制浆造纸工业清洁生产.docx

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制浆造纸工业清洁生产

再生铅行业清洁生产评价指标体系

（征求意见稿）

编制说明

中国环境科学研究院

二零一五年二月

目录

1项目背景1

1.1项目来源1

1.2编制过程1

2行业发展现状、存在的问题和评价指标体系编制意义2

2.1再生铅行业发展现状2

2.1.1再生铅行业概况2

2.1.2生产工艺2

2.2再生铅行业存在的问题6

2.3评价指标体系编制意义7

3适用范围7

4编制依据和参考资料7

4.1编制依据7

4.2参考资料8

5编制步骤9

5.1了解基本情况9

5.2实地调研9

6指标的选取和确定9

6.1选取原则9

6.2指标体系的主要内容10

6.3指标的确定10

6.3.1生产工艺与装备指标11

6.3.2资源和能源消耗指标13

6.3.3产品质量指标14

6.3.4资源综合利用指标14

6.3.5污染物产生指标（末端处理前）15

6.3.6环境管理要求20

6.3.7采样和监测20

7评价指标体系实施的可行性20

1项目背景

1.1项目来源

有色金属是国民经济的重要基础原材料产业，在经济建设、国防建设和社会发展中发挥着重要作用。

再生金属循环利用是解决资源短缺的有效途径，再生金属行业已成为我国有色金属工业的重要组成部分。

2006年2月国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中将环境领域的综合治污与废物循环利用列入了优先主题的范畴。

2011年2月国务院批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》，明确了重金属污染防治目标，计划在2015年建立起比较完善的重金属污染防治、事故应急和环境与健康风险评估体系。

2011年1月24日，工业和信息化部、科学技术部、财政部印发了关于《再生有色金属产业发展推进计划》的文件，指出了我国废旧有色金属回收、拆解及利用环节标准规范较为薄弱，政策法规体系不完善等内容。

为完善清洁生产技术支撑文件体系，加快推进清洁生产评价指标体系的整合修编进程，国家发展改革委会同环境保护部、工业和信息化部研究制定了《清洁生产评价指标体系制（修）订计划（第一批）》（2014年16号公告）。

其中，再生铅行业清洁生产评价指标体系由环境保护部负责，中国环境科学研究院编制。

1.2编制过程

为贯彻落实《中华人民共和国清洁生产促进法》，推动清洁生产工作，2006年国家发展改革委提出并组织编制了《工业清洁生产评价指标体系编制通则》（GB/T20106）。

根据该通则的提纲和已公布的环境标准以及大量的文献调研和现场调查，中国环境科学研究院清洁生产与循环经济研究中心对再生铅冶炼业清洁生产标准体系进行了编制。

2012年，由中国环境科学研究院牵头，清华大学，湖南有色金属研究院、北京矿冶研究总院、中国资源综合利用协会共同承担了“再生金属行业重金属污染评价与防控技术研究”项目。

项目完成过程中，对国内外再生铅冶炼行业做了大量的文献调研，并赴再生铅冶炼厂做了实地调查。

2014年11月课题组完成了再生铅行业清洁生产评价指标体系的初稿；2014年12月完成了该指标体系的开题论证；2015年1月对指标体系进行了专家咨询。

2行业发展现状、存在的问题和评价指标体系编制意义

2.1再生铅行业发展现状

2.1.1再生铅行业概况

铅在现代工业中主要用于防辐射材料、电缆铠装、防腐材料、焊料、铅酸蓄电池等。

由于铅有毒，因此其应用领域正在逐步萎缩，目前主要的用途是制造铅酸蓄电池。

由于铅酸蓄电池是世界上广泛使用的一种化学电源，具有电压平稳、安全可靠、价格低廉、适用范围广、原材料丰富和回收再生利用率高等优点，故被广泛的应用于交通设备和各种电源中。

据不完全统计，全世界消费的铅中，大约有80%~85%用于铅酸蓄电池。

我国再生铅行业发展较早，上世纪50年代就有，但长期以来产量较少。

到1990年产能达到2.82万吨，1994年发展较快，产能达到9.5万吨。

再生铅工业经过几十年的发展，取得了显著进展，已初步形成独立产业，但从总体水平看，其生产能力、技术水平、管理水平与发达国家相比都有着很大差距。

全国有近300家废铅蓄电池再生铅厂，生产能力从几十吨到上千吨不等，万吨以上的屈指可数。

单系列超过5万吨/年的企业更少。

截至2012年我国再生铅在册企业为84家，分布在22个省，其中分布最多省份为湖北省、江苏省和贵州省。

企业数量虽多，但整体上生产规模悬殊，生产设备落后、能耗高、污染重、铅回收率和综合利用率低。

工艺上主要采用火法熔炼，使用的是传统的小反射炉、鼓风炉和冲天炉等熔炼工艺。

基本上是板栅和铅膏直接熔炼，没有预处理工艺。

使用电解精炼工艺的企业很少。

尽管如此，有色金属再生利用得到快速发展，生产和消费规模不断扩大，产业比重逐步提高，再生铅产业已成为我国有色金属工业的重要组成部分。

随着产业集中，已建成一批年产5万吨以上再生铅企业，其中最大的产能超过20万吨。

随着产能不断优化，原生矿产冶炼龙头企业加快进入再生铅领域，快速拉升产业整体发展水平。

再生铅产业是典型的劳动密集型产业，其回收、分类、拆解、冶炼各环节需要大量劳动力资源，为缓解就业压力、促进社会稳定发挥了重要作用。

2.1.2生产工艺

再生铅行业的工艺流程可分为两种，见图1：

第一种，废旧电池中铅膏（泥）和栅板的回收-粗铅熔炼-火法精铅或电解精炼；第二种，废旧电池中铅膏（泥）和栅板的回收-湿法冶炼（电解沉积）。

目前，我国几乎所有的再生铅企业均采用的是第一种火法冶炼工艺流程。

只有个别企业，用第二种湿法冶炼（电解沉积）工艺流程。

下面，分别从废铅电池中铅膏（泥）和栅板的回收、粗铅熔炼、火法精炼、电解精炼、电解沉积等工序介绍再生铅行业的工艺流程；该工艺流程也是再生铅行业清洁生产指标体系的工艺依据。

图1再生铅冶炼的工艺流程

（1）废铅电池中铅膏和栅板的回收

目前，我国废铅电池中铅膏和栅板的回收工艺和设备正在逐步提高。

除了手工破碎废铅电池回收铅膏和栅板的企业外。

有规模的再生铅企业均使用了自动化的机械破碎装置。

废铅电池中铅膏和栅板的回收工序如图2所示。

图2再生铅行业废铅酸电池中铅膏和栅板的回收工序

废铅酸电池由塑料外壳、板栅、铅膏、隔板和硫酸等组成。

废旧铅酸蓄电池通过储料运输车倒入料仓，由振动进料器送入输送带输送至破碎机进行破碎。

破碎后的物料进入湿式转鼓筛，加入絮凝剂使铅膏与塑料分离。

其余物料进一步通过水力分选，栅板从水力分选器底部取出，输送至转鼓筛进行二次清洗，纯净的栅板直接输送至精炼炉或电解池冶炼精铅。

洗出的铅膏送至铅膏处理系统进行预脱硫处理，脱硫后送至粗铅冶炼。

塑料和隔板清洗后进入料仓，外售。

铅膏主要由硫酸铅（PbSO4）、氧化高铅（PbO2）、氧化铅（PbO）和少量硫酸（H2SO4）等组成，其中PbSO4含量较高，热分解温度高，其分解产物硫化物（PbS）用铁（Fe）置换也需在较高的温度下进行，从而增大能耗、铅挥发量和二氧化硫（SO2）排放量。

因此铅膏预脱硫是非常重要的。

脱硫方法有二种。

第一，是将PbSO4用纯碱（Na2CO3）转化为分解温度较低的碳酸铅（PbCO3），然后，将反应后的物料通过泵输送至压滤机，将铅膏与脱硫液分离，滤饼经水洗压滤后，进入熔炼炉冶炼粗铅。

滤液和废酸经压滤机处理，纯净的滤液输送到蒸发装置，硫酸钠（Na2SO4）或芒硝（Na2SO4·10H2O）在热气流中干燥并输送至料仓中包装。

第二，是将PbSO4用烧碱（NaOH）转化为氢氧化铅（Pb（OH）2）。

然后，将铅膏与脱硫液分离，滤饼经水洗压滤后，进入熔炼炉冶炼粗铅。

滤液输送到处理池，熟石灰（Ca（OH）2）处理，生成石膏（CaSO4·2H2O）。

所有的废酸（料场、装载机、传送带和破碎机）均收集至废酸储槽，或者纯碱和片碱中和。

（2）粗铅冶炼

图3再生铅行业粗铅熔炼工序

目前，我国再生铅企业的原料主要是从废铅蓄电池中回收获取的铅膏、栅板和碎铅，其中，栅板可以直接用来火法精炼。

粗铅熔炼工序见图3。

将从废铅电池中回收的脱硫铅膏（PbCO3、PbO2、PbO和少量PbSO4）、碎铅、熔炼炉渣和精炼炉渣按比例直接送入熔炼炉中，经加热熔化、打渣与除杂，一步形成粗铅。

主要反应有：

PbCO3PbO+CO2

2PbO+C2Pb+CO2

PbO2+CPb+CO2

PbSO4+2CPbS+2CO2

PbS+FePb+FeS

2PbSO4+Na2CO3+Fe+CPb+FeNa2S+CO2+9CO

熔炼过程中主要的还原剂是白煤，通过氧化还原反应从铅的氧化物中提取金属铅。

加入的铁屑、碳酸钠等作为熔炼介质，不仅进一步降低了PbCO3的熔炼温度，也提供了一种液态熔剂。

这些熔炼介质将一些杂质除去，形成铁盐熔渣。

从熔炼炉里生产出的粗铅倒入铸模中，凝固后铸块即可送至精炼炉炼精铅，也可以在电解池生产成电解铅。

（3）精铅冶炼

再生铅的精铅冶炼，既有火法精炼，也有电解冶炼。

见图4。

火法精炼是以脱硫铅膏为原料熔炼的粗铅，栅板或铅合金为原料，在精炼炉里进行的。

精炼的目的就是为了增加铅的纯度；精炼过程就是要去杂质。

再生铅行业精炼过程中主要有Cu、Sn、Sb、As等杂质，杂质的种类与投入的原料有关。

大部分再生铅企业除杂质的方法如下：

除Cu有两个方法，一是熔析除铜。

就是利用Cu在铅中的溶解度随温度的降低而减小的原理。

二是加入硫磺将大部分的Cu以CuS形式除去。

除Sn、Sb、As等杂质是加入NaOH、硝酸钠，使其以锑酸钠、锡酸钠、砷酸钠等形式除去。

电解精炼，需要将粗铅或栅板铸成铅阳极，然后以H2SiF6和PbSiF6的混合液为电解液，逐渐将阳极中的铅电解析出在阴极上，获得高纯的电解铅。

（4）电解沉积

电解沉积属于湿法冶炼，它与电解精炼相似，见图4。

与电解精炼不同是，用电解沉积的方法冶炼电铅，该过程不用铸阳极。

直接把脱硫铅膏（PbCO3、PbO2、PbO和少量PbSO4）和栅板溶解在过氧化氢（H2O2）和硅氟酸（H2SiF6）等液体中，使铅膏中的含铅化合物全部转化为可溶性的氟硅酸铅（PbSiF6）液体，通过直流电电积，在阴极能得到99.994%以上高纯度的电铅。

加H2O2的目的是为了溶解铅膏中的PbO2。

反应如下：

PbCO3+H2SiF6PbSiF6+CO2+H2O

PbO2+H2O2+H2SiF6PbSiF6+H2O+O2

PbO2+Pb+2H2SiF6PbSiF6+2H2O

PbO+H2SiF6PbSiF6+H2O

图4再生铅精炼流程和湿法冶炼流程

2.2再生铅行业存在的问题

当前，尽管我国再生铅行业产能有所提高、设备工艺有所改进，但仍然存在高耗能、高污染和实际产能低的问题。

主要存在的问题有：

（1）产业不集中，标准、政策体系不完善。

据不完全统计，全国有300多家再生铅企业，2009年平均产能仅为4100吨，说明再生铅企业的整体规模不大，产能超过10万t/a不多。

目前，我国还没有再生铅行业的清洁生产标准，不利于形成公平的行业竞争环境，更不利于再生铅行业优化升级。

高能耗、高污染、低产出特点长期存在。

本该淘汰的再生铅企业由于清洁生产标准的缺失和环境排放标准的不完善，仍然继续高耗能高污染的生产。

（2）技术装备水平落后，环保形势严峻。

综合能耗、生产设备、企业管理、污染物排放、资源回收利用率、污染物处理等关键指标的现状需要逐渐改良。

再生铅行业，小企业站多数，其产能占50%。

小企业大多人工拆解废铅酸蓄电池，废铅酸液随意倾倒，冶炼工艺及设备落后，铅膏、栅板未实现分类熔炼，带来严重的环境污染隐患。

（3）废铅电池回收交易市场有待推广和规范化。

我国铅原料供应紧张，回收大量的废铅酸电池是很有必要的。

然而，废铅电池回收和再生铅行业管理政策不完善，使回收市场缺乏秩序。

较多的小企业或个体经营者环保