《铜冶炼含砷烟气治理技术规范》编制说明

《铜冶炼含砷烟气治理技术规范》编制说明一、标准制定的必要性铜冶炼过程排放大量含砷烟气、含重金属污酸及危险固废，带来严重的环境污染和生态破坏，严重制约了行业的发展。我国铜产量高居世界第二位，火法炼铜是生产铜的主要方法，但该过程会产生大量污酸废水。污酸废水中通常含有高浓度的H2SO4、Cl－、As以及Cu2+等重金属离子，处理起来十分困难。目前，处理污酸常用的中和法存在消耗化学药剂量多、产生大量固体废物、处理之后Cl－依然存在其中，最终成为高浓度含盐废水等缺陷。与此同时，年产10万吨铜的冶炼企业每年可产生4000吨危废（主要包括白烟尘、铅滤波、砷滤饼、碲化铜渣等），而大部分危废重金属含量超过30%，其浸出液也含有大量重金属，危废一旦泄漏则可能将大量重金属带入到土壤、河流，给人类生存带来长久负面影响。此外，随着硫化铜矿的贫化，铜冶炼过程中产生大量含砷烟气，传统动力波洗涤塔湿法处理会产生大量含砷污酸，贵（重）金属未得到有效回收利用，资源环境矛盾将愈显突出。因此，高效处理铜冶炼含砷烟气，回收砷及有价金属等资源化利用，可以大大提高能源的二次利用率，实现绿色发展。目前，铜冶炼大气污染以前主要执行《有色金属冶炼废气治理技术标准》（GB51415-2020）和《工业炉窑大气污染物排放标准》，对特征污染物针对性不强，没有砷捕集相关内容，不能反映铜冶炼生产的特殊性。我国铜冶炼行业健康可持续发展必须抓住两个方面，一是根据国家新出台的产业政策和相关技术政策实施技术改造和结构性调整，二是严格控制污染物排放、大幅度消减特征污染物排放量。2010年1月，国家出台了《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB25467-2010），规定了铜、镍、钴工业企业生产过程中水污染物和大气污染物排放限值、监测和监控要求。规定了铜、镍、钴工业企业排放恶臭污染物、环境噪声适用相应的国家污染物排放标准，产生固体废物的鉴别、处理和处置适用国家固体废物污染控制标准。国家标准的出台，对铜冶炼企业三废排放提出明确要求，促进企业合理、高效利用三废资源。标准中未明确含砷烟气处理方法内容，难以适应铜冶炼企业的发展需求。因此需要编写团体标准，指明铜冶炼含砷烟气治理技术规范。二、标准编制原则及依据1、按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标化文件的结构和起草规则》要求进行编。学性、适用性和可操作性。三、项目背景及工作情况（一）任务来源根据《中国国际科技促进会标准化工作委员会团体标准管理办法》的有关规定，经中国国际科技促进会标准化工作委员会及相关专家技术审核，批准《铜冶炼含砷烟气治技术规范》团体标准制定计划，计划编号为：CI2022005。本标准由昆明理工大学提出，中国国际科技促进会归口。根据计划要求，本标准完成时限为6个月。（二）标准起草单位本标准的主要起草单位是昆明理工大学，负责标准文档起草及相关文件的编制等。中国科学院过程工程研究所、中国恩菲工程技术有限公司参与起草，负责标准中重要技术点的研究和建议，并参与标准内容的讨论。（三）标准研制过程及相关工作计划1、前期准备工作项目立项前，标准编制小组查阅、研读相关国内外文献，广泛搜集冶炼炉烟气全干法净化技术相关的材料。同时，多次与铜冶炼、有色冶炼和烟气净化相关行业人员进行调研、交流，广泛征求标准制定方面的意见和建议。2、标准起草过程团体标准立项通知公示后，标准编制小组首先组织了标注制定工作会议，各编写人员根据工作计划分工和编写要求开展了相关工作。在标准起草期间，编制小组主编单位及参编单位组织了数次内部研讨会和专家咨询会，经过多次修改，于2022年5月完成了标准初稿及编制说明的撰写⼯作。3、征求意见情况2022年5月标准编制小组先后通过现场会议、电话、微信等多种形式征集⾏业专家相关意见和建议。针对征集的意见，标准编制小组召开了研讨会，将收集到的意见进行汇总处理分析，在充分吸纳合理意见的基础上，先后修改和完成标准内容，于2022年6月底根据在各单位反馈意见基础上，形成了标准征求意见稿并由中国国际科技促进会提交全国标准信息平台公示。（四）主要试验（或验证）情况分析以莫来石纤维为基体，以钾长石为烧结助剂，以玉米淀粉为造孔剂，制备了多孔纤维陶瓷样品，优化了制备配方，摸索了最佳烧成温度，以此配方为基础，经过产品开发，采用挤出成型制备了Ø80×60×1.8m、Ø80×60×2.0m、Ø120×90×2.2m三种规格的陶瓷管，其孔隙率70%、表观密度0.9g/mL、抗折强度10MPa。通过使用不同零基线高压脉冲电源，成功解决了粉尘预荷电过程中高压部件容易积灰沾污的问题，研究发现该技术方案可以成功实现粉尘高效荷电，大大提高了陶瓷管除尘器的除尘效能、降低了粉饼阻力气阻、延长了反吹脉冲周期、在提高陶瓷管寿命的同时提高了过滤风速。该技术的研发成功一定程度上解决了陶瓷管易堵塞、寿命短的问题。通过理论计算和实验研究验证了浓酸沉砷的可行性，实现了烟气中白砷的自发沉淀和开路，同时研究了沉砷后的浓酸的硫化机理，研究表明经过H2S硫化的浓酸中砷浓度可降低至170ppm，这部分浓酸完全可以用于后系统发烟硫酸的配酸，这确保了本工艺过程不再产生污酸。经过浓酸沉砷的现场中试试验可知，浓酸洗涤和电除雾可以成功将烟气中As降低至1mg/m3，满足后系统制酸的要求。开发了烟气F、Cl、As选择性去除的吸附材料，对实际烟气进行了净化试验，结果表明，所制备的选择性吸附材料可在SO2共存条件下成功吸附烟气中F、Cl、As元素，为后系统制酸装置提供有力的保障。图1(a)样品的宏观图；(b,c)在1250ºC下高温烧结前样品的SEM图像；(d-f)烧结后样品的SEM图像。图1浓酸沉砷中试装置流程图图2浓酸沉砷中试装置现场照片表1中试装置设备表序号名称规格型号材质单位数量（一）标准设备1急冷水泵离心泵，Q=2m3/h，H=22m，N=1.1kW，普通电机UHMWPE台12逆喷淋循环泵离心泵，Q=10m3/h，H=27m，N=5.5kW，普通电机UHMWPE台13洗涤塔循环泵离心泵，Q=10m3/h，H=27m，N=5.5kW，普通电机UHMWPE台14风机碳钢风机，Q=6000m3/h,全压5000Pa,变频,N=15kW。碳钢台1（二）非标设备1还原塔规格：Φ1.4×8m，材质：PPHPPH台12一级沉淀槽规格：Φ0.8×1.0m，材质：PPHPPH台13二级沉淀槽规格：Φ0.8×1.0m，材质：PPHPPH台14补水储槽规格：Φ1.0×2.0m，材质：PPHPPH台15电除尘雾器规格：内切圆350mm，主体材质：玻璃钢，管数：7根，功率10kWPPH台1标准制定的基本原则标准编制过程中，遵循了以下基本原则：1)标准需要具有行业特点，指标及其对应的分析方法要积极参照采用国家标准和行业标准。2)标准能够体现出产品的具有关键共性的技术要素。3)标准能够为产品的开发、改进指出明确的方向。4)标准需要具有科学性、先进性和可操作性。5)要能够结合行业实际情况和产品特点。6)与相关标准法规协调一致。7)促进行业健康发展与技术进步。五、标准主要内容本标准规定了铜冶炼烟气全干法净化技术要求，正文部分共分十二章，内容包括标准的适用范围、规范性引用文件、术语和定义、总体要求、净化工艺、适用条件及排放要求、净化系统技术要求、监测及过程控制、环保与安全、净化效果、施工与验收、运行与维护。六、与有关法律法规和强制性标准的关系GB51415-202《有色金属冶炼废气治理技术标准》GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》HJ2059-2018《铜冶炼废水治理工程技术规范》HJ2060-2018《铜冶炼废气治理工程技术规范》HJ558-2010《清洁生产标准铜冶炼行业》GB/T13931-2017《电除尘器性能测试方法》GB/T534-2002《工业硫酸国家标准》GB50016-2014（2018年版）建筑设计防火规范GB31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》GBZ1工业企业设计卫生标准GB/T12801生产过程安全卫生要求总则GB50087工业企业噪声控制设计规范GB50034建筑照明设计标准GB50057建筑物防雷设计规范GB50414-2007钢铁冶金企业设计防火规范GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准GB50489-2009化工企业总图运输设计规范GB50052-2009供配电系统设计规范GBT6719-2009袋式除尘器技术要求JBT8532-2008(2017)脉冲喷吹类袋式除尘器GB50264-2013工业设备及管道绝热工程设计规范HJ/T75固定源烟气（SO2、NOx、颗粒物）排放连续监测技术规范HJ/T76固定源烟