铅锌冶炼过程产生废气节点危害性分析.pdf

2 0 1 4 年第1 2 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 4 5 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i 蟠n ．1 0 0 7 - 7 5 4 5 ．2 0 1 4 ．1 2 ．0 1 3 铅锌冶炼过程产生废气节点危害性分析 屈小梭1 ’梁兴印1 ’2 ，秦飞1 ’2 ，王亚军1 ’2 1 ．北京盛邦天业科技有限公司，北京1 0 0 0 1 2 ； 2 ．中华环保联合会环保技术标准研究专业委员会，北京1 0 0 0 1 2 摘要采用重金属的潜在生态危害和毒理学毒性系数对某铅锌冶炼厂产生废气节点的危害性综合指数 进行分析，确定主要废气节点的危害性顺序，为各个产生废气节点分级管理控制提供依据。结果表明， 产生废气节点潜在生态危害性综合指数和毒理学危害性综合指数的最大值分别为o ．2 5 39 和o ．3 0 01 ， 最小值均为o ．0 0 18 。危害性最高的节点为熔铅布袋，该节点为关键污染物控制节点，在生产过程中需 要重点管理。 关键词铅；锌；冶炼；废气节点；危害性 中图分类号T F 8 1 2 ；X 5 0 6文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 4 1 2 0 0 4 5 一0 5 H a z a r dA n a l y s i so fE m i s s i o n sN O d ef r o mL e a da n dZ i n cS m e l t i n gP r o c e s s Q UX i a o s u 0 1 ～，L I A N GX i n g y i n l ”，Q I NF e i l “，W A N GY a j u n l ，2 1 ．B e 巧i n gS h e n g b a n gT i a n y eT e c h n o l o g yL i m i t e dL i a b 订i t yC o m p a n y ，B e 巧i n g1 0 0 0 1 2 ，C h i n a ； 2 ．T e c h n 0 1 0 9 ya n dS t a n d a r do fE n v i r o n m e n t a lP r o t e c t i o nR e s e a r c hP r o f e s s i o n a lC o m m i t t e eo f A l lC h i n aE n v i r o n m e n tF e d e r a t i o n ，B e 巧i n g1 0 0 0 1 2 ，C h i n a A b s t r a c t P o t e n t i a lh a z a r d o u sc o e f f i c i e n t sh e a v ym e t a la n dt o x i c o l o g yc o e f f i c i e n t sw e r ea p p l i e dt oa n a l y z e h a z a r d so fp o l l u t a n t se m i s s i o n sn o d ef r o mo n el e a da n dz i n cs m e l t e r ．T h eo r d e ro fh a z a r d sw a sc o n f i r m e d a n dt h eh i e r a r c h i c a lm a n a g e m e n tc o n t r o lf o re a c he m i s s i o n sn o d ew a sp r o v i d e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h e m a x i m u mp o t e n t i a lh a z a r d o u sc o e f f i c i e n t so fh e a v ym e t a la n dt o x i c o l o g yc o e f f i c i e n t sa r eO ．2 5 39a n d0 ．3 0 01 r e s p e c t i v e l y ，t h em i n i m u m a r eb o t hO ．0 0 18 ．A st h ep r i m a r yn o d ei nt e r m so fr i s k ，m o l t e nl e a db a gp l a y sa k e yr o l ei np 0 1 l u t a n t sc o n t r 0 1a n dc a l l sf o ra t t e n t i o ni nm a n a g e m e n t ． K e yw o r d s l e a d ；z i n c ；s m e l t i n g ；e m i s s i o n sn o d e ；h a z a r d 某冶炼厂以铅、锌联合冶炼和生产铅锌合金为 主，并回收铜、铋、银等贵金属。目前，其铅冶炼工艺 流程为铅精矿一配料一鼓风烧结机一鼓风炉熔炼 一粗铅一火法初步精炼一电解精炼一最终精炼一铅 锭，烧结烟气利用托普索技术制酸 w S A 。现有炼 锌系统采用沸腾炉焙烧一浸出一净化一电解一熔铸 一锌锭的常规流程。该冶炼工艺特点是铅锌冶炼的 中间产物内部循环，资源综合回收率和资源利用率 水平高。但是粗铅冶炼工艺能耗高，烧结块在其破 碎、筛分和运输等过程中产生大量粉尘，铅锌循环冶 炼过程也会产生大量含尘废气。该冶炼厂铅、锌冶 炼工艺相对复杂，设备流程长，物料转运量大，含重 金属烟尘量大，产生含尘废气节点较多。熔铅锅、合 金锅、电铅锅收尘效果差，含铅烟气低空污染严重， 车间环境较差，并且在生产过程中有较多的循环烟 尘，循环过程中易造成泄漏污染。为了更好地控制 生产过程的含尘气体，评价废气产生节点污染物的 危险性，从而确定危险等级，并确定关键废气污染物 收稿日期2 0 1 3 一0 8 2 3 基金项目“十二五”国家科技支撑计划项目 2 0 1 2 B A c l 2 B o o 作者简介屈小梭 1 9 8 9 一 男，重庆人，工程师，硕士研究生；通信作者梁兴印 1 9 5 8 一 ，男，山东人，教授级高工 万方数据 4 6 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 4 年第1 2 期 控制节点和分级管理各个废气节点至关重要。 1 废气节点污染物分析 该冶炼厂铅、锌冶炼工艺产生废气中的污染物 主要为烟尘、铅尘、镉尘和砷尘。烟尘采用重量法经 A B 2 0 4 一E 电子天平进行测定，尘中镉采用Z 一2 0 0 0 型 原子吸收分光光度计测定，砷采用7 2 1 型分光光度 计测定。产生废气的主要节点、废气量及其污染物 含量测定结果如表1 所示。 表1废气主要节点及其污染物含量 T a b l e1M a i ne m i s s i o n sn o d ea n dp o l l u t a n tl o a d 从表1 可知，产生废气节点较多，废气量和污染 物成分、含量相差较大。因此每个节点的危害性相 差也较大，必须对其进行危害性分析，从而对危害性 较大的产生废气节点进行重点控制。例如，1 4 8 节 点A 系统合金气动乳化收尘虽然废气量较大，烟尘 含量也相对较高，但是其中不含重金属烟尘，其危害 性会明显较小，因此，采用单一的评价标准不能很好 地反映该节点的危害性。如果全部产生废气节点都 以同样的管理重视程度对待，显然不能满足生产的 需求，必须对废气中的污染物成分危害性进行分析， 然后综合分析其危害性，确定产生废气节点的综合 危害性大小，最终为生产管理中区别对待各个节点 提供依据。 2 主要污染物成分危害性分析 长期处于含有冶炼工业烟尘和重金属烟尘的恶 劣环境中，会对人体健康造成极大危害‘1 。1 ⋯。烟尘 中重金属进入人体方式如图1 所示，从图1 也可以 万方数据 2 0 1 4 年第1 2 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 4 7 看出，烟尘中重金属会经过多种途径进入人体，其危 害性极大。 图1烟尘中重金属进入人体的途径 F i g ．1 P a t ho fh e a V ym e t a l si ns m o k e i n t oh u m a nb o d y 普通烟尘主要是通过呼吸作用进入人体，相对 于烟尘中的重金属更难进入人体。其危害性也明显 小于含重金属的烟尘。而且重金属具有高毒性和持 久毒性，会在人体中富集，人体自身对其净化能力较 差，因此会造成长期持久危害。 3 产生废气节点危害性综合指数分析 危害性综合指数主要表征的是冶炼过程废气中 污染物成分对人体造成的危害性，对于生产过程管 理意义较大。危险性高的产生废气节点应重点管 理，并且该节点为废气污染物控制关键节点。首先 将表1 中的废气产量和污染物含量按式 1 [ 1 妇进行 归一化处理。 y z ／z 。。。 1 式中，y 为归一化数值；z 为监测数值；z 。。。为监测最 大数值。 然后再根据污染物的危害性分析和潜在危害生 态指数中重金属的毒性系数进行产生废气节点危害 性综合指数权重值的确定。根据冶炼过程中因普通 烟尘和重金属烟尘危害性的不同，经过咨询冶炼现 场情况、历史疾病分析和相关专业人员，本文将普通 烟尘的权重值硼，定为o ．1 0 ，重金属烟尘的权重值 训。为o ．9 0 。重金属烟尘各自权重值计算[ 1 1 ] 按式 2 进行。 z 二。。c ； 丽’ 2 式中，硼i 为第i 个污染物的权重值；z ‰。为监测 最大数值；训。为重金属烟尘的权重值；c r ‘为重金属 的潜在生态危害毒性系数‘1 2 3 或毒理学毒性系 数m ] ，相关数据如表2 所示。 表2 废气的污染物成分权重值 T a b I e2 I n g r e d i e n tw e i g h t e dV a l u eo f e m i s s i o n sp 0 u t a n t 注c j 为重金属的潜在生态危害毒性系数，c ；为重金属毒理学 毒性系数。 最后按照式 3 [ 1 嵋计算出每个节点的危害性综 合指数，结果图2 所示。 H 一曰芝y 。叫。 3 式中，H 为产生废气节点危害性综合指数；u 为 废气流量归一化数值；y i 为第i 个污染物归一化数 值；∞i 为第i 个污染物的权重值。 图2 废气节点危害性综合指数 F i g ．2 H a z a r d o u sC o m p o s i t eI n d e xo f e m i s s i O n sn o d e s 从图2 可以看出，不同的节点危害性综合指数 值相差较大。危害性综合指数的数值越大，说明该 节点在发生事故、造成泄漏时的危害性就越高，因此 在生产管理过程中需要对不同节点进行划分等级管 理。采用不同的毒性系数进行计算危害性综合指 数，数值有一定的差别，但最大值和最小值的节点相 同，分别为3 8 熔铅布袋和1 7 8 烟化炉粉煤布袋节 点。产生废气节点潜在生态危害性综合指数最大值 万方数据 4 8 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 4 年第1 2 期 为o ．2 5 39 ，最小值为o ．0 0 18 。毒理学危害性综合 指数最大值为O ．3 0 01 ，最小值为O ．0 0 18 。3 2 个节 点按照单位时间烟尘量、铅尘量、镉尘量、砷尘量、 H 。和H 。进行排序，结果如表3 所示。 表3 危险性指数排序 T a b l e3R a n k i n go fH a z a r d o u sC o m p o s i t eI n d e x 节点号烟尘铅尘镉尘砷尘H ，H z节点号烟尘铅尘镉尘砷尘H -H z 12 0 ‘ 3 ‘ 2 ； 1 8 383 ’ 1 7 2 6 1 081 0 5 7o1 1 7 21 9o 3 1 。2 3 8 283 183 1o1 81 3 2 188 o 2 8 ‘7 1 1 3 2 l ‘2 4 ‘1 9 1 1 2 3 2 341 92 5o2 297 。2 981 0 1 0 42 2o2 3 。1 8 41 9 2 4 2 4 2 02 4 2 8 582 7o1 5 1 5 51 8 ‘3 2 。2 0 2 3 2o3 2o2 14o2 9 4 。3 0o1 2 1 2 61 5 5 1 5 2 1o1 。3 2 2 0 2 21 1o3 0 3 。3 。1 4 1 4 72 3o6 。1 1 o 2 1 2 08lo2 31 792 78646o 2 8o2 8 89o4 。3 2 。481 9o1 9 2 41 8o1 2 ‘1 2 。2 9 1 6 91 2 ‘9o2 292 0 1 8 1 8o 2 5 581 2o1 3 ‘1 3 4 2 7 02 9 1 0 1 4 o 581 。3 1o189o2 67o1 341 4 ‘1 4o3 0 2 6 1 11 0 ‘7 。9 。2 2o2 l86 2 76 4 1 4o15 。1 5 1 6 1 3 1 23 1 5 1 853 1 5 1 0 。9 2 1 2 82 881 5 。1 641 6o8 9 2 7 1 33 2 。1 982 8598684 2 92 981 681 7o1 782 6 3 0 1 43 。2 0o2 9 。5o2 2o2 3 02 781 752 482 481 3 2 5 1 52 ‘1 1 。2 7 。3 2o4 5 3 1 8 o 2 572 582 582 588 o 1 6 1 6 ‘2 ‘3 0 ‘8 5o2 2 3 23 082 6o2 6o2 681 781 78 从表3 可见，铅尘、H ，和H 的顺序较为接近， 其他顺序都相差较大，这主要是由于该工艺为铅锌 冶炼，所以铅尘含量较多，危害性较大；不同节点产 生的重金属烟尘不同，这主要由各个工艺环节所决 定。通过铅尘、镉尘和砷尘的节点顺序对比可明显 看出，不同节点产生重金属差异较大，38 熔铅布袋 主要产生铅尘，2 。铅烧结大布袋主要为镉尘，1 88 多 膛炉烟气主要为砷尘。该工艺主要为铅冶炼，所以 以铅尘含量划分危害性的合理性明显优于单独采用 烟尘、镉尘和砷尘。但通过危害性综合指数分析可 知，其他重金属烟尘和普通烟尘在一些产生废气节 点也起着重要作用，如采用危害性综合指数分析时， 相比单独采用铅尘排序，18 铅鼓风炉前床布袋和 6 。小铅锅布袋顺序明显更靠后。从H 。和H 。的顺 序可知，采用不同的毒性系数进行计算危害性综合 指数，产生废气节点的危害性顺序有一定差别，这必 须根据现场工人受危害的具体情况确定两者那个更 加合理，但是两者的顺序差别不大，对于工艺生产过 程的区分管理都具有参考价值。综合分析可知，3 8 熔铅布袋危害性最大，是该工艺过程污染物控制的 关键节点，需要重点管理控制或增加废气处理设施， 降低该废气节点的危害性。根据危害性顺序，采用 A B C 管理法可以对产生废气节点进行分级管理控 制，更好地实现废气污染物的减排控制。 对于危害性指数大的废气产生节点应重点管 理，其危害性较大，危险等级较高，可作为关键的废 气污染物控制节点。若这些节点管路产生损坏造成 污染物泄漏会对工人造成更严重的伤害。对于危害 性综合指数大的节点，在生产过程中需要加强管理， 增加检修次数，重点监护，加强节点设备维护，必要 时加固管路和增加辅助设备。 4结论 某冶炼厂在铅、锌冶炼过程中产生废气的节点 较多，其污染物主要成分为烟尘、铅尘、镉尘和砷尘。 其中废气节点熔铅布袋的危害性最大，为重要的废 气污染物控制关键节点，在生产过程中应重点管理 控制。得出的危害性顺序可以为废气节点采用 A B C 管理控制法提供依据。 参考文献 [ 1 ] 周成光．某铜冶炼生产企业职业病危害因素现状调查与 评价[ J ] ．职业与健康，2 0 l o ，2 6 2 3 2 7 4 2 2 7 4 4 ． [ 2 ] 齐齐哈尔铁路局中心卫生防疫站环保监测科．烟尘危害 与消烟除尘[ J ] ．铁道劳动卫生通讯，1 9 7 6 3 9 9 1 0 1 ． [ 3 ] 马红周，王成军，刘勇，等．I s P 冶炼过程含铅烟尘排放环 节及其治理[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 4 3 5 8 6 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