炼铁高炉烧结冶炼还原法应急处理铭渣生产工艺技术与环境污染防治摘要:在环境污染事件应急处置中利用炼铁高炉无 害化处理历史遗存重金属危险废物的成功案例,论述了采用 高温烧结冶炼还原法对铅渣进行解毒的生产工艺流程和防 治二次污染的环保措施及效果关键词:曲靖;铭渣;解毒;高炉冶炼法效果1铭渣的危害和处理铭渣是化工企业用格铁矿生产红矶钠(钾)、铭酎等铭 盐过程中排出的含铭废渣,主要成份是CaO、MgO、A1203、 Sio2、FeO和重金属格的氧化物等,其中的有害成份主要是 水溶性和酸溶性的六价格离子(Cr6+)六价铭的游离性极 强,容易随渣和水进入土壤,河流水体和动植物体内,造成 环境污染和人畜中毒,是一种烈性毒物,含铭废渣被国家列 为危险废物消除铭渣中金属格离子对环境的污染即是格渣处理铭 渣的处理技术分为干法或湿法解毒处理和综合利用两大类 所谓解毒处理就是采用还原方法将活性强毒性大的六价格 离子还原为稳定的无毒的三价铭离子或单质铭铭渣难于直接综合利用,一般是解毒后再综合利用铭渣的解毒和综合利用工艺技术过程复杂、难度大、投 资大、成本高、还容易造成二次污染所以,历史上铭渣的 堆存量大,环境污染危害风险逐渐紧张,引起了国家的高度 重视,铅渣的处理技术一度成为了全国的一个技术难点和研 究热点。
2曲靖市铭渣污染事件曲靖市辖区内仅在陆良县有一家铭盐生产企业,而2011 年6月12日却因转运驾驶员非法倾倒铭渣导致了重大铭渣 污染事件,引发媒体高度关注,该企业历史上堆存的铅渣对 环境的潜在污染风险也暴露出来,事件伊始,各级环保部门 紧急采取了各种环境应急处置措施3铭渣清理解毒措施曲靖市“6 • 12”铭渣事件的处置,受到了环保部和云 南省政府及地方各级政府的高度重视,在云南省环保厅的技 术指导下,曲靖市政府及时组织有关部门采取了多种环境应 急处理措施,在预定时间内平息了事件,消除了污染影响和 社会影响最重要的措施之一是协调、组织云南曲靖越钢集 团有限公司,利用公司现有的炼铁高炉、水泥旋窑、煤气发 电、新型墙体材料等生产设备及配套设施,将历史堆存的铭 渣和倾倒现场清理出来的铭渣、泥土进行了解毒和综合利用 处理,彻底消除了铭渣的污染影响4铭渣处理生产工艺技术流程云南曲靖越钢集团有限公司利用现有的生产设备,采用 高温烧结冶炼还原法处理铭渣,即:将铭渣加入铁矿中用炼 铁高炉煤气作热源在圆盘烧结机上进行高温烧结,使格渣中 的六价铭还原为三价钩,再将烧结料和铁矿石焦炭等配合加 入烧铁高炉中高温冶炼,二价铁被还原为生铁,三价铭被还 原为单质金属铭,进入生铁形成格铁合金。
主要的氧化还原 化学方程式为:在烧结、冶炼过程中,铭渣中的主要成份SiO2、CaO、 MgO替代了正常炼铁中的部分白云石作为助熔剂,最终成为 炉渣,铭渣中的Fe2+和铁矿石中的Fe2+—并被还原为生铁 产品,有毒有害的Cr6+和Cr3+绝大部分被还原成了无毒无 害的单质金属铭,进入了生铁产品中,极少量的Cr3+以稳定 安全的Cr2O3矿物质状态存在于炉渣中,炉渣经水淬成颗粒 状作为生产水泥的原料,从而实现铭渣解毒后完全综合利用 的目的,彻底消除了铭渣的环境污染隐患生产工艺流程如图1所示5污染防治措施从渣场到炼铁厂的铭•渣运输由有危废运输资质的单位 承运,密闭运输,专人押运并实行转运联单制;烧结炉前新 建防雨、防风、防渗铭渣贮存场,新建密封铭渣给料仓和给 料机,配套新建密闭皮带运输廊至烧结机;烧结机烟气采用 静电收尘器,烧结料破碎筛分采用布袋收尘器,收尘灰返回 烧结;高炉煤气净化后作为烧结机和热风炉的燃料,剩余部 分送发电站发电,煤气净化收下来的尘灰返回烧结;高炉渣 水淬水封闭循环使用不外排;高炉渣水淬后送水泥厂作原 料,全部综合利用通过以上措施,避免了二次污染,完全 实现了铭渣的无害化处理和综合利用。
6环境监测和产品检验在铭渣处理前,由曲靖市环境监测站对越钢炼铁厂所在区域的环境空气、土壤、河流水体等布点采样进行了 Cr6+和总铭的背景值监测;在铭渣处理过程中,对相关烟气、粉 尘排放点和生产废水及河流水质进行了监测,各项指标都达 到了国家标准,而且没有Cr6+检出;铭渣处理结束后,又对 环境空气、土壤、河流水质等进行了对比监测,没有检出Cr6+ 和总格污染期间,云南省环境监测中心站进行抽检和验收 监测经厂方检验,高炉顺行、炉况正常,生铁和水泥质量合格,没有受到铭渣解毒的明显影响7倍渣处理效果总结评价在云南省环保厅的指导下,曲靖市政府精心组织指挥,曲靖市环保局积极行动,通过云南曲靖越钢集团有限公司艰 苦努力,从2011年11月6日至2012年11月29日止,采 用炼铁高炉高温烧结冶炼还原法无害化处理了曲靖辖区内 一家铭盐生产企业历史遗存的铭渣110122吨依据铭渣中 的铁、铭含量以物料平衡推算,共从铭渣中回收了金属铁 11118吨(80%回收率),金属铭3902吨(90%回收率)不仅 消除了格渣的污染隐患,同时实现了资源的充分利用2012 年11月30日顺利通过了云南省环保厅组织的“历史遗留铭 渣治理工作阶段性验收”,得到了环保部的充分肯定。
生产实践证明,利用现有炼铁高炉及配套生产设施,采 用高温烧结冶炼还原法无害化处理铭渣,工艺技术可行,投 资省、起步快,周期短、效果好,迅速解决了堆存铭渣历史 遗留问题,彻底消除了铭渣污染隐患,确保了珠江源头的环 境安全,促进了经济社会的和谐发展参考文献[HHJ/T301-2007.格渣污染治理环境保护技术规范.作者简介:夏宁宁(1974, 10-),女,1996年7月毕业 于云南大学,从事环境管理和环境监测工作19年,党 员,现任曲靖市环境监测站副站长,工程师。