清洁生产理念在铅锌矿选矿中的应用

高 翔 魏立安 邵谱生

(南昌航空大学环境与化学工程学院，江西 南昌 330063)

0 前言

铅锌矿，是富含金属元素铅和锌的矿产，铅锌用途广泛，用电气工业、机械工业、军事工业、冶金工业、化学工业、轻工业和医药业等领域。此外，铅金属在核工业、石油工业等部门也有较多的用途，因此铅锌矿采选业的前景十分广阔。我国的铅锌矿主要集中在云南、内蒙古、甘肃、广东、湖南和广西。铅锌矿在采选过程中产生的污染问题较为严重。2011年2月，国务院正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》，铅锌采选冶业为重点防控行业，铅、锌分别列为第一类和第二类污染物，并且将14个省区列为重点治理省区。到2015年，重点治理省区铅、锌污染排放量应比2007年减少15%[1]。

铅锌矿选矿业废弃物主要为尾矿。尾矿中含有较多的重金属，如铅、锌、铜、砷、镉等，重金属进入人体后难以排除，导致脑血管和肝、肾疾病，甚至造成死亡，其对环境的污染主要通过以下三种途径：一种是尾矿在风化过程中逸出某些有害气体，经大气传播而污染；另一种是极细的尾矿砂粒受风吹的作用(甚至可形成沙暴)，使周围环境受到严重危害；三是遇到讯期，尾矿连同雨水流入农田、河流，使地下水造成危害。这一系列问题都应引起社会的强烈关注[2]。

为了控制铅锌矿选矿企业污染事件的发生，我国每年投入了大量的人力、物力和财力来治理这些企业引起的污染，但是处理的效果远远到不到预期的目标，传统的末端治理已经不能满足环境的需求。面对铅锌选矿的污染现状以及资源、能源的大量浪费，推进我国铅锌选矿业向可持续发展的循环经济方向前进，就必须走清洁生产的道路。

本文以某铅锌矿选矿企业清洁生产工作为例介绍铅锌矿选矿业清洁生产审核的方法，在清洁生产审核过程中，始终将清洁生产技术应用放在首位，通过对清洁生产技术的应用达到解决公司环境污染的问题。

1 铅锌选矿工艺及污染源分析

铅锌选矿的过程一般可概括为原矿破碎、球磨分级、浮选以及尾矿运输。整个选矿工艺的污染源主要有：原矿堆场、精矿堆场以及尾矿库排出的废水；碎矿、磨矿和筛分工序产生的粉尘；碎矿、筛分、磨矿工序产生的噪声以及尾矿库中的尾矿砂。选矿工艺流程及污染源分布图见图1。

图1 选矿工艺流程及污染源分布图

2 企业清洁生产审核开展情况

某小型铅锌选矿企业始建于2004年，现日处理矿石100t。2012-2013年该企业开展了清洁生产审核工作，对照《铅锌行业清洁生产评价指标体系(试行)》[3]，同时采用《清洁生产评价体系编制通则(征求意见稿)》中的评价方法，审核前企业清洁生产水平见表1。

表1 审校前企业清洁生产水平

从表1中可以看出，由于尾矿没有综合利用，伴生元素回收率不高，车间卫生环境缺少监测数据，4个指标均为零分，从而导致得分偏低。总体上说，目前该企业清洁生产水平较低，有较大的清洁生产潜力。

3 清洁生产潜力分析

3.1 污染物减排潜力分析

(1)公司尾矿没有得到综合利用，每年约产生1.3万余吨尾矿均堆放在尾矿库中，给公司环保工作带来巨大压力；

(2)公司在选矿工艺中，由于技术所限，导致原矿中伴生元素(主要为S、Ag)回收率不高，从而使得尾矿库外排废水中含较多的重金属元素。

3.2 节水潜力分析

由于生产设计缺陷，原矿堆场和精矿堆场的雨淋废水以及精矿含水均直接外排，没有回用于浮选工序，循环水利用率偏低，不仅增加了选矿新鲜水用量，而且污染了环境。

3.3 节能潜力分析

(1)碎矿工序中，破碎机工作效率较低，并且碎矿粒度较大，导致磨矿工序耗电量较大；

(2)公司主要耗能设备均未进行变频改造，由于矿石处理量的不规律性，常常导致“大马拉小车”的现象，耗能严重。

4 实施清洁生产方案

根据表1中体现的企业清洁生产水平较低的情况，结合企业清洁生产潜力分析，从企业的生产实际出发，提出了若干清洁生产改造方案，见表2。

表2 清洁生产方案

5 清洁生产成效

审核后，根据企业生产统计数据显示，年减少电力消耗16万kW·h，折合标煤19.66 tce；尾砂制砖为企业创造年利润200余万元；尾矿选硫、引入浮选柱工艺，将企业主要产品铜锌精矿及其伴生元素银的回收率平均提高2个百分点，年创造效益30余万元。同时，企业各类污染物也得到了一定的削减，CODCr年削减量达到14t，一类金属总量大幅削减。结合表1中指标，企业资源能源利用指标得到进一步提升，尾矿得到了很好的综合利用，最后评分为92分。通过开展清洁生产工作，企业资源能源利用、污染物产生与排放清洁水平得到显著提高。

[1]《重金属污染综合防治“十二五”规划》获国务院批复[J].特种铸造及有色合金，2011(05)：417.

[2]杜向红.铅锌矿尾砂综合回收与利用技术研究[D].中南大学，2012.

[3]铅锌行业清洁生产评价指标体系(试行)[S].国家发展和改革委员会，2007.

[4]黄光洪，张冬松，魏党生.浮选柱在国外提高铜精矿品位的生产实践[J].湖南有色金属，2001，17(1)：8-11.

[5]陈泉源，张泾生.浮选柱的研究与应用[J].矿冶工程，2000，20(3)：1-4.