有色金属冶炼过程的安全环保管理技术研究

有色金属冶炼过程的安全环保管理技术研究

苏义鹏

黄河鑫业有限公司 青海省 西宁市 810000 

摘要：有色冶炼作为有色金属行业的组成部分，在国民经济和社会生活中扮演着至关重要的角色，其生产过程中涉及到多种重金属（如砷、铬等）的排放，这些污染物的产量和排放量往往占据了区域重金属产排量的八成以上，因此成为区域安全环保管理的主要关注点。因此，对有色金属冶炼过程进行有效的安全环保管理具有十分重大的现实意义。鉴于此，本文旨在探讨有色金属冶炼过程中的安全和环保管理技术，以确保生产过程的可持续性和环境友好性。

关键词：有色金属冶炼；安全环保；管理

中图分类号：X52文献标识码：A

1、引言

环境、资源和能源是中国有色金属工业发展的重要影响因素，因此，加强有色冶炼过程的安全环保管理技术研究，不仅是促进有色金属工业绿色可持续发展的重要内容，也是防治重金属污染的重要内容。

2、我国有色金属行业发展现状

2.1、去产能与降排放问题

尽管新技术和新材料的引入为有色冶炼成本带来了巨大的负担，但同时也对行业进步产生了负面影响，特别是对有色金属产品价格的影响，导致价格进入了新的上涨通道，新建设产能将被快速释放，市场环境也将打开，然而“去产能”条件仍不稳定，盲目投资和产业分散等问题仍然突出。有色金属冶炼是一个高投入高产出的生产过程，其产品具有一定的特殊性，因此有色金属冶炼行业的利润空间受到较大限制，企业必须要通过不断提高自身竞争力来应对日益激烈的市场竞争。

2.2、上下游产业链问题

有色金属冶炼行业正面临着新旧动能转换的挑战，因此，企业必须致力于开发节能环保冶炼技术、智能化冶炼设备以及高效率、高安全性的有色冶炼加工流程，以应对生产和技术创新的双重压力。有色冶炼技术在质量方面存在环保性和安全性方面的缺陷，其对环境造成污染并对作业人员的人身安全构成潜在威胁。

3、有色金属冶炼行业冶炼工艺技术

3.1、铝电解工艺流程

铝电解的过程主要发生在电解槽内部，电解铝生产企业主要使用氧化铝熔体作为主要的电解质，铝电解槽两极的组成材料为碳素材料。对电解槽进行通电处理后，电流会从电解槽的阳极流入电解槽内部，穿过电解槽内部的电解质后从电解槽阴极流出。经过通电处理后，晶体化的氧化铝会被电解熔化，同时在电流的作用下氧化铝会发生化学反应，铝液会从电解槽的阴极析出。

铝电解的过程主要发生在电解槽内部，电解铝生产企业主要使用氧化铝熔体作为主要的电解质，铝电解槽两极的组成材料为碳素材料。对电解槽进行通电处理后，电流会从电解槽的阳极流入电解槽内部，穿过电解槽内部的电解质后从电解槽阴极流出。经过通电处理后，晶体化的氧化铝会被电解熔化，同时在电流的作用下氧化铝会发生化学反应，铝液会从电解槽的阴极析出。随着电解过程的不断持续，越来越多的铝液会被析出，达到一定程度后即可使用真空抬起包将铝液收集起来。收集起来的铝液会被送到企业的铸造车间，经过加工、浇筑后，即可生成铝锭。

铝电解的过程分为焙烧期和正常生产期。第一，在铝电解槽投入使用之前，需对电解槽焙烧一段时间，如果不对电解槽进行焙烧，将无法保证电解槽内部内衬和物料达到要求温度，因此无法正常进行铝电解生产。第二，对铝电解槽进行焙烧后，即可进行正常铝电解生产。在铝电解的正常生产过程中，要将铝电解槽电压控制在一定范围内，保证电解槽阳极、阴极以及周边电解质均处于良好的状态，这样能够确保炭渣的完全分离，最终能够在电解槽内壁提取出处于凝固状态的电解质。

3.2、铜冶炼工艺流程

铜精矿、熔剂以及煤，按照规定的比例从精矿仓进行配料，然后被运输至圆盘制粒机制粒，最终被输送至艾萨熔炼炉中。铜锍通过管道输送到回转窑内煅烧成氧化亚铁。在进行熔炼生产工序时，制氧厂需要注入一定量的氧气，以充分反应混合物料、碎煤和精矿，从而产生铜锍、炉渣和烟尘，这些烟尘经过除尘处理后被送往制酸。铜锍经破碎、磨矿得到粗铜矿石，将粗铜矿石用浮选设备分选成不同品位的矿浆，分别送往富氧鼓风氧化装置、贫化炉及电除尘器。在贫化炉中对铜锍进行澄清分离后，将其转运至P-S转炉进行吹炼，以获得纯度约为98%的粗铜，随后将其转运至阳极炉进行火法处理，最终在电解作用下获得99.9%的高纯度精铜。

3.3、铅冶炼工艺流程

铅制粒机将铅精矿和辅料混合后，经过烧结焙烧产生的烟气，经过余热锅炉和收尘系统的处理，最终被收集制酸。随后，烧结块与焦炭混合，并经过鼓风炉熔炼，最终产出粗铅。随后，粗铅经过火法精炼送电解，最终产出高质量的精铅。炼锌厂将精铅返回造球车间进行二次造球，得到合格产品供后续生产使用。采用烟化炉对鼓风炉渣进行处理，产生氧化锌烟尘并将其输送至锌冶炼系统，从而实现对Zn和Pb的回收。铅精矿加入熔剂后通过球磨制成矿粉，然后送入回转窑煅烧，得到氧化铅成品。利用反射炉对火法产生的铅浮渣进行熔炼回收Pb，随后将冰铜输送至铜冶炼系统中。铅精矿中含有少量的铁杂质及锑、砷等有害元素，在熔炼炉内通过添加脱硫剂进行脱铋除镉，得到合格的铜液。采用动力波净化-WSA制酸工艺，对含铅烧结烟气进行处理。

4、有色金属冶炼过程的安全环保管理技术

4.1、烟气治理技术

在进行二氧化硫烟气制酸利用的过程中，必须综合考虑技术的可靠性和经济性，以确保系统内部的水平衡和自热平衡，同时控制成本，避免使用高成本的外部热源，以维持系统内部的热平衡。为了提高二氧化硫烟气制酸制碱装置的经济效益，应该对其运行参数和操作条件加以优化。针对φ（SO2）在4.0%以上的冶炼烟气，可在确保经济效益的前提下，实施硫资源的制酸回收措施。在实际运行当中，由于受到多种影响因素的干扰，会导致生产效率降低或者无法正常运作。一般情况下，当烟气中的二氧化硫（SO2）含量处于4.0%至6.0%之间时，通常会采用一转一吸制酸和尾气脱硫工艺进行处理，以保持污染物的稳定减排和热能的有效利用。若φ（SO2）处于6.0%-12.0%之间，则需采用二转二吸的方式，同时对尾气进行脱硫处理，以达到预期效果。由于二氧化硫与氮氧化物都是有毒有害物质，如果直接排放到空气当中，就会造成严重污染，因此必须要对其加以净化处理，从而确保环境不受影响。一旦烟气中的二氧化硫（SO2）含量超过12.0%，便可采用高浓度转化的二转二吸工艺对其进行处理。

4.2、有色冶炼废水处理技术

（1）化学沉淀法。通过向有色冶炼过程中产生的副产品中添加适当的化学物质，与废水中的重金属发生化学反应，从而形成沉淀形式，以达到消除废水中重金属的目的。根据化学反应类型（或生成沉淀类型）的不同，这种方法可以分为中和法、钡盐沉淀法、硫化物沉淀法等多种类型。

（2）膜分离法。该技术对于废水中重金属元素的处理具有较高应用价值。通过利用压力和浓度差的相互作用，膜分离法实现了废水处理中分离和浓缩的同步进行，且具有极高的效率，同时也有助于企业高效地开展日常管理工作；此外，膜分离技术还可实现重金属的循环再利用，从而提高其利用效率。

（3）生物法。通过利用细菌、真菌等微生物对重金属物质进行吸附，该方法具有广泛的适用性，且在吸附过程中对碱性金属离子的影响较小，同时操作也更加便捷。

4.3、有色冶炼急性砷化氢中毒防护技术

优化有色金属冶炼生产工艺和加工处理技术，以提升生产自动化和环保水平，从而达到更高效、更环保的生产目标；采用先进工艺和装备，实现节能降耗，清洁化生产。为确保处理设备的密封性，避免砷化氢气体外泄，必须在厂房内精心布置通风系统；遵循操作规范和环保规范，严格执行加工和废水处理流程，并配备气体检测装置，以实现对生产环境的全面监控；为确保工作人员的人身安全，我们需要采用劳保工具，并加强企业管理层和职工层的责任和法律意识。

4.4、电解铝生产过程降低辅助电耗

除电解槽之外，在电解铝的生产过程之中，还需要使用诸多同样消耗电能的辅助设备，在对生产工艺进行优化时，也需要考虑这些辅助设备的电能消耗，通过降低其能耗，来进一步改善整体节能效果。辅助设备的电能消耗主要来源于阳极组装及铸造、电解动力变、供料净化等工艺，其中，对于供料净化环节进行优化时，主要应考虑调整运行方式、控制相关参数，以此增强其稳定性；对于阳极组装环节进行优化时，则主要需考虑炉的频率这一影响因素，通常情况下，使用中频炉可以取得较好的节能效果，因此，应尽可能地在生产过程中使用中频炉；对于电解动力变及空压机进行优化时，应着力调整其运行方式，结合其实际运行环境、设备温度来进行动态化管控调整，从而确保设备始终处于最佳运行状态。

5、结束语

有色金属冶炼行业的进步离不开技术的不断创新，而技术的不断进步则是推动该行业向更高层次发展的最主要动力。因此，在当前经济转型升级背景下，我国有色金属冶炼行业必须要以科技创新为支撑，才能更好地适应社会需求变化，不断推动自身健康稳定发展。

参考文献：

[1]王明东.有色冶炼过程的安全环保管理技术研究[J].铸造,2022,71(09):1208.

[2]张光玉,尹振香,路家超.有色金属冶炼行业发展及近况探讨[J].中国金属通报,2019(06):15+17.