龍 淼
(佛山市環境工程裝備有限公司 廣東佛山 528000)
有色金屬也稱為非鐵金屬,是除鋼鐵以外(有時也將錳、鉻除外)的所有金屬。其數量眾多,在元素周期表112種元素中有95種都可歸入有色金屬家族。在這個大家族中,成員包括重金屬、輕金屬、貴金屬、稀有金屬、類金屬(大部分是半導體材料),它們在現代社會中占用舉足輕重的地位,從宇宙飛船、衛星、飛機、艦船、汽車到家居電器、電腦、手機,沒有一樣離得開有色金屬,可以說有色金屬就是國民經濟、國防科技的基礎材料和戰略物資。但在自然界中很少有天然的純金屬,絕大多數有色金屬都來自于礦石或二次資源(廢品回收)的冶煉和提取。目前,有色金屬冶煉方法主要有火法冶金、濕法冶金和電冶金三種工藝。在實際冶煉過程中,從礦石、金屬化合物、粗金屬到純金屬常采用兩到三種工藝的組合。火法冶金要經過高溫反應,會產生煙氣、煙塵等污染問題;濕法冶金也存在廢水、廢渣的污染和處理問題;電冶金包括電熱冶金、電化冶金兩種工藝,電熱過程中會釋放少量廢氣和塵粒,電化也就是電解時有廢水、廢渣產生。此外,有色金屬冶煉過程中的噪聲是無法忽視的;采用濕法冶金、電化冶金時要用到危險化學品,這些化學品的管理也涉及環境問題;部分有色金屬礦石中含有鈾、釷等放射性元素,放射性污染控制更需引起足夠重視。可見,有色金屬冶煉項目涉及的環境問題較多,環境影響評價范圍較寬、內容較廣。針對如何做好有色金屬冶煉項目的環境影響評價,本文進行了分析和探討。
有色金屬冶煉項目,除了要比較工程技術條件、各項費用(建設、運營、運輸等)、安全條件以外,還應重點分析論證選址的環境可行性,例如選址是否符合城市發展總體規劃、土地利用規劃以及是否在環境敏感區等,這個在環評工作中容易被忽視,而造成選址不合理[1]。環境敏感區包括生態敏感脆弱區、各類保護區、社會關注區等,均為不適合選址的地區。
《國務院關于發布實施〈促進產業結構調整暫行規定〉的決定》(國發〔2005〕40號)對限制和淘汰落后產能做出了規定,而《產業結構調整指導目錄》(2011年本)(2013年2月16日修正)則給出了產業結構中鼓勵類、限制類、淘汰類三種類型指導目錄,其中有色金屬部分有明確的清單。《關于抑制部分行業產能過剩和重復建設引導產業健康發展若干意見的通知》(國發〔2009〕38號)指出有色金屬中的多晶硅、電解鋁已嚴重產能過剩。上述文件對有色金屬冶煉項目的選址、建設規模、內容、生產工藝、設備等給出了明確的指導意見,對那些限制、淘汰、產能過剩等項目不予支持。部分項目環評沒有考慮與產業政策相符性,因而無法通過行政審批。例如目前我國粗銅產量85%以上都已采用富氧強化熔煉工藝,鼓風爐、反射爐、電爐工藝屬于淘汰類,這樣的項目不能再考慮上馬了。
有色金屬數量很多,生產工藝更是五花八門,各式各樣,但歸納起來不外乎前述三種工藝及其組合。國家鼓勵采用清潔生產技術,改造并淘汰落后產能。因此,在進行生產工藝分析時就應列出完整的工藝流程,判斷是否包含擬淘汰的工藝環節。下面以銅冶煉工藝為例說明。
銅冶煉主要有火法冶金和濕法冶金兩種,世界上80%以上采用火法冶金,我國98%以上也是采用這種工藝。火法冶金的工藝過程主要由備料、熔煉、吹煉、火法精煉、電解精煉等環節組成。要在工藝流程圖上列出各個生產環節和產污節點,產污環節包括廢氣、廢水和固體廢物。廢氣從原料制備、熔煉一直到精煉都存在廢氣(G),但以熔煉、吹煉、陽極爐精煉、制酸系統、電解酸霧為主。既存在有組織的排放,也有無組織排放,所以應將所有廢氣排放節點一一標出,避免遺漏,廢水、廢渣情況也是一樣。然后分析針對這些節點的防治措施是否合理和完善。為了判斷污染物與防治措施是否全面,應重視銅精礦的成分分析,關注銅、硫、砷、鉛、鎘和氟等元素的含量,并分析計算銅平衡、硫平衡、砷平衡及水量平衡。
清潔生產是防治污染的重要舉措,可以減輕末端治理的負擔,提高項目環境的可行性,因此有色金屬冶煉項目應分析清潔生產水平。目前,已經有銅、鉛鋅冶煉的行業清潔生產推行方案出臺,例如密閉電解槽防酸霧技術、永久陰極電解工藝、氧氣底吹-液態高鉛渣直接還原鉛冶煉技術等[2]。有些項目尚未有清潔生產標準,可以計算能耗、物耗、水耗、單位產品污染物產生量與排放量等技術指標,并與國內外同型先進生產工藝進行對比,分析清潔生產水平。
有色金屬冶煉項目現狀調查,除收集盡可能全面的相關資料以外,更應重視現場踏勘和環境狀況的監測。現場踏勘要深入細致,充分掌握大氣環境、地表水與地下水環境、土壤、農田等狀況。做好背景濃度的監測,如監測有害物質在大氣、土壤、植物、水中的濃度及噪聲背景等。對改擴建項目還應開展無組織監控點的測試
應根據《環境影響評價技術導則》的要求確定環評工作等級和范圍,圍繞項目產污特點篩選評價因子。例如環境空氣評價因子除SO2、煙塵或顆粒物、硫酸霧以外,還應根據礦源特點考慮評價因子,在礦石含砷、鉛較多時要將這兩項確定為評價因子。
有色金屬冶煉項目環境影響預測可采用《環境影響評價技術導則》推薦的模式,但廢水預測應根據其中的特征污染物確定,例如銅冶煉項目廢水中的特征污染物是重金屬,所以水質預測模式應選用重金屬衰減模式;而鉭、鈮、鎢、錫多金屬礦冶煉項目酸性污水含氟化物、少量重金屬、放射性核素[3],放射性元素也是特征污染物,水質預測模式可選用放射性核素模式。
從有色金屬冶煉項目氣態污染狀況分析,無組織排放造成的污染嚴重性并不都為人所知,應在污染源處就將其收集起來,變成有組織的排放。例如鉭、鈮、鎢、錫多金屬礦冶煉廢氣中含有大量氟化氫、氨氣、硫酸霧等強腐蝕、刺激性氣體,若任其外泄,對人和動植物傷害很大,因此除了生產設施嚴格密封以外,還要在無組織排放口設置吸氣罩,另外整個生產車間也應采用負壓操作,并且二次收集的廢氣也要經過相應處理后排放。但對排放源濃度的計算不能僅按達標結果來考慮,因為污染物起始濃度很難推算。在這種情況下,應結合物料平衡、生產能耗和實際工程經驗來確定污染物的流向。
在有色金屬冶煉項目中,不同類型金屬的污染物種類、數量是有差別的,衛生防護距離也應有所區別,但現有標準的覆蓋面太窄,除了銅冶金(鼓風爐法)以外,其他的沒有列入。可參照其他文件規定,如鉭、鈮、鎢、錫多金屬礦冶煉項目可參照《鎢、錫行業準入條件》,確定衛生防護距離為1km。
有色金屬是一個數量龐大的家族,要將每一種或每一類金屬的環評特點一一講明是很困難的事情。本文將有色金屬冶煉項目中的一些共性問題拿出來分析和討論,希望發揮拋磚引玉之效,激起更多的共鳴和見解,為促進社會經濟和諧發展和環保事業更上一層樓而努力。
[1]張萍,和麗萍,王瑞波,等.建設項目環境影響評價報告質量存在的問題及對策建議[J].環境科學導刊,2013,32(z1):97-99.
[2]邵朱強.有色金屬行業清潔生產現狀分析 [J].中國科技投資,2012(29):44-45.
[3]黃江波,張靜,徐文炘.鉭、鈮、鎢、錫多金屬礦冶煉項目環評應關注的幾個問題[J].環境科學導刊,2013,32(z1):88-89.