含砷锡烟尘利用过程中污染的防治*

李 智，王 青

（云锡研究设计院，云南个旧 661000）

·环保节能·

含砷锡烟尘利用过程中污染的防治*

李 智，王 青

（云锡研究设计院，云南个旧 661000）

对直流矿热炉处理含砷锡烟尘工艺对环境的影响进行了分析，提出了相应的治理措施，并取得了较好的效果。

直流矿热炉；砷；锡；烟尘

含砷锡烟尘是锡冶炼过程中产生的的烟尘，除含有有价金属锡以外，还含有大量的砷，保存不当会对环境造成污染，同时，由于砷及砷的化合物具有一定的毒性，对人体的健康也会产生不良影响。某危险废物处置公司采用的直流矿热炉处理含砷锡烟尘工艺是由云锡研究设计院自主研发的综合回收技术，利用砷的升华特性，通过挥发、冷凝沉降、布袋收尘等工序回收砷，同时，对熔炼残渣进行回收利用，提取有价金属锡［1］。在其生产过程中会产生一定的废气，若不对污染物进行分析治理，将会对环境造成二次污染［2］。

1 直流矿热炉处理含砷锡烟尘工艺

1.1 含砷锡烟尘的主要成分

某锡冶炼系统产出的含砷锡烟尘，化学分析结果见表1。

表1 锡烟尘（渣）化学成份表Tab.1 Chemical composition of tin dust（slag）

表1表明，锡烟尘（渣）中的砷主要以As2O3的形式存在，其次为砷酸盐、As2O5，金属砷和硫化物较少。

图1 直流炉热炉处理含砷锡烟尘工艺流程图Fig.1 Process flow chart of the treatment of arsenic containing tin dust in the furnace of direct current heat furnace

1.2 工艺流程

将含砷锡烟尘配上一定量的还原剂及添加剂后，投入到800 kVA直流矿热炉内，加热到600～800℃，挥发产出As2O3低温烟气，该低温烟气进入“冷凝沉降室＋布袋收尘器”的冷凝沉降收集系统，收集得到As2O3产品，产品通过底部的刮板输送系统输送至产品储罐进行储存；经冷凝沉降和布袋过滤收集后的尾气通过动力波系统脱硫处理达标后由25m烟囱排放。连续进料3～5 d后，停止进料，将温度升至1 000℃左右，打开底部放渣口，将炉渣放入渣槽内自然冷却，重新开始新一轮的进料处理。冷却后的炉渣（含锡渣）经颚式破碎机破碎后交锡冶炼厂进行综合利用［3］。工艺流程见图1。

2 污染分析及配套治理措施

2.1 主要污染物

2.1.1 废气

2.1.1.1 有组织排放废气

直流矿热炉处理含砷锡烟尘工艺产生的有组织排放废气主要有直流矿热炉挥发产生的低温烟气和放渣过程产生的高温烟气，其特征污染物为As、Pb、Sn、SO2、烟尘。

2.1.1.2 无组织排放废气

无组织排放废气主要有料仓进料产生的无组织排放的粉尘、产品输送过程中产生的无组织粉尘及锡渣破碎过程产生的粉尘。

2.1.2 废水

直流矿热炉处理含砷锡烟尘工艺为火法工艺，本身不产生生产废水。废水主要有生活污水和动力波洗涤产生的洗涤废水。生产污水的主要污染物为磷、COD等，动力波洗涤水的主要污染物为SS、砷、铅等。

2.1.3 固体废物

固体废物主要有直流矿热炉挥发产生的炉渣（及锡渣）、高温烟气排放过程中收集的含砷锡烟尘、动力波洗涤渣、生产污水处理系统产生的污泥及生活垃圾等。

2.2 配套的治理措施

2.2.1 废气

2.2.1.1 有组织排放废气

直流矿热炉低温烟气尾气：直流矿热炉及回转窑烟气经冷凝沉降室、布袋收尘器收尘、动力波废气处理系统，通过25m烟囱排空。

高温烟气尾气：为直流矿热炉放渣时产生的高温烟气，3天放一次渣，每次放渣约15 min，烟气经“表冷器＋布袋收尘器”净化处理后由25m烟囱排空。表冷器和布袋收尘器收下的高砷烟尘返回直流矿热炉。

2.2.1.2 无组织排放废气

料仓进料产生的无组织排放的粉尘，主要采取料仓密闭负压操作措施，保证无组织排放粉尘浓度≤1.0mg／m3；

产品输送过程主要采用气流输送，通过在产品罐泄压口安装布袋收尘器，对空气压缩机产生的气流进行收集过滤后排放。

破碎过程采用密闭房间内破碎，破碎产生的粉尘经布袋收尘后排放。

2.2.2 废水

风机、炉顶冷却水：为提高资源利用率，节约成本，风机、炉顶冷却水通过回水池冷却系统后循环使用，不外排。

动力波废水：动力波脱硫废水收集至20 m3收集池，加石灰进行中和处理，再经离心机进行固液分离，处理后的废水返回动力波系统循环使用，不外排；中和渣收集后返回直流矿热炉回收处理。

生活污水及初期雨水：本项目生活污水（主要为洗澡沐浴废水）产生量为1 094.4 m3／a（3.648m3／d），生活污水及初期雨水不外排，分别建立了生活污水及初期雨水收集管网、300 m3污水处理池、液膜爆破等污水处理系统一套，初期雨水及生活污水经排水沟汇集到污水池，经过中和＋沉淀处理后，上清液送至动力波补充洗涤水及绿化用水，不外排。

2.2.3 固体废物

含锡渣：经破碎后，送锡冶炼系统进行锡回收利用；

中和渣及污泥渣：主要为石灰渣，经过晾干处理后作为造渣的主要原料返回直流矿热炉生产系统；

生活垃圾：由环卫部门进行统一清运处置。

2.2.4 噪声

项目运营期噪声源主要有破碎机、引风机、水泵等。声级在80～105 dB（A）。多数置于室内，采取隔声、降噪、消声等措施能够有效降低声源强度。

3 效果

直流矿热炉处理含砷锡烟尘工艺目前已被当地某危险废物处置公司采用，项目的建成投产解决了大量含砷锡烟尘的处理难题，同时可以回收其中的锡、砷。同时，在项目运营期间，当地环保部门对项目污染物排放情况进行了监测。

3.1 有组织排放废气控制效果

有组织排放废气监测结果见表2。

表2 有组织排放废气时的监测结果Tab.2 Results of themonitoring of the organization of the discharge of waste gas

从表2看出，直流矿热炉产生的低温烟气经除尘脱硫处理后外排烟气量为1 883 m3／h，年排放量为1 355.76万m3；烟气中的烟尘、SO2、As等主要污染物平均浓度值除As无标准外，其余均低于《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078－1996）中表2有色金属熔炼炉二级标准烟尘100 mg／m3、SO2850 mg／m3的限值要求。

3.2 无组织排放废气控制效果

无组织废气排放检测共设4个监测点，在厂址上风向设1个对照点，下风向设3个控制点。分别对4个点空气中的颗粒物、Pb、As进行连续3天监测，采用平均值。监测结果见表3。

表3 无组织排放废气时的监测结果Tab.3 Results of themonitoring of no organization of the emission of waste gas

根据表3监测结果，除砷无标准外，厂址上风向、厂址下风向及厂址侧风向空气中的TSP、铅均达到《大气污染物综合排放标准》GB16297－1996相应标准限值要求。

3.3 环境空气气监测

共设3个监测点，分别对3个敏感目标点空气中的SO2、TSP、PM10、Pb、As进行连续3天监测。监测结果见表4。

表4 环境空气监测结果（mg／m3）Tab.4 Results of environmental air monitoring

监测结果显示，空气中的SO2、TSP、PM10均达到《环境空气质量标准》（GB3095－1996）二级标准相应限值（SO20.5 mg／m3、TSP 0.9 mg／m3、 PM100.45mg／m3、）的要求；Pb、As参照低于《工业企业设计卫生标准》TJ36－1979中表1居住区大气中有害物质的最高容许浓度（Pb 0.7μg／m3、As 0.003mg／m3）的限值要求。

3.4 废水控制效果

风机、炉顶冷却水通过回水池冷却系统后循环使用，不外排，因此未进行采样监测。动力波洗涤废水经过石灰中和＋离心过滤后回用于动力波脱硫系统进行循环使用不外排，动力波脱硫废水95%循环使用，循环量为9.5m3／d，产生的动力波脱硫废水约为0.5m3／d，经收集至20m3收集池，加石灰进行中和沉淀处理后，再经离心机进行固液分离，处理后的废水返回动力波系统循环使用，不外排。

3.5 噪声控制效果

在厂址东、南、西、北共设4个监测点，监测结果见表5。

表5 厂界噪声监测结果Tab.5 Plant noisemonitoring results

从表5看出，所有监测点昼夜间噪声均低于GB12348－2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》2类标准限值要求。

4 结论

对直流矿热炉处理含砷锡烟尘的工艺进行了论述，对生产工艺中可能产生污染物的环节进行分析，并采取了相应的治理措施。经过当地环保部门监测报告，达到了以下目标：

1）工艺产生的挥发烟气经过“20级重力沉降＋布袋收尘＋动力波洗涤”后，直流矿热炉排放口烟尘、二氧化硫、砷、铅等污染物浓度除As无标准外，其余均低于《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078－1996）中表2有色金属熔炼炉二级标准烟尘的限值要求，符合排放标准；

2）工艺无组织排放废气经采取对应的控制措施后，除砷无标准外，厂址上风向、厂址下风向及厂址侧风向空气中的TSP、铅均达到《大气污染物综合排放标准》GB16297－1996相应标准限值要求。

3）厂区周边的大气环境敏感目标空气中的SO2、TSP、PM10均达到《环境空气质量标准》（GB3095－1996）二级标准相应限值的要求；Pb、As参照低于《工业企业设计卫生标准》TJ36－1979中表1居住区大气中有害物质的最高容许浓度的限值要求。

4）通过采取了隔声、降噪、消声等措施后，厂址东、南、西、北共设4个监测点所有测点昼夜间噪声均低于GB12348－2008《工业企业厂界环境噪声排放标准》2类标准限值要求。

［1］袁海滨，朱玉艳，张继斌.高砷含锡烟尘直流矿热炉挥发的工艺［J］.中南大学学报：自然科学学版，2013，44（6）：2200－2206.

［2］张印.含砷废渣火法资源化过程污染分析及健康评估［D］.兰州：兰州大学，2012.

［3］王青，廖亚龙，周娟，等.含砷物料制备三氧化二砷的研究进展［J］.环境工程，2015（3）：97－101，105.

Prevention and Treatm ent of Pollution in the Process of Using Arsenic Containing Tin Dust

LIZhi，WANG Q ing

（Yun Tin Research Institute，Gejiu 661000，China）

The influence of the process of treating the arsenic containing tin dustwith the process of the treatment of the direct current heat furnace is analyzed，and the corresponding controlmeasures are put forward.

direct current heat furnace；arsenic；tin；dust

X781

A

1004-275X（2015）06-0066-04

*特约稿件

收稿：2015-11-15

李智（1983－），男，云南临沧人，环保工程师，从事环境保护管理工作。

10.3969／j.issn.1004-275X.2015.06.017