铅冶炼污染及防治措施

铅冶炼污染及防治措施 摘要 通过收集并分析大气、水体以及土壤环境铅污染的研究资料表明，中国局部地区的铅污染已经得到了一定的改善，但总体环境铅污染仍然非常普遍。布袋收尘器出问题,废气就处于放空状态,这时,布袋收尘器就形同虚设,造成严重污染,也给环境管理加了难度,而目前针对这一块的环境管理办法也是治标不治本,未能从根本上杜绝这一污染事故的发生。关键词 铅污染现状防治措施引言 铅是一种广泛存在于生活环境的重金属，从开采到成品使用，与相关专业达百余种。铅污染在职业环境中较为明显。此外，建筑业中油漆涂料、食品加工业的防腐剂及护肤美容品等方面也都使用铅。 铅是一种毒性很大的物资，铅可对许多人体器官带来不良影响，特别是对人的肺、肾脏、生殖系统、心血管系统。这些影响表现为智力下降(尤其是对儿童学习方面引起明显问题)、肾损伤、不育、流产以及高血压。还可引起铅脑病、腹绞痛、多发性神经炎、溶血性贫血等。儿童对于铅的不良影响特别敏感。低水平暴露对于儿童产生的不良影响主要是对中枢神经系统功能与发育方面，并导致各种行为失常。如精神不能集中，不服从要求或命令、智商测验分数较低等。此外，铅可能还是一种致癌物质。根据对铅致癌性的动物实验和人群研究，美国环保局认为铅是“可能的人类致癌物”。 我国是世界铅生产大国和消费大国。但我国的铅企业普遍存在生产技术落后、设备现代化程度低、造成铅资源浪费和环境污染严重等现状。尽管国家采取了一些相应措施，但收效并不显著。1铅污染现状与来源目前，有关铅污染的文献在我国常见报道，不但各个地区1,2,3有不同程度的铅污染现象，而且在大气、水体、土壤3等各种环境中都存在铅污染现象。下面就针对各种环境分别阐述铅污染的现状及其可能的来源。 1.1大气铅污染大气环境中的铅污染现象已经非常普遍，一些学者对大气颗粒物中的铅含量进行了相关研究，并根据铅同位素示踪技术探讨了大气颗粒物中铅的来源。朱炳泉4对我国东南沿海地区（特别是珠江三角洲地区）的尘埃和气溶胶进行铅同位素测定认为中国东南沿海地区的大气铅污染主要来源于工业用铅，而汽车尾气铅污染占的比例较低。总的来说，我国城市区大气环境铅含量比较高，虽然有些地区的大气铅含量已有所减少，但总体大气环境铅污染问题仍比较严重。1.2水体铅污染我国水体铅污染也比较普遍。近期，陈湘艺5对湖南省湘江水域铅污染状况进行了调查，结果显示湘江水域枯水期水质部分超标而丰水期均未超标，认为这可能是由于丰水期湘江水流量大、流速快、水更换周期短所致，并认为造成湘江水域铅污染的主要原因是沿江两岸林立的大、小工矿企业所排含铅废水所致。梁开等对我国南方沿海海域表层水的铅含量进行了监测，结果显示南方沿海海域表层水的铅含量区域性差异较大，大亚湾与钦州湾水域铅污染较重，珠江三角洲次之，大鹏湾最轻。其中，珠江三角洲沿海海域以内伶仃以北铅污染最严重6。总之，我国地表水体中铅污染现象仍比较普遍，虽然部分区域已经得到明显改善。工矿企业所排放的含铅废水是导致我国地表水体铅污染的主要污染来源之一。1.3土壤铅污染土壤铅污染现象相比于大气和水体的铅污染现象可能更为普遍，吴新民等7对南京市不同功能区土壤中铅的污染特征进行了研究，结果显示各功能区土壤的铅含量变化趋势为：矿产冶炼地区老居民区商业区风景区城市广场新开发区。王金达等8铅污染分布形态上表现为以城市为中心构成的环带状、片状，城市区内部形成以工业区和老城区为中心的污染区，并向外围扩散。2.我国矿石工业类型及要求 尽管现在已发现有250多种铅锌矿物，但可供目前工业利用的仅有17种。其中，工业铅矿物有11种，以方铅矿、闪锌矿最为重要。 矿石工业类型，以矿石自然类型为基础，按矿石氧化程度可分为硫化矿石(铅或锌氧化率10%)、氧化矿石(铅或锌氧化率30%)、混合矿石(铅或锌氧化率10%30%)；按矿石中主要有用组分可分为：铅矿石、锌矿石、铅锌矿石、铅锌铜矿石、铅锌硫矿石、铅锌铜硫矿石、铅锡矿石、铅锑矿石、锌铜矿石等；按矿石结构构造，可分为：浸染状矿石、致密块状矿石、角砾状矿石、条带状矿石、细脉浸染状矿石等（表1）。 为适应我国铅锌矿地质勘探工作和矿山生产建设的需要，地质矿产部和冶金工业部根据我国铅锌矿产资源状况和采选冶的技术条件，于1983年联合制定并颁布铅锌矿地质勘探规范(试行)，制定了铅锌矿一般工业指标，普查勘探中用于评价矿床有否工业价值(表2)。表1 铅锌工业矿物矿物名称化学式铅含量（%）方铅矿PbS85.6硫锑铅矿Pb5Sb4S1155.2脆硫锑铅矿Pb4FeSb6S1440.1车轮矿PbCuSbS342.4白铅矿PbCO377.6铅矾PbSO468.3铬铅矿PbCrO464.1磷氯铅矿Pb5PO4Cl76.38砷铅矿Pb5ASO4Cl69.6钒铅矿Pb5VO4Cl73.1钼铅矿PbMoO456.4表2 铅锌矿一般工业指标 项目矿石类型Pb（%）Zn（%）可采厚度（m）夹石剔除厚度（m）边界品位工业品位边界品位工业品位硫化矿0.30.50.71.00.51.01.02.01.02.02.04.0混合矿0.50.71.05.50.81.52.03.01.02.02.04.0氧化矿0.51.01.52.01.52.03.06.01.02.02.04.03. 铅锌矿资源国内外现状我国铅锌资源广泛,矿石类型复杂,共伴生组分多。全国除上海、天津、香港外,均有铅锌矿产出,铅锌矿资源比较丰富。铅锌资源的特点和开发的总体条件是特大型、大型矿山数量较少,但储量较丰富;伴生元素较多,矿石类型复杂;分布上是贫矿多富矿少;采矿及矿物加工水平已处于世界前列;矿山外部基础设施较为完善;矿山资源开发利用的秩序和矿山环境治理需加强。截止2003年底,全国铅矿区数850个,资源储量为840.85万t,基础储量为1247.97万t,我国居澳大利亚之后列世界第2位。如果按2003年的铅精矿63.15万t的开采水平计算,我国现有铅资源储量和储量基础静态保证年限分别约为13年和20年。世界已查明的铅资源量15亿多吨,铅储量7900万吨，储量基础17000万吨(表3)。世界铅资源主要分布在澳大利亚、中国、美国和哈萨克斯坦四国，其储量占世界储量的60.3%，储量基础占世界储量基础71.2%，见（表3）。 表3 世界铅储量分布国家或地区储量占世界储量%储量基础占世界储量基础%澳大利亚240030.4590034.7中国110013.9360021.2美国7709.7190011.2哈萨克斯坦5006.37004.1加拿大400.55002.9秘鲁3504.44002.4墨西哥1501.92001.2其他259032.9380022.4世界总量790010017001004 鼓风炉炼铅工艺及污染处理近10年来,铅的生产技术并没有像70年代末80年代初那样得到实质性的突破和飞跃发展,不过当时发展起来的几种硫化铅精矿直接熔炼法,如基夫赛特法、QSL法、艾萨法等在一些冶炼厂得到了应用。但由于铅的价格低迷不振,没有吸引到太多的厂家投资建新厂,因此总的来说推广不迅速9。目前,粗铅的生产仍采用火法,湿法炼铅仍处于试验阶段。烧结焙烧鼓风炉还原熔炼是占主导地位的炼铅方法,大多数铅厂采用这一流程。据统计,大约80%的铅是通过烧结焙烧鼓风炉还原熔炼方法生产出来的,采用这一方法的铅厂数量也占铅厂总数的80%左右。硫化铅精矿的直接熔炼法与烧结焙烧鼓风炉还原熔炼法相比,有着显著的优越性。但直接熔炼法的主要困难是,要想获得含硫很低的粗铅,就无法获得含铅很低的炉渣。因此,在任何一种直接炼铅法中,都少不了炉渣贫化阶段,从而增加了工艺的复杂性和操作的难度9。4.1 鼓风炉炼铅生产工艺流程4.2小型鼓风炉炼铅生产工艺缺陷4.2.1普遍缺少热风炉的供风系统,主鼓风机直接鼓入冷空气,空气中含湿较高,特别是雨季,另外矿料含水过高,都会引起炉况不正常,排出的废气含水过高,温度控制不好,易引起布袋结水,堵塞布袋,反过来又加剧炉况的恶化,造成恶性循环,事故排放增多,污染加剧。而热风炉熔炼有以下优点: a.由于热风带带入炉内大量物理显热,提高熔炼温度,而且无水分带入。b.使燃料的燃烧速度和完全程度提高。c.强化熔炼过程,提高炉子的生产率。d.通过迅速地调节风温,可有效地迅速地调节炉内温度,控制还原能力。(2)鼓风炉加料口未全封闭,无组织排放严重,无有效防范措施。(3)废渣含铅高,除了少量的返回渣被利用外,大量的返渣未利用,露天堆放,污染环境10。4.3处理方法环保主要是对废气中的二氧化硫和烟尘,从2000年工业企业达标监测结果来看,只要是正确合理地使用了布袋收尘器,并控制好,硫化精矿的加入,基本上都能达标。4.3.1布袋收尘器的管理无温控装置,大多数厂家无专人管理,收尘布袋的震打操作，也无合理的周期,这样就经常造成布袋收尘器不是结水,就是烧布袋,使用厂家苦不堪言,布袋收尘器出问题,废气就处于放空状态,这时,布袋收尘器就形同虚设,造成严重污染,也给环境管理加了难度,而目前针对这一块的环境管理办法也是治标不治本,未能从根本上杜绝这一污染事故的发生。而生产厂家管理也参差不齐,多数是由于文化素质较低、无经验、环保意识薄弱、重生产、轻环保所造成的,要想从根本解决这一问题,必须从厂家入手,从污染源入手,找出根本的原因在哪里。只有在不断地加强学习,提高认识,提高环保意识的基础上,进一步加强生产管理,改进工艺,才能使生产步入正轨11。4.3.2 小型鼓风炉炉前管理炉子不正常,无组织排放时有发生,主要原因是技术和管理水平较低,要解决这一问题,只有厂家通过自身改进工艺,加强管理来解决,这就要求厂家不断提高管理人员和操作人员的素质,改进生产工艺,这也是稳产增产所必需的,随着市场竞争的激烈化,优胜劣汰,谁解决得好,谁就能够发展。炉子不正常,无组织排放增多,污染加重,从现有的工艺来看,首先是缺少热风系统,其次是鼓风炉为半敞开式,这是工艺系统不完善造成的,从管理和技术的角度来看,管理较混乱,技术水平低,是致命的原因,要解决好这一问题,厂家是能动的,只有自觉改进工艺,提高管理和技术水平,这一问题才能得到有效的解决。5 总结5.1通过对小型鼓风炉炼铅现状的分析,发现其存在的问题,如工艺系统设计不合理不完善,炉子不易操作控制、无组织排放严重、布袋除尘器不易管理等等,针对这些问题,提出一些改进的方向和意见,促使厂家在发展生产,增加地方财政收入的同时,又注意环境保护,引导这些厂家自觉遵守环保法规,保护好自然生态环境。5.2对小型鼓风炉炼铅厂,应采取不定期性污染源监测和环境监测,为环境执法检查提供即时,可靠的数据,这也是督促厂家不断改进生产工艺,完善操作管理行之有效的措施。在环境执法检查过程中,也应奖罚分明,做到有法可依,有章可寻。5.3在对无组织排放上,应尽快探索出一套确实可行的管理办法。从上所述也不难看出,鼓风炉炼铅生产和环境保护并无矛盾,相反,是一个相互促进,互相依存的关系,搞好了生产,炉子正常运行周期长,无组织排放也相应减少,环境也就得到了改善。相反的,炉况不正常,事故频繁,生产效率低,污染加剧,给环境造成恶劣的影响。5.4生产厂家在如何加强生产管理上,人的因素显得尤为重要。最紧迫的任务就是尽快提高管理者和操作人员的素质,提高环境保护意识,使其对对环境污染有更新的认识,并落实到行动上。6参考文献1李淑，顾泳洁，朱育.上海境内苏州河铅污染研究J.科技资讯，2006（9）： 192-193.2吴新民，潘根兴，李恋卿.南京市不同功能区土壤中铅的污染特征J.环境与健康杂志，2004（5）：291-293. 3 阴雷鹏,赵景波.西安市主要功能区表层土壤重金属污染现状评价J.陕西师范大学学报：自然科学版，2006（3）：109-112. 4朱炳泉.东南沿海地区铅污染定量评估与防治措施探讨C/全国铅污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集.上海：中国环境科学学会,2007：13-16.5陈湘艺.湖南省湘江水域铅污染现状与评价C/全国铅污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集.上海：中国环境科学学会,2007：182-186.6梁开，黄向清，郑志昌.我国南方沿海海域有害金属污染之现状调查C/全国铅污染监测与控制治理技术