國內外銅冶煉行業大氣污染物排放標準比較

〔摘 要〕系統比較了中國與IFC、歐盟、美國等國家及地區銅冶煉行業大氣污染物排放標準的差異，重點分析污染物控制種類、排放限值、監測要求及基準參數設定等方面的異同。研究表明，中國現行標準（GB 25467—2010及地方標準）在污染物種類覆蓋與監測操作性方面更為全面，其中二氧化硫特別排放限值（100 mg/m3）嚴于IFC與歐盟標準，但顆粒物限值（10 mg/m3）略寬于IFC標準（1～5 mg/m3）。為進一步提升中國銅冶煉行業大氣污染治理效能，基于國內外工程經驗，提出了優化基準含氧量規定、整合監測要求、調整基準排氣量核算范圍和方法，加強技術指南與標準的銜接等建議。

〔關鍵詞〕銅冶煉；大氣污染物；排放標準；國際比較

中圖分類號：X-65 ; X701 " 文獻標志碼：A" 文章編號：1004-4345（202５）0１-0033-05

Comparative Study on Air Pollutant Emission Standards for Domestic and

International Copper Smelting Industry

DU Long， WANG Zhaoqi， HU Jun， LIU Feng， ZHAO Jin

（China Nerin Engineering Co.， Ltd.， Nanchang， Jiangxi 330038， China）

Abstract The paper systematically compares the differences in the copper smelting industry's air pollutant emission standards between China and other countries amp; regions such as IFC， EU， and the United States， focusing on the similarities and differences in pollutant control types， emission limits， monitoring requirements， and benchmark parameter settings. The study shows that the current standards in China （GB 25467—2010 and local standards） are more comprehensive in terms of coverage of pollutant types and monitoring operability， with special emission limits for SO2（100 mg/m3） stricter than those of IFC and EU standards， but particulate matter limits （10 mg/m3） slightly less stringent than those of IFC standards （1～5 mg/m3）. To further enhance the effectiveness of air pollution control in China’s copper smelting industry， based on domestic and international engineering experience， the paper puts forward some suggestions to optimize the benchmark oxygen content regulations， integrate monitoring requirements， adjust the base discharge calculation scope and methods， and strengthen links between technical guidelines and standards.

Keywords" copper smelting; air pollutants; emission standards; international comparison

近年來，我國銅冶煉行業取得了顯著發展，2023年精煉銅產量達到1 299萬t[1]。為應對產能無序擴張和環境污染問題，工信部提出持續深化供給側結構性改革，嚴控銅冶煉產能無序擴張[2]。《銅產業高質量發展實施方案（2025—2027年）》[3]亦指出“促進銅冶煉有序發展，推動銅冶煉發展由產能規模擴張向質量效益提升轉變，嚴格落實產業、環保、能效、安全等相關政策要求。落實污染物總量控制、區域削減、碳減排等要求。新建礦銅冶煉項目原則上需配套相應比例的權益銅精礦產能。堅決淘汰落后工藝”。同時，銅冶煉行業已被納入國家《大氣污染防治行動計劃》[4]，要求加強工業企業大氣污染的綜合治理，特別是“三區十群”中的47個城市，新建鋼鐵、有色、化工等企業以及燃煤鍋爐項目必須執行大氣污染物特別排放限值，且各地區可根據環境質量改善的需要擴大實施范圍。近年來，青海、山東、安徽、福建、浙江、江蘇等省份也相繼要求有色行業執行相應的特別排放限值。鑒于此，本文比較了國內外現行的銅冶煉行業大氣污染物排放標準，以期為我國銅冶煉行業大氣污染物排放標準的完善提供參考。

1" "國內標準概況

目前，我國正在執行的銅冶煉行業大氣污染物排放標準為《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》（GB 25467—2010）及其修改單[5-6]。該標準詳細規定了大氣污染排放限值、單位產品基準排氣量，并明確了排放監控位置。國家行業排放標準中的大氣污染物排放限值詳見表1。值得注意的是，標準第4.2.7條規定，爐窯基準過量空氣系數為1.7，實測爐窯的大氣污染物排放濃度應換算為基準過量空氣系數下的排放濃度。同時，生產設施應采取合理的通風措施，不得故意稀釋排放。若單位產品實際排氣量超過基準排氣量，則須將實測濃度換算為基準排氣量下的排放濃度，并以此作為判定排放是否達標的依據。

我國部分省份還發布了地方標準，如江蘇省《工業爐窯大氣污染物排放標準》（DB/32 3728—2020）[7]、山東省《工業爐窯大氣污染物排放標準》（DB 37/2375—2019）[8]和《山東區域性大氣污染物綜合排放標準》（DB 37/2376—2019）[9]、河南省《工業爐窯大氣污染物排放標準》（DB 41/1066—2020）[10]、上海市《工業爐窯大氣污染物排放標準》（DB 31/860—2014）[11]、重慶市《工業爐窯大氣污染物排放標準》（DB 50/659—2016）[12]、天津市《工業爐窯大氣污染物排放標準》（DB 12/556—2015）[13]。表2列出了這些地方標準中大氣污染物排放限值，用于與國家標準進行參照比較。在這些地方標準中，江蘇省、河南省、上海市、重慶市的地方標準均表示，若國家已頒布包含工業爐窯的行業標準，則工業爐窯應執行國家相應行業標準。然而，天津市地方標準中包含銅冶煉相關要求，山東省也在相關批復中要求顆粒物、二氧化硫和氮氧化物等污染物執行《工業爐窯大氣污染物排放標準》（DB 37/2375—2019）。此外，與GB 25467—2010不同的是，地方標準中均未限定熔煉爐的基準含氧量，僅以實測濃度作為判定是否達標的依據，《工業爐窯大氣污染物排放標準》（GB 9078—1996）第5.2條亦明確規定熔煉爐、鐵礦燒結爐按實測濃度計。

我國《排污單位自行監測技術指南 有色金屬工業》（HJ 989—2018）[14]對銅冶煉行業的監測工作提出了具體要求。該指南規定，制酸系統、環境集煙、陽極爐排氣筒中的二氧化硫、氮氧化物、顆粒物需進行自動監測；鉛及其化合物、砷及其化合物、汞及其化合物需每月監測1次；硫酸霧、氟化物需每季度監測1次；其余排氣筒中的顆粒物、硫酸霧也需每季度監測1次。

2" "國外標準概況

2.1" IFC標準

國際金融公司（International Finance Corporation，“IFC”）的《基本金屬冶煉業環境、健康與安全指南》（Environmental， Health， and Safety Guidelines Base Metal Smelting and Refining）[15]是國外工程設計中廣泛使用的參考標準。該指南規定了銅熔煉和精煉行業的大氣污染物排放限值（見表3），但在污染物監測方面并未明確監測因子和監測頻次。

在二氧化硫排放方面，IFC標準對礦銅熔煉和吹煉工藝煙氣中的二氧化硫僅設定了轉化率要求，即當工藝煙氣中的二氧化硫濃度大于5%時，其轉化率需大于99.7%，該轉化率較易實現，通常無需對制酸尾氣進一步脫硫。中國《銅冶煉行業規范條件》明確規定銅冶煉生產工藝的硫捕集率須達到99%及以上，硫回收率須達到97.5%及以上。由于銅精礦中硫的去向主要為制酸系統，為實現硫捕集率和回收率指標，二氧化硫轉化率須大于99.8%。由于冶煉煙氣進入制酸系統時，二氧化硫濃度存在波動，且受催化劑和轉化器材料限制，二氧化硫轉化反應溫度需控制在630 ℃以下。因此，制酸裝置處理的冶煉煙氣中二氧化硫體積分數通常低于12%，這類裝置多采用“3+1”兩轉兩吸制酸工藝，其二氧化硫轉化率一般能達到99.8%～99.9%。盡管該轉化率滿足IFC要求，但制酸尾氣中的二氧化硫質量濃度通常大于600 mg/m3，高于中國排放限值，需進一步脫硫。

近年來，針對二氧化硫體積分數在16%左右的高濃度煙氣制酸技術業已成熟。該技術通常采用“3+2”或“4+1”兩轉兩吸制酸工藝，二氧化硫轉化率可達99.94%。

在該轉化率下，對應的二氧化硫排放質量濃度約為400 mg/m3，為確保其排放濃度低于《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》（GB 25467—2010）特別排放限值（100 mg/m3）要求，則制酸尾氣必須配備脫硫系統。

綜上所述，中國標準中制酸尾氣中的二氧化硫排放濃度的限值較IFC標準更為嚴格。

在顆粒物排放方面，IFC標準（限值5 mg/m3），則嚴于中國標準控制（限值１０ mg/m3）。為確保顆粒物排放濃度低于5 mg/m3，環集尾氣、制酸尾氣需增加高效的電除霧器進行凈化處理。近年來，中國銅冶煉廠為實現顆粒物穩定低于10 mg/m3，也配備了電除霧器。同時，環集煙氣則需采用高性能的布袋除塵器，如PTFE或PPS材質，并嚴格控制過濾風速等關鍵參數以優化除塵效果。值得注意的是，盡管IFC標準對顆粒物排放要求嚴格，但其在工程設計過程中，對產生點的界定存在地域性差異，例如國內金屬礦采選業中需重點進行除塵設計皮帶落料點等區域，在美洲、非洲、澳洲等地區卻不被視為產塵點。另外，IFC標準并未強制要求對環集煙氣進行脫硫，導致該問題成為國外項目工程設計階段的爭論焦點，在中國標準中對比有明確規定，因此國內項目無此爭議。

2.2" 歐盟

2010年，歐盟發布《歐盟工業排放指令》（Industrial Emissions Directive， 以下簡稱“IED”，指令編號：2010/75/EC）[16]，將原有7項工業排放相關指令整合，并于2011年1月起實施。2016年，歐盟委員會綜合污染預防與控制局（European Commission IPPC Bureau）基于該指令又發布了《有色金屬工業最佳可行技術（BAT）參考文件》（Best Available Techniques（BAT） Reference Document for the Non-fer-rous Metals Industries）[17]，共列出188項最佳可利用技術，其中55項與有色金屬行業的排放有關。IED的排放限值和燃料類別、輸入的熱值等因素有關。對于銅冶煉行業，在額定輸入熱值低于100 MW的情況下，廢氣污染物排放執行的排放標準限值見表4。

表4中所有排放限值的測量條件為：溫度0 ℃，標準大氣壓101.3 kPa；固態燃料的測量對象為含有6%氧氣成分的干基煙氣，液態或氣態燃料為含有3%氧氣成分的干基煙氣。ＩＤＥ在監測方面要求對二氧化硫、氮氧化物、氧含量、溫度及壓力進行連續監測，但未對重金屬提出監測要求。

IDE還將基準含氧量作為排放濃度限值的附加條件，而中國通常在實踐過程中直接采用實測濃度，因此二者需換算到同一基準下才能進行比較。例如，中國某銅冶煉廠實測制酸尾氣中氧體積分數約為8%，二氧化硫排放濃度為100 mg/m3，換算為IDE要求的3%含氧量下，二氧化硫的質量濃度則為140 mg/m3，低于歐盟排放標準（600 mg/m3）。

2.3" 美國

美國銅冶煉行業廢氣排放標準執行National Emission Standards for Hazardous Air Pollutants for Primary Copper Smelting（Environmental Protection Agency，40 CFR Part 63）及其配套文件[18]。該標準發布時間較早，要求較為寬松，但對林格曼黑度有要求，具體見表5。

2.4" 印尼

印尼銅冶煉行業廢氣排放標準執行Regulation of the Minister of Environment No.4/ 2014 Concerning Emission Standards for Stationary Sources of Mining Industry Activities，具體見表6。

3" "比較分析

通過對國內外冶煉行業廢氣污染物排放標準的比較分析，可以得出以下結論。

1）污染物控制種類。不同標準規定的污染物種類不同：多數標準僅控制常規污染物（二氧化硫、氮氧化物和顆粒物）。除中國和印度尼西亞的標準外，常用的國外標準（如IFC、美國、歐盟）均不控制重金屬，普遍要求的為標準狀態（0 ℃，101.3 kPa）、3％的基準含量下的排放濃度限值。中國標準則規定了8項污染物（二氧化硫、顆粒物、氮氧化物、砷及其化合物、硫酸霧、鉛及其化合物、氟化物、汞及其化合物）的排放限值，并明確了單位產品的基準排氣量和空氣過剩系數，是納入比較的各項標準中最為全面的。

2）污染源監測。國外標準中普遍未明確監測因子和監測頻次，而中國標準給出了監測頻次要求，標準要求更加清晰，且更具有操作性。

3）二氧化硫排放限值。在納入比較的各項標準中，中國山東省的地方標準最為嚴格，美國標準最寬松。中國要求同時對制酸尾氣和環集煙氣進行收集并脫硫，而智利、剛果（金）、俄羅斯等國家或地區的銅冶煉工程設計中，僅要求處理制酸尾氣。由此可見，中國銅冶煉企業在脫硫成本（環保投資＋運行成本）顯著高于國外企業。

4）顆粒物排放限值。IFC標準最為嚴格，其次為中國的《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》（ＧＢ 2JC67-2010修改單），印尼排放限值最寬松。

5）重金屬排放限值。僅中國和印尼的標準對汞、砷、鉛等重金屬設限，印尼標準中汞、砷、鉛排放濃度限值分別是中國標準的417倍、20倍、17倍。

4" "結語和建議

1）優化基準含氧量規定。鑒于銅冶煉行業為富氧熔煉，環集煙氣收集的大部分為環境空氣，且地方標準均未限定熔煉爐的基準含氧量，考慮與《工業爐窯大氣污染物排放標準》（GB 9078—1996）一脈相承，因此建議優化《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》（GB 25467—2010）的第4.2.7條。

2）整合監測要求。建議將《排污單位自行監測技術指南 有色金屬工業》（HJ 989—2018）中的監測要求、《銅冶煉行業規范條件》中的硫捕集率等要求整合至《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》（GB 25467—2010）中，以提高標準的統一性和可操作性。

3）調整基準排氣量核算范圍。不規定基準排氣量可能導致排氣量得不到應有的重視，但收集環集煙氣是將無組織排放轉為有組織排放，有利于環境保護。但如果將這部分排氣量計入單位產品基準排氣量，則可能造成單位產品基準排氣量超過《銅、鎳、鈷工業污染物排放標準》的規定。因此，建議基準排氣量核算時，扣除環集煙氣或調整基準排氣量指標。

4）借鑒國際經驗。國外標準普遍以最佳可行技術或經濟可行技術作為制定排放標準的依據。中國已制定了《銅冶煉污染防治可行技術指南（試行）》，后續可借鑒國外作法并結合監測數據進一步優化我國銅冶煉工業的污染物以及排放限值。

參考文獻

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