炼企业行列。从表1、表2检测结果来看,在检测的77个作业点和22个作业工人的采样样品中,只有A冶炼厂的熔炼车间有1个作业点(排风机巡检岗位)砷化合物浓度超标,最高检测浓度为0.0532 mg/m3,其余检测结果均符合国家职业卫生标准限值的要求。A冶炼厂总合格率为98.4%,B冶炼厂总合格率为100%,表明A、B 2家金属冶炼企业所采用的生产工艺是成熟先进的,所采取的职业病防护设施是切实可行的。

通过表3的统计分析可以看出,B冶炼厂改造前后工作场所砷化合物浓度差异有统计学意义,改造后砷化物浓度明显低于改造前,表明B冶炼厂采用氧气底吹铅冶炼技术后砷危害得到了有效控制。

根据《工作场所职业病危害作业分级第2部分:化学物》(GBZ/T 229.2-2010)的规定,除A冶炼厂排风机处砷化合物作业分级为Ⅱ级(G=21<24,中度危害作业)以外,两冶炼厂其他工作场所中砷化合物作业分级均为0级(相对无害作业)。结合表2的检测结果进行综合分析,认为在生产设备、防护设施正常运转的情况下,两冶炼厂针对砷危害的控制效果较好。在目前的生产条件和防护状态下,作业人员若能遵守操作规程并佩戴好个体防护用品,将不会对职工造成明显砷危害,能有效保护职工职业健康安全,符合《中华人民共和国职业病防治法》和《工业企业设计卫生标准》(GBZ 1-2010)等相关法律、法规的要求。

3 讨论

本次A冶炼厂熔炼车间排风机处砷化合物浓度检测结果超标,通过现场调查分析,其超标原因为排风机密封性能不良,可能是密封圈老化或管道腐蚀穿孔,收集到的有毒有害烟尘不能及时有效排出,有轻微泄漏,致使含砷的有毒烟气逸散到工作场所空气中,导致砷化合物浓度超标。应立即停机检修,查找原因,确保排风机及其通风管道处于良好的密封状态,使工作场所空气中砷化合物浓度达到国家职业卫生标准的要求。

砷在体内有较强的蓄积性[3],且砷化合物可引起肺癌、肝癌、膀胱癌及皮肤癌等[4]。鉴于此,建议对可能接触砷的作业人员宜佩戴过滤式防毒面罩,并定期进行职业健康检查。

企业应定期对职业病防护设施进行维护、检修和保养,对通风管道及其设备的密封性能和风机强度进行检测,以确保其通风排毒效果。进一步加强对职工的职业健康安全教育,提高职业病防护意识,督促作业人员佩戴好个体防护用品,以保障职工的职业健康,防止职业病的发生。

摘要：目的 了解江西省2家大型国有金属冶炼企业(A冶炼厂、B冶炼厂)工作场所空气中砷化合物浓度及其危害程度。方法 对存在砷危害的作业岗位进行现场调查,并对空气中砷化合物浓度进行现场检测。结果 A厂和B厂车间空气中各作业点的砷化合物浓度总合格率分别为98.4%和100%,个体采样均全部合格。根据《工作场所职业病危害作业分级第2部分:化学物》(GBZ/T 229.2-2010)的规定,A冶炼厂排风机处砷化合物作业分级为Ⅱ级,属中度危害作业,两冶炼厂其他工作场所砷化合物作业分级均为0级,属相对无害作业。结论 2家金属冶炼厂针对砷危害所采取的控制措施是切实可行的,可有效保护工作场所作业人员的职业健康,符合职业卫生相关法律、法规的要求。

关键词：职业危害,砷,现状调查,评价

参考文献

[1]普显宏.砷中毒及其预防[J].劳动保护,2007.5:93.

[2]GBZ2.1-2007.工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素[S].

[3]彭珊茁,蔡原.砷的生物学指标研究进展[J].中国工业医学杂志,2006,19(3):168-171.

金属冶炼 第11篇

1 材料及方法

1.1 样品采集与处理

在样品采集时, 以冶炼转炉粉尘为采集对象, 采用四分法进行取样。同时, 在自然条件下将所采集的样品进行风干, 保存于玻璃瓶当中, 以方便测试使用。

1.2 测试方法

本次主要就重金属粉尘、烟尘粒度特征、重金属粉尘组分和烟尘表面特征进行分析。其中, 在粒度特征分析时, 采用激光粒度仪进行测定;在粉尘组分分析时, 采用微波消解-ICP法进行测定;在粉尘表面特征分析时, 采用场发射枪扫描电镜进行测定。

2 结果与讨论

2.1 粉尘、烟尘粒度特征分析

2.1.1 熔炼粉尘

采用电除尘法将熔炼中粉尘进行收尘以后, 将其送至制酸系统进行收尘灰粒度分析, 见表1。

从表1可以看出, 在0.1~1μm区间的粉尘粒度占0.00%;在0~10μm区间的粉尘粒度占9.85%;在2.5μm以下的粉尘粒度占1.67%。由此可见, 收尘灰中可入肺颗粒在0.1~2.5μm分布范围内, 占1.67%, 可吸入颗粒在2.5~10μm分布范围内, 占8.18%。

2.1.2 转炉烟尘

采用电除尘法将熔炼中烟尘进行收尘以后, 将其送至制酸系统进行收尘灰粒度分析, 见表2。

由表2可知:收尘灰中在0.1~1μm粒度区间的占0.04%;在0~10μm粒度区间的占14.98%;其中<2.5μm的占2.38%。基于上述数据可知, 该收尘灰的可入肺颗粒 (PM2.5) 占2.34%, 可吸入颗粒 (PM10) 占15.02%。

综上所述, 通过收尘后的镍冶炼中的转炉粉尘送至制酸系统进行收尘灰粒度分析, 发现粉尘的排放量较少;但值得注意的是, 对于未收尘的无组织的粉尘, 由于其自身含有大量的可吸入颗粒, 因此具有较大的危害性。

2.2 粉尘组分分析

熔炼炉转炉收尘灰样品采用微波消解法进行消解, 消解后样品采用ICP-OES (等离子耦合发射光谱仪) 对其重金属含量进行测定。

在微波消解体系中, 我们将微波消解仪消解时间设定为30min, 这样能够确保拥有充够的消解时间。同时, 采用的酸消解体系为HNO3-HCl-HF来消解熔炼炉粉尘的沉积物, 其添加量分别为6、2、6 m L;并采用酸消解体系为硝酸-双氧水 (9+1m L) 来消解转炉烟尘的沉积物。分析熔炼粉尘和转炉粉尘的成分组成时, 熔炼炉转炉粉尘重金属元素含量见表3。

由表3得知, 铜含量高于其他重金属, 镍含量次之, 熔炼炉粉尘中重金属含量从高到低的排列顺序为:铜>镍>锌>铅>铬;转炉粉尘中重金属含量从高到低的排列顺序为:铜>镍>锌>铅>铬。在冶炼过程中, 考虑到众多因素的影响, 且不同重金属元素存在不同的沸点, 因此, 转炉粉尘中的重金属含量分布也存在一定的差异。可见, 我们应采用除尘器飞灰来实施重金属废气的控制。

2.3 粉尘表面特征分析

2.3.1 熔炼粉尘

采用电除尘法进行熔炼粉尘处理, 采用场发射枪扫描电镜, 在低倍数和高倍数下对收尘灰进行表面特征分析。

通过分析得知, 在低倍数下粉尘为絮状颗粒, 颗粒物表面较为细致, 部分颗粒呈蜂窝状。在高倍数下, 粉尘呈现出不规则球状晶体, 圆润光滑, 且粒径大小不一。另外, 粉尘表面主要以氧、硫、铁、铜、镍元素为主, 而收尘灰中主要以三氧化二铁、四氧化三铁为主。

2.3.2 转炉粉尘

采用电除尘法进行转炉粉尘处理, 采用场发射枪扫描电镜, 在低倍数和高倍数下对收尘灰进行表面特征分析。

通过分析得知, 在低倍数下粉尘为絮状颗粒, 颗粒物表面较为细致, 部分颗粒呈蜂窝状。高倍数下, 粉尘呈现出不规则长方体晶体, 表面光亮, 且粒径大小不一。粉尘元素含量见表4。

由表4得知, 该粉尘表面主要以氧、硫、为主, 还有部分的铁、铜、镍等元素, 而收尘灰中主要以三氧化二铁、四氧化三铁为主。

3 结论

综上所述, 本文通过对镍冶炼重金属收尘灰的粒度特征、烟尘组分和烟尘表面特征进行分析得知, 粉尘由大量细小晶体颗粒构成, 表面重金属含量较低。在烟粉尘污染治理时, 由于部分重金属粉尘未能在集烟系统中得到彻底的处理, 大量排放于环境中, 从而给人体造成严重的危害。因此, 提高集烟系统的效率, 有利于合理控制含重金属粉尘的传播。

参考文献

[1]徐庆新.红土矿的过去与未来[J].中国有色冶金, 2005 (6) :1-8.