铜冶炼厂车间空气污染特征研究

朱文华

（衡水学院 河北 衡水 053000）

铜冶炼是废气、废水、废渣和噪声等污染相对较重的行业，火法炼铜是铜冶炼的主要工艺，而铜精矿中主要的污染元素有铜、铅、镉等重金属元素。重金属污染物对生态环境有着很大的危害。多数重金属化合物为非降解型有毒化合物，由于生物浓缩和生物积累作用，微量重金属沿食物链被动植物所吸收、富集，最终成为生命体积累和慢性中毒的源场[1，2]。

火法炼铜中使用的原料矿石硫化铜精矿中硫元素的含量很高，在冶炼过程中硫元素被氧化为二氧化硫，除了被回收用于制取硫酸外，大量二氧化硫排入大气[3，4]。同时二氧化硫形成的酸雨危害也不容忽视，腐蚀建筑物和森林，长期的酸雨作用还将对土壤和水质产生不可估量的危害，人体长期吸入会导致多种疾病。冶炼过程和电解过程会产生硫酸烟雾，硫酸烟雾是大气中的二次污染物之一，它的毒性比二氧化硫约高10倍[5]，对生态环境危害很大。

1 材料与方法

1.1 试验仪器。原子吸收分光光度计、可见分光光度计、箱式电阻炉、T6新世纪紫外可见分光光度计、防爆大气采样器、防爆粉尘采样器、微孔滤膜、电热板或电砂浴、具塞刻度试管。

1.2 试验试剂。硝酸、高氯酸、盐酸、氨基磺酸、盐酸副玫瑰苯胺、氢氧化钠、甲醛、氯化钡、乙醇(95%V/V)、丙三醇、硫酸钾。

1.3 空气样品分析方法。车间空气中重金属含量的检测，按照国标 《GBZ/T 160.5-2004工作场所空气有毒物质测定镉及其化合物》的规定，镉及其化合物采用火焰原子吸收光谱法，此法的检出限为0.005 μg/ml，最低检出浓度为0.002 mg/m3(以采集75 L空气样品计)。按照国标 《GBZ/T 160.10-2004工作场所空气有毒物质测定铅及其化合物》的规定，铅及其化合物采用火焰原子吸收光谱法，此法的检出限为0.06 μg/ml，最低检出浓度为0.004 mg/m3(以采集75 L空气样品计)。按照 《GBZ/T 160.9-2004工作场所空气中有毒物质测定铜及其化合物》规定，铜及其化合物采用火焰原子吸收光谱法，此法的检出限为0.01 μg/ml，最低检出浓度为0.0013mg/m3(以采集75 L空气样品计)。按照国标 《GBZ/T 160.33-2004工作场所空气有毒物质测定硫化物》的规定，二氧化硫采用甲醛缓冲液—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法，此法的检出限为0.45 μg/ml，最低检出浓度为0.6 mg/m3(以采集75 L空气样品计)。硫酸(硫酸烟雾)采用氯化钡比浊法，此法的检出限为1g/ml，最低检出浓度为0.13mg/m3(以采集75L空气样品计)。

2 结果与分析

2.1 熔炼车间样品试验结果与分析

2.1.1 对铜烟的检测分析。从表1、表2中的数据可以得出，铜烟的排放浓度达到国标要求。

表1 熔炼车间铜烟试验数据分析

表2 铜烟检测的个体采样结果

2.1.2 对铅烟的检测分析。从表3、表4的数据中可以得出，闪速炉的铅烟检测不合格。FF炉出渣口浓度最高。

表3 熔炼车间中铅烟试验数据分析

表4 对铅烟检测的个体采样结果

2.1.3 对镉的检测分析。从表5可以得出，镉的排放浓度超标点也在闪速炉工段的出渣口。

表5 熔炼车间镉试验数据分析

2.1.4 对二氧化硫的检测分析。从表6数据可以得出，二氧化硫浓度的超标点同样在闪速炉工段的出渣口。

表6 熔炼车间二氧化硫试验数据分析

2.2 硫酸车间样品试验结果与分析。车间空气中主要污染物检测分析见表7。从数据可以得出，存在二氧化硫浓度超标的点，超标点在一级动力波洗涤器处。

表7 硫酸车间污染物试验数据分析

2.3 电解车间样品试验结果与分析。车间空气中主要污染物检测分析见表8。从数据可以得出，硫酸烟雾浓度达标。

表8 电解车间硫酸烟雾试验数据分析

2.4 阳极泥处理车间样品试验结果与分析。主要污染物试验结果见表9～11。从检测结果可以得出，硫酸烟雾、二氧化硫、镉的浓度均达标。

表9 阳极泥车间中铅烟试验数据分析

表10 阳极泥车间个体采样结果

表11 阳极泥车间污染物试验数据分析

2.5 污染物分布特点分析。从上述试验数据可以看出，熔炼车间的空气污染问题最为突出，铜、镉、铅重金属烟尘主要在闪速炉工段产生，闪速炉工段的出渣口所排放的铅、镉、二氧化硫浓度均超标。二氧化硫主要产生于熔炼车间、硫酸车间和阳极泥处理车间的烟气中，硫酸车间净化工段一级动力波洗涤器处二氧化硫浓度超标。硫酸烟雾分布也很广泛，产生于制酸、用酸工段。

3 结论

铜冶炼是一个庞大而复杂的过程，铜冶炼行业在我国经济中占有重要地位，但冶炼产生的污染也不容忽视。冶炼过程中的含硫烟雾如果直接排放到大气中，不仅对生态环境造成了危害，还浪费了宝贵的资源。冶炼的烟气中含有大量的硫，可以对这些硫进行回收利用，二氧化硫浓度在3.5%以上的烟气，可采用接触法制成硫酸，重复利用。浓度低于3.5%的低浓度烟气和冶炼烟气制酸后剩下的尾气，则可用吸收、吸附、催化氧化法等技术进行治理[6]。

同时，个体防护是保障工作人员健康的最后一道防线，所以企业应该明确个人防护用品的发放、管理制度。增强防护用品使用的日常监督，确保器具的及时发放；还要增强职工的基础教育，确保每个人都能及时使用和正确佩戴防护用品。