铅锌工业污染物排放标准特别限值编制说明.docx

1、铅锌工业污染物排放标准特别限值编制说明铅、锌工业污染物排放标准大气污染物特别排放限值编制说明长沙有色冶金设计研究院有限公司1 项目背景 11.1任务来源 11.2工作过程与目标 32 行业概况 42.1铅锌资源概况 42.2国内铅锌产能概况 62.3生产技术装备及其发展趋势 62.4污染控制技术 123标准修订的必要性 203.1我国对环境保护工作提出了更严格的要求 203.2提高排放控制要求，利于企业合理布局 204修订原则及总体思路 214.1修订原则 214.2总体思路 225标准主要技术内容的说明 225.1标准主要修订内容 225.2标准适用范围 225.3控制污染源与标准的时段要求

2、 235.4污染物项目的选择 235.5污染物排放特别限值的确定及其依据 245.6监测要求 316与国外同类标准的对比 327实施特别排放限值的环境效益和经济技术分析 347.1环境效益分析 347.2经济技术分析 348 标准实施的建议 368.1 技术措施 368.2管理措施 361 项目背景1.1任务来源铅、锌工业污染物排放标准 GB 25466 2010 的实施，对 控制铅、锌工业污染物的排放、保护生态环境和推动铅、锌工业 的技术进步发挥了重要作用。但随着国家近期制订出台了一系列 的法律法规、规划、技术政策，对今后的环境保护工作提出了更 高的要求，排放标准须适时进行修订。根据国务院批

3、复的重点区域大气污染物“十二五”规划， “到 2015 年，重点区域二氧化硫、氮氧化物、工业烟尘排放量分 别下降 12%、13%、10%，挥发性有机物污染防治工作全面展开；环 境空气质量有所改善，可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、细 颗粒物年均浓度分别下降 10%、 10%、 7%、5%，臭氧污染得到初步 控制，酸雨污染有所减轻；建立区域大气污染联防联控机制，区 域大气环境管理能力明显提高。京津冀、长三角、珠三角区域将 细颗粒物纳入考核指标，细颗粒物年均浓度下降 6%；其它城市群将其作为预期性指标。”根据国务院批复的重金属污染综合防治“十二五”规划， “重金属污染防治目标到 2015 年建立起

4、比较完善的重金属污染 防治体系、事故应急体系和环境与健康风险评估体系，解决一批 损害群众健康的突出问题；进一步优化重金属相关产业结构，基 本遏制住突发性重金属污染事件高发态势；重点区域重点重金属污染物排放量比 2007 年减少 15%，非重点区域重点重金属污染物排放量不超过 2007 年水平，重金属污染得到有效控制。”环境保护部 关于执行大气污染物特别排放限值的公告 （公 告 2013 年 第 14号）要求，“在重点控制区的火电、钢铁、石化、 水泥、有色、化工等六大行业以及燃煤锅炉项目执行大气污染物 特别排放限值”，“对于石化、化工、有色、水泥行业以及燃煤 锅炉项目等目前没有特别排放限值的，待

5、相应的排放标准修订完 善并明确了特别排放限值后执行，执行时间与排放标准发布时间 同步”。为此， 环境保护部科技标准司于 2013年 5月15日在北京组织召 开了有色金属工业大气污染物特别排放限值研讨会。会议决定， 由环境保护部环境标准研究所、有色金属工业大气污染控制工程 技术中心牵头，组织有关单位对铅、锌工业污染物排放标准 （GB25466-2010）等七项污染物排放标准补充制定大气污染物特 别排放限值。原标准起草单位长沙有色冶金设计研究院有限公司 等负责对现有铅、锌工业污染物排放标准（ GB 25466 2010）补充大气污染物特别排放限值，同时还并对原标准执行时间和没 有的 NOX进行了修

6、订。1.2工作过程与目标 接受任务后，编制人员首先对我国铅锌行业发展状况与发展 趋势，以及铅锌行业污染排放现状与趋势，以及目前环境保护的 要求进行了系统的研究，其次，对发达国家和地区的铅锌工业污 染物排放标准和控制经验进行了了解，并对 GB 254662010实施 后取得的经验进行了总结。最后根据环境保护部关于执行大气 污染物特别排放限值的公告（公告 2013 年 第 14号）要求，在与有关铅锌冶炼专家沟通后，按从严要求、控制选址、促进搬迁， 保护和改善重点区域的大气环境的思路，对铅、锌工业污染物 排放标准（ GB 254662010）提出了本大气污染物特别排放限 值。即在当前的技术经济条件下

7、，若想完全达到特别排放限值要 求，企业将承受巨大的环境成本，从而促使位于重点控制区内现 有铅、锌冶炼企业因环境压力和环境成本的提高而进行搬迁，同 时，因环境压力的增加，避免新建铅、锌冶炼企业在重点控制区 内选址。2行业概况2.1 铅锌资源概况世界铅矿产资源丰富，保证程度高且有很好的找矿前景。截止到 2010 年底，世界已查明的铅资源量约 1.5 1010t ，铅储量 8 107t ，储量基础 1.7 108t 。这些已查明的铅资源主要分布在澳 大利亚、中国、美国、加拿大、秘鲁、哈萨克斯坦等国。详见表 2-1。表 2-1 铅矿产资源的全世界分布（单位： kt 金属量）国家铅矿资源储量占世界（）储

8、量 基础占世界（）澳大利亚24000305900034.71中国1100013.83600021.18美国77009.61900011.18哈萨克斯坦50006.370004.12加拿大4000.550002.94秘鲁35004.440002.35墨西哥15001.920001.18其它2690033.63800022.35世界80000100170000100资料来源： Mineral Commodity Summaries 2010 ，世界总计取整数。中国铅资源储量丰富， 占世界储量的 13.8 ，居世界第二位。 中国矿山的铅锌平均品位高于世界平均品位、铅锌比高于世界平 均水平，矿石共伴生

9、有价成分较多。目前我国查明资源储量主要 集中分布在南岭地区、川滇地区，滇西兰坪地区、秦岭 - 祁连山及 内蒙古狼山、渣尔泰等五大地区。从省际比较来看，全国铅储量以云南最多， 铅资源储量占全国总储量 17%；甘肃和内蒙古占 20%以上，广东、江西、湖南、四川、陕西、河北等省的铅锌矿资源 储量均在 4000kt 以上。世界锌矿产资源丰富，保证程度高且有很好的找矿前景。到 2010 年底，世界锌资源量 19 亿多 t ，锌储量 180000kt ，储量基 础 482000kt ；这些已查明的锌矿产资源主要分布在澳大利亚、中 国、美国、加拿大、秘鲁、哈萨克斯坦等国。详见表 2-2 。表 2-2 锌矿产

10、资源的全世界分布（单位： kt 金属量）国家储量储量占世界（）储量占世界（）基础澳大利亚240004200023.310000020.75中国110003300018.39200019.09美国7700140007.89000018.67哈萨克斯坦5000140007.8350007.26加拿大40050002.8300006.22秘鲁35001800010230004.77墨西哥150070003.9250005.19其它269004700026.18700018.05世界80000180000100482000100资料来源： Mineral Commodity Summaries 201

11、0 ，世界总计取整数中国锌资源储量丰富，占世界储量的 18.3 ，均居世界第二 位。中国矿山的锌平均品位高于世界平均品位，矿石共伴生有价 成分较多。目前我国查明资源储量主要集中分布在南岭地区、川 滇地区，滇西兰坪地区、秦岭 - 祁连山及内蒙古狼山、渣尔泰等五 大地区。从省际比较来看，全国锌储量以云南最多，锌资源储量 占全国总储量 25.68%；甘肃和内蒙古占 20%以上，广东、江西、湖南、四川、陕西、河北等省的锌矿资源储量均在4000kt 以上2.2国内铅锌产能概况2002 2011 年间，中国矿山铅产量由 641kt 提高到 2358kt ； 精炼铅产量由 1325kt 提高到 4648kt

12、 ，矿山铅和精炼铅的增幅达 到了 267.86%和 250.79%。矿山锌产量由 2002 年的 1620kt 提高到 2011 年的 4308kt ； 精锌产量由 2155kt 提高到 2010 年 5221kt ，增幅分别达到了 165.93%和 142.27%。国内铅锌的生产量详见表 2-3 。表 2-3 中国铅锌的生产量及消费量（单位： kt 金属量）年份铅锌产量（kt）产量（ kt）矿山铅精炼铅再生铅矿山锌锌20026411325162021552003955156420302295200494418123462020252020051327239154025502780200614

13、9027368002140315020071592275359030483743200815463206957370939592009190837081023309243572010185241991567370051642011235846481598430852212.3生产技术装备及其发展趋势2.3.1 铅冶炼目前，世界上铅的生产方法主要采用火法，湿法炼铅尚未实 现工业化。火法炼铅可分为传统炼铅法和直接炼铅法。传统炼铅 法包括烧结鼓风炉熔炼法、密闭鼓风炉熔炼法（ ISP 法）、电炉 熔炼法等。烧结鼓风炉法由于工艺简单，生产稳定，回收率高等优点， 多年来被广泛采用， 中国 2000 年前大

14、部分的粗铅也是经由该法生 产。烧结鼓风炉熔炼流程主要由原料制备、烧结焙烧、鼓风炉 熔炼等工序组成，核心设备为干燥窑、鼓风烧结机、鼓风炉等。 该法对生产规模的适应性强，年产铅量可以从 1000t 到 250kt 。我 国的各大冶炼厂从上世纪 70 年代就着手进行改造， 取得了一定的 效果，但尚不能真正从根本上解决存在的环境问题，目前中国已 将该工艺列为淘汰工艺。密闭鼓风炉熔炼法 （ISP 法）在中国的典型应用实例是韶关冶 炼厂，其特点是能同时炼铅、锌，可以处理难选的铅锌混合精矿、 低品位复杂精矿及各种含铅、锌的二次物料。核心设备是鼓风烧 结机、密闭鼓风炉、热风炉、铅雨冷凝器、烟化炉等。近年来，我

15、国建设的铅冶炼项目大多以直接炼铅工艺为主， 一些大中型冶炼企业也多建设直接炼铅系统，对原有的传统冶炼 工艺进行替代。与传统的烧结鼓风炉熔炼法相比，直接炼铅法 具有流程短，占地面积少，自热熔炼降低能耗，铅、锌、硫回收 率高，烟气 SO2 浓度高，环保和劳动卫生程度高等优点。直接炼 铅法包括氧气底吹炼铅法 （ QSL 法）、基夫赛特法、 我国自我研发 的氧气底吹鼓风炉炼铅工艺 （SKS 法）、顶吹旋转转炉法（卡尔 多法、 TBRC 法）、富氧顶吹喷枪熔炼法（ ISA或Ausmelt 法）、奥 托昆普闪速熔炼法、瓦纽可夫法等。氧气底吹炼铅法（ QSL 法）核心设备为 QSL 反应器，工艺过 程简单，

16、铅回收率高达 98% 99%，硫回收率达 99%。由于冶炼 过程是在密闭的反应器中进行，车间操作岗位的铅尘含量可达到 0.1mg/m 3 以下。 QSL 反应器冶炼产生的烟气 SO2 浓度可达 8%， 利于两转两吸制酸。氧气底吹炼铅工艺流程短，投资较省，但技 术条件控制要求严，生产过程自动化水平高，适宜于大型冶炼厂 的技术改造和新建。基夫赛特法 （Kivcet 法 ） 是由前苏联有色金属科学研究院从六 十年代开始研究开发的直接炼铅工艺，八十年代用于大型工业生 产，是当今世界先进、成熟、有效的直接炼铅工艺。主要设备是 基夫赛特炉，由熔炼竖炉、炉缸、电热区和烟道四部分组成。目 前该法已有株洲冶炼厂

17、和江铜集团分别建成了一条生产线。该法 特点是作业连续，氧化脱硫和还原在一座炉内连续完成；原料适 应性强；主要金属的回收率高，铅回收率 98，金、银入粗铅率达 99以上，回收原料中锌 60以上；烟尘率低（ 4 8）， 烟气 SO2浓度高（ 20 50），可直接制酸，烟气量少，带走热 量少，且余热利用好，从而减小冷却和净化设备；能耗低，粗铅 能耗一般低于 0.35t 标煤 t，电铅能耗可控制在 0.6t 标煤 t；炉 子寿命长，炉寿可达 3 年，维修费用省。其主要缺点是原料准备 复杂，炉料粒度要求 1mm，需干燥至含水 1以下，且投资偏 高。富氧底吹鼓风炉还原熔炼是我国自行开发的炼铅工艺，主 要设

18、备有卧式底吹转炉 （SKS 炉）、鼓风炉，其中 SKS 炉是由 QSL 炉变化而来，不同的是水口山炼铅法保留了传统炼铅法中的鼓风 炉还原系统，因此，水口山炼铅法适于采用烧结鼓风炉熔炼工 艺的老厂的技术改造。豫光金铅和池州有色金属公司两个铅厂的 改造即采用该工艺， 于 2002 年下半年投产， 在很短时间内达到或 超过了预期效果。 目前， 该炼铅法在我国得到了大力的推广应用， 经过多年的生产， 又发展出液态渣直接还原熔炼等节能环保工艺。富氧顶吹熔炼法系富氧顶吹浸没式熔池熔炼过程，艾萨法与 奥斯麦特法均为顶吹熔炼， 核心设备分别为艾萨炉和奥斯麦特炉， 其工作原理基本相同，只是在结构上各有特点。顶吹

19、炼铅过程分 为铅精矿等含铅物料的氧化熔炼和高铅渣的还原两个阶段。与传 统粗铅冶炼工艺相比，富氧顶吹熔炼法具有以下特点：对原料适 应性强；避免了烧结过程出现的 SO2 和粉尘的低空污染；提高了 烟气 SO2 浓度，利于两转两吸；对入炉料要求不严格，混合料制 粒可降低烟尘率；熔炼强度和热利用率较高；占地面积小，造化 水平高。目前曲靖有色基地铅厂引进了富氧顶吹熔炼工艺，采用 艾萨法炼铅。卡尔多炉炼铅法分加料、氧化熔炼、还原和放铅出渣 4 个阶 段，整个冶炼过程周期性进行。卡尔多炉标准炉型为 11m3 炉，年生产能力为 5 万 t 粗铅。氧化熔炼所需要的热量主要来自于精矿 含硫，还原阶段的热量则由氧油

20、燃烧喷枪提供。卡尔多炉炼铅一 个操作周期的时间一般为 240min ，其中翻斗车加料 10min，氧化 熔炼 120min ，还原熔炼 60min，出渣、放铅 15min ，机动时间 35min 。 由于卡尔多炉的周期性作业，产生的 SO2 烟气是不连续的，在氧 化熔炼阶段，烟气 SO2 含量高达 16%，还原阶段及其他时段烟气 SO2 含量几乎为零。因此，卡尔多炉烟气在除尘、降温、除雾、 干燥后进入 SO2 部分冷凝系统，将不连续的 SO2烟气转变为含量 为 6% 的连续稳定的烟气， 以满足制酸要求。 卡尔多炉炼铅法铅回 收率为 97.5%，总硫利用率达 95.45%。除上述几种炼铅工艺之外

21、，国际上近年来发展的直接炼铅工 艺还有 TBRC 法、奥托昆普闪速炉熔炼法、 瓦纽可夫法等。2.3.2 铅精炼目前世界上大部分的粗铅采用火法精炼，但我国的粗铅均为 电解精炼。电解精炼的优点是除铋效果好，能使铋及贵金属富集 于阳极泥中，有价金属回收率高，劳动条件较好，可产出高纯度 的精铅。其缺点是占地面积大，基建投资多，只能产出单一品级 的精铅，而且要先进行火法精炼除铜，有时还需除锡。10火法精炼的主要设备为精炼锅，国外精炼锅的最大容量已达到 350t，国内为 150t。除铜作业既可用精炼锅，也有采用反射炉除 铜的。电解精炼的主体设备是电解槽，电解前的粗铅预精炼和电 解后的阴极铅熔铸及除杂，均在

22、精炼锅中进行。2.3.3 锌冶炼炼锌方法可分火法和湿法两大类，目前世界主要炼锌方法是 湿法，产量占世界总产量的 80%以上。我国锌冶炼工艺是火法和 湿法工艺并存，以湿法为主。火法炼锌有蒸馏法炼锌和鼓风炉炼锌，蒸馏法炼锌又分为平 罐蒸馏、竖罐蒸馏、电炉蒸馏等。平罐现已被淘汰，电炉由于耗 电量大，现在国内已很少采用。葫芦岛锌业股份有限公司原是世 界尚存的最大的竖罐炼锌厂，但因污染大能耗高，该公司已将竖 罐工艺淘汰。因此，我国锌冶炼将以湿法和鼓风炉炼锌为主。鼓风炉炼锌经过半个世纪的发展，技术已十分成熟。韶冶通 过烧结机返烟，改进密闭鼓风炉及其辅助设备，增大炉身面积和 风口区面积，优化工艺技术条件等措

23、施，进一步改善了炉内熔炼 状况，炉况稳定，扩大了生产能力，各项技术经济指标大幅度提 高。鼓风炉炼锌的特点是同时炼铅， 对原料的适应性很广。11传统的湿法炼锌工艺包括焙烧、浸出、溶液净化、电解沉积、 阴极锌熔铸五个工序。主要生产设备有精矿干燥窑、流态化焙烧 炉，浸出设备、净化设备、电解槽，低频感应电炉或反射炉，浸 出渣干燥窑、挥发回转窑或烟化炉，氧化锌多膛焙烧炉等。湿法 炼锌具有能综合回收十多种有价元素，环境污染小，可以产出高 纯锌，金属回收率高等优点。目前该法主要有以下几个技术发展 重点：以鲁奇型焙烧炉取代道尔型，鼓富氧空气，采用精矿制粒 流态化焙烧技术，采用直接氧压浸出工艺以取消焙烧工序等。

24、2.4 污染控制技术2.4.1 颗粒物控制技术除尘主要采用静电除尘器、袋式除尘器和电袋组合除尘器。（1）静电除尘器 目前，我国生产的静电除尘器技术水平已接近国际先进水平， 近年来，我国在制造、运行上都积累了丰富的经验。电除尘器最 大的优点是设备阻力低，处理烟气量大，去除率高，运行费用低， 维护工作量少，使用温度范围广。但是，锅炉工况和负荷变化影 响其除尘效率，粉尘比电阻变化影响其除尘效率，例如，在燃用 硫含量低，煤灰比电阻高的准格尔煤时，静电除尘器的除尘效率 很难进一步提高。一般情况下，静电除尘器设备维护只能在停运 下进行。经电除尘器除尘后会产生飞灰，处理方式主要有两种，12 即在灰场中堆存或

25、外运综合利用，若处置不当会造成空气和水体 污染。电除尘器的性能与烟尘的比电阻、集尘电极的总表面积、气体 的体积流量以及颗粒物的驱进速度等因素有欧冠，电除尘器除尘 效率为 99.0%99.8%，烟尘排放浓度可达 50mg/m3 以下。电收尘 器与其它收尘设备相比具有以下特点：阻力小，耗能少；四电场 电收尘器的阻力一般不会超过 300Pa；收尘效率高；使用范围广； 能捕集 0.1um 以上的细颗粒粉尘， 烟气含尘量可高达 100g/m3，能 适应 400以下的高温烟气；处理烟气量大；自动化程度高，运 行可靠；一次性投资大；结构复杂，消耗钢材多，对制造、安装 和维护管理水平要求较高；应用范围受粉尘比

26、电阻的限制。适用 于比电阻范围在 1104 cm5104 c。m（2）袋式除尘器布袋除尘器是一种高效、稳定的干式除尘器。由于袋式除尘器 不受烟尘比电阻的影响， 而且去除细颗粒物的能力优于电除尘器， 现已成为一项成熟而又广泛应用的技术。袋式除尘器的运行费用主要是更换滤袋的费用。袋式除尘器的 电能消耗主要来自设备阻力消耗、 清灰系统消耗、 卸灰系统消耗。 袋式除尘器的总除尘效率在 99.5%以上，最高可达 99.99%，烟尘 排放浓度可低于 30mg/m 3。（3）电袋复合除尘器电袋复合式除尘器综合了电除尘器和袋式除尘器的优点，其工13作原理为：前级电场预收烟气中 70% 80%以上的颗粒物量；后

27、 级袋式除尘装置拦截收集烟气中剩余颗粒物。其中，前级电场的 预除尘作用和荷电作用为提高电袋复合除尘器的性能起到了重要 作用。目前开发出的新型高效除尘器主要有 “预荷电 +布袋 ”形式、“静电-布袋”并列式和 “静电布袋 ”串联式。电袋复合除尘器优点有：电袋复合除尘器前级电除尘和后级 袋式除尘共用同一壳体，适合现有电厂的改造；电袋复合除尘 器除尘效率高效、稳定，烟尘排放浓度可达到 50mg/m3，甚至更低；技术适应性强，电袋复合除尘器的除尘效率不受高比电阻 细微颗粒物、煤种和烟灰特性影响；滤袋使用寿命高，清灰周 期长，能耗小，一次投资和运行费用低于单独采用袋式除尘器的 费用。电袋复合式除尘器的收

28、尘效率可达到 99.99%以上。2.4.2 SO2 控制技术目前，脱硫工艺达数百种之多。在铅锌冶炼行业，技术成熟、 经济适用、 有一定应用业绩的脱硫工艺主要有以下几种：（ 1）石灰石石膏法石灰石 石膏法是采用石灰石作为脱硫剂，石灰石经破碎磨 成细粉与水混合制成吸收浆液。在吸收塔内，石灰石浆液与烟气 接触混合，烟气中的 SO2 与浆液中碳酸钙及鼓入的氧化空气进行14 化学反应，反应产物为硫酸钙 石膏被脱除。脱硫后的烟气经 除雾器除去带出的细小液滴，经加热器加热升温后排入烟囱。石 膏浆液经脱水后回收。其主要特点是：工艺技术成熟，应用最多； 脱硫率高，一般大于 95%；吸收剂消耗少， Ca/S 比接

29、近 1.0。缺 点是：实际过程中，石灰石需粉碎、研磨达到 250 目以上；容易 产生二次渣污染和水污染； 脱硫产生大量的石膏， 利用价值较低； 只有少部分作为水泥缓凝剂和建筑材料，将废气成为废渣而产生 二次污染，设备及管道易堵塞；消耗大量石灰石资源。（2）氢氧化钠湿法脱硫 钠法是一种脱硫率最高、 流程较短、 占地面积较小的脱硫方法， 但由于烟气量大且浓度较高，氢氧化钠的消耗量将会较大，造成 运行成本很高。（3）氨法脱硫工艺 该法脱硫工艺以氨水为脱硫剂，副产硫酸铵化肥。烟气经烟道 自底部进入脱硫塔。氨水自塔顶喷淋洗涤烟气。烟气中 SO2 被洗涤吸收后除去，净烟气再通过设在塔顶的除雾器除沫后，排入

30、烟 囱。洗涤液中产生的约 30%的硫酸铵溶液，经蒸发结晶处理后可 以得到固体硫酸铵。再进行离心分离、干燥、包装，成品即可销 售。氨法的优点是：它也是一种 “可资源化的脱硫技术 ”硫酸铵可 以作为化肥。缺点是：运行成本较高，需要采用氨水作为吸收剂； 产物硫酸铵的品质受脱硫烟气的影响，其纯度难达到标准要求；15同时可能存在氨气泄漏而造成新的大气污染的可能性。（4）喷雾干燥法脱硫工艺喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫剂，石灰经消化并加水制成 消石灰乳后，用泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内， 被雾化成细小雾滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的 SO2 发生化学反应生成 CaSO3和 CaSO4，烟气中 SO2被脱除。 与此同时， 吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。脱硫 反应产物及未被利用的脱硫剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸 收塔，进入除尘器被收集下来。脱硫后的烟气经除尘后排放。为 提高脱硫剂利用效率，一般将部分脱硫灰加入制浆系统进行循环 利用。该工艺由两种不同的雾化形式可供选择，一是旋转喷雾轮 雾化，二是气液两相流雾化。具有其主要优点是：技术成熟，投 入成本比较低。缺点是：脱硫剂利用率不高，脱硫效率不高，当 钙硫比为 1.4 时，脱硫率可达 80%以上。脱硫副产品是灰渣，除 用于公路建设外，