有色金属行业污染防治及减排之路探析

王明明，王 静

（中赟国际工程股份有限公司，郑州 450007）

从客观来看，有色金属行业对于我国国民经济的发展具有不可或缺的奠基作用，在该行业价值不容小觑的同时，鉴于其作为产生重金属污染物，如汞、铅、砷等的主要产业领域，“三废”排放过程容易对自然环境、生态发展造成严重破坏，故如何处理该行业污染、实现减排，淘汰落后产能、集中优势产能、实现技术创新，对于全面提升行业竞争实力，推动该行业永续发展极具重要意义。

1　我国有色金属行业发展现状

1.1　能源消耗及污染严重

对于我国国民经济发展而言，有色金属产业不仅是基础性原料产业，而且其能源消耗大户的角色毋庸置疑。统计数据显示，仅2009年，我国有8 314万t标准煤用于有色金属行业消耗，约占据全国全年范围内消耗总量的4.3%，电力消耗量更是占据总量的6.6%。2010年，由有色金属行业排放的工业“三废”，如固体废物、烟尘、粉尘、二氧化硫、废水及废气总量更是占据我国九大材料制造行业近40%，其中废气排放跃居第三[1]。除此之外，每年有色金属行业产生的废石、尾砂分别上亿吨、千万吨，需要占用大量土地资源，而且仅有极少部分能够经再处理而实现重复利用或排放。

1.2　矿产资源利用率不高

当前，基于我国有色金属行业技术所限，矿产资源利用率较低，与发达国家70%～75%的利用率相比，我国利用率平均值仅为60%。其中，对于共伴生有色金属的综合利用率更为低下，仅为40%（国外平均值可达到60%）。从侧面来看，我国当前有色金属矿山多采用粗放型开发或高强度开发的不合理模式，能源利用率较低，这显然对资源造成严重的浪费。高品位、易开发资源不断枯竭的同时，贫、杂资源开采量不断扩大，这便从总体上提升了我国有色金属矿产资源的开发利用难度[2]。

1.3　产业集中度低

从我国目前的有色金属产业结构来看，整体产业链较短，产品的附加值不高，即低附加值的初级产品种类多、数量大，而高附加值的高级产品种类单一、数量少，这阻碍了我国有色金属行业产品竞争力的长远提升，增加了在国际有色金属行业站稳脚跟的难度，也加剧了可替代产品的替代性风险。更有甚者，产业集中度低下的局面下，以初级产品卖出后再以高价格买回自国外深加工的高级产品现象时有发生。

2　当前我国有色金属行业新型技术突破

2.1　废水处理方面

目前，化学沉淀、离子交换以及萃取等方法已在我国有色金属行业废水处理方面广泛应用，但经处理的水质结果表明，其质量与行业规定的重金属废水排放标准相比还存在一定的差距，更别提与其他发达地区水质标准相比较。废水回收和再利用率不超过50%，而若使用处理效果相对较理想的膜分离、蒸发浓缩等法，难免增加操作难度和处理成本，故推广应用难度非常大。近年来，全国各大高校、科研院所纷纷投入财力、精力针对废水处理展开攻关。其中，中南大学围绕有色金属行业废水出水硬度高、深度净化难以及水力停留周期长等问题，创新性研发出微生物特异性深度处理技术，尤其在高浓度、含汞污水处理方面效果较好，成功应用于10多家企业废水处理工程，如河南豫光金铅股份有限公司等[3]。此外，北京矿冶研究总院设计研发的高浓度泥浆法废水处理技术在处理重金属酸性废水方面，对操作难度大、易结垢、回收率低等问题处理效果较好。

2.2　废气处理方面

有色金属开发利用过程所产生的工业废气中重金属成分复杂、颗粒粒度较小且气体整体含尘量大，如何对废气中重金属有价成分回收，实现气固分离是工作重点。为此，人们开发设计出新型滤料滤膜、气固分离装置，从而高效回收有价成分。同时，针对废气中的浓度波动性较大的二氧化硫成分，有企业自主开发出针对低浓度二氧化硫处理的碱液吸收工艺，能够实现二氧化硫自氧化还原，实现硫成分向硫酸氢钠、硫磺的转化，该工艺目前已于郴州成功建立（10 000 m3/h）示范工程[4]。

2.3　废渣处理方面

在处理有色金属行业重金属（如砷、铬等）有毒废渣方面，砷污染物集中安全处理技术、铬渣及堆场重污染土壤微生物处理技术以及固体废弃物安全利用技术等技术的创新性研究，促进了废渣中重金属离子的回收再利用。上述方法目前在湖南株洲、郴州等建立试点并最终实现了产业化应用，取得了理想的效果。例如，上述砷污染物集中安全处理技术由中南大学自主研发，在高压、富氧条件下以脱砷剂为原料进行脱砷处理，产物经氯盐浸出、水解、低温熔炼等过程，能够最终实现有价金属（如银、铅、铋等）的逐步回收。

3　未来我国有色金属行业污染防治及减排之路对策

3.1　大力推动节能减排技术发展

基于科技创新与技术进步而实现的污染治理与节能减排是实现有色金属行业发展低碳经济的长远之策。近年来，随着国家环保政策和节能减排力度的推广，有色金属行业许多企业都纷纷认识到科技创新与技术进步的关键性，针对该行业每年大量能源、资源的消耗，以及“三废”污染物的存在，科学实现工业采矿、选矿、冶炼与加工生产过程是关键。需要注意的是，在电解、冶炼环节中，能源消耗、温室气体排放量最大，任务最为艰巨，能源消耗一度占据整个过程的80%[5]。因此，要注重开发高效率、短流程、低能耗的加工冶炼技术，从有色金属行业中的关键性环节入手开展技术攻关，充分发挥行业中各企业、科研院所、高校等的科研创新力量。

3.2　扶持再生有色金属产业

我国早在2010年便针对再生有色金属产业出台了《2010-2015再生有色金属利用专项规划》，明确了“十二五”期间对于该项任务的重视程度。当前，我国再生铜、铅、铝等以反射炉开展熔炼过程，行业内企业普遍缺乏后期冷却、收尘以及烟尘处理设备与工艺，在质量、回收率、能耗等方面水平参差不齐。在扶持再生有色金属产业方面，人们要逐渐推动再生有色金属熔炼工艺技术更新与完善，因为其与熔炼质量、金属回收率、能耗乃至整体利用水平密不可分。

3.3　提升有色金属资源利用率

提升有色金属资源利用率是实现有色金属行业污染防治及节能减排之路的基础。要从源头展开控制，凭借先进的管理手段与技术，同时在采矿、选矿、冶炼回收率以及共伴生有色金属利用方面进行强化。从细节来讲，针对工业三废，可采用深度处理技术，综合利用化学、物理及生物方法对于铅、锌、铜、汞等进行回收；以冷凝、吸附、吸收等方法回收废气中的有价组分；将烟尘中、升华物中的镉、镓等提取出来；可以与能利用的水泥、石灰、砖瓦、混凝土骨料、铸石等行业材料相结合，其在生产管理经验和原料利用方面可以相互支撑。

4　结语

当前，我国有色金属行业存在能源消耗和污染严重、矿产资源利用率不高、产业集中度低等问题。笔者从工业“三废”三个层面浅析了当前我国有色金属行业新型技术突破，指出了我国有色金属行业污染防治及减排之路，即大力发展节能减排技术、扶持再生有色金属产业、提升有色金属资源利用率。