铅冶炼厂论文

铅冶炼厂论文（精选8篇）

铅冶炼厂论文 篇1

近年来铅污染日益严重, 特别是在经济欠发达地区, 一些民营企业生产设备落后, 防护设施简陋, 有的甚至没有防护设施, 周围居住儿童铅中毒现象时有发生。为了解某铅冶炼厂对周围儿童的健康影响, 笔者于2007年9月对该冶炼厂周围居住儿童进行了血铅水平测定。

1对象与方法

1.1 调查对象

选取某冶炼厂周围居住的249名10岁以下儿童, 根据儿童不同的居住地分为3个组, 即干木组、楼场组、石田组;另抽取离冶炼厂5 km外的164名10岁以下儿童作为对照组。

1.2 采样

对儿童手指皮肤肥皂清洗后用0.5%硝酸冲洗, 干棉球擦干, 再用酒精棉球消毒, 弃第一滴血, 收集无名指指尖侧面毛细血管血30 μl。采用微分电位溶出测定法 (WS/T 21-1996) 进行微量血中铅含量的测定。

1.3 诊断标准

根据卫妇社发 (2006) 51号《儿童高铅血症和铅中毒分级和处理原则 (试行) 》, 血铅水平100～199 μg/L为高铅血症, 血铅水平200～249 μg/L为轻度铅中毒;250～449 μg/L为中度铅中毒;450 μg/L以上为重度铅中毒。

1.4 统计学分析

数据采用均数±标准差undefined表示。使用SPSS 13.0统计学软件, 采用单因素方差分析, t检验与χ2检验, 以a=0.05作为检测水准。

2结果

2.1 血铅水平

249名儿童血铅的平均值为88.29 μg/L, 标准差为28.84 μg/L, 最小值为43.00 μg/L, 最大值为293.00 μg/L。

2.2 不同组别血铅水平比较

经方差分析, 干木组、楼场组、石田组与对照组血铅水平比较差异有统计学意义 (F=19.318, P<0.05) 。采用t检验对各组血铅进行两两比较, 干木组、楼场组、石田组血铅值高于对照组 (P<0.05) , 且干木组血铅值最高。结果见表1。

2.3 不同组血铅异常率比较

本次调查将儿童血铅高于100 μg/L统计为血铅异常 。统计结果表明, 干木组儿童血铅异常率明显高于与对照组, 差异有统计学意义 (χ2=32.227, P<0.05) , 楼场组、石田组与对照组比较, 差异无统计学意义 (均P>0.05) 。结果见表2。

3讨论

铅是一种对人体有害的重金属元素, 广泛应用于工业、交通等许多领域, 普遍存在于自然界中[1,2]。有研究表明, 污染环境的铅主要来自汽车尾气和铅的冶炼、制造以及使用铅制品的工矿企业[3]。

生长发育中的儿童对居住环境中铅污染的损害尤为敏感, 铅中毒可影响儿童的智力发育和体格生长, 尤其对大脑的损害是不可逆转的, 可造成永久性的神经损害, 还可导致反复感染、神经症状、贫血、腹痛、便秘和行为异常等。本次调查表明, 该冶炼厂附近10岁以下儿童血铅水平高于对照组 (P<0.05) , 且干木组最高。笔者调查到, 该冶炼厂采用传统工艺炼铅, 防护措施很不到位, 除尘系统达不到国家标准, 废渣废气任意排放。因此笔者认为, 该冶炼厂是造成附近居住儿童血铅水平升高的主要因素。

该厂位于半山腰上, 三面环山, 距楼场组、石田组直线距离约500 m, 中间隔山 (山峰高度>烟囱高度) ;干木组离厂直线距离约1 000 m, 位于该厂夏季主导风向的下风侧, 且正对该厂的敞开面。厂房烟囱高度为50 m, 且生产车间在半山腰的高度约50 m及烟气抬升高度约2 m, 则烟气的有效排放高度为102 m。根据一般估计, 着陆点距烟囱的距离是有效排放高度的10～20倍[4]。干木组正好处在烟气着陆点范围之内, 且处于夏季主导风向的下风侧, 故该厂对干木村的影响最大, 与本文的调查结果相一致。而石田组、楼场组虽然离污染源较近, 但这两组位于该厂夏季主导风向的背风侧, 另有山峰屏障, 而且位于烟气着陆点与烟囱之间的区域内, 故该厂虽然对这两组儿童的血铅水平有提高, 但这两组的血铅异常率与对照组比较差异没有统计学意义。

通过此次调查, 对于预防儿童铅中毒提供了一条新思路:首先应加强对涉铅企业的监督检查, 切实做好新、改、扩建设项目的职业卫生评价与审查, 从源头上消除铅对周围环境的影响;其次要加强对儿童的卫生宣传和健康教育;另外要定期对居住在周围有污染源的儿童进行血铅水平检测, 做到早发现、早诊断、早治疗。

摘要：目的了解某铅冶炼厂对周围儿童的健康影响。方法2007年选取某铅冶炼厂周围居住的249名10岁以下儿童为试验组, 另抽取离冶炼厂5 km外的164名10岁以下儿童为对照组。采用微分电位测定法进行微量血中铅的含量测定, 并将检测数据进行统计学分析。结果试验组儿童血铅值为 (88.29±28.84) μg/L, 对照组儿童血铅值为 (79.11±19.86) μg/L。试验组与对照组儿童血铅值比较差异有统计学意义 (P<0.05) 。结论该铅冶炼厂对周围居住儿童血铅水平有影响。

关键词：铅冶炼厂,儿童,血铅水平

参考文献

(1) Hemberg S.Lead poison ing in a h istorical perspective (J) .AM JInd M ed, 2000, 38 (3) :244-254.

(2) 徐进, 徐立红.环境铅污染及其毒性的研究进展 (J) .环境与职业医学, 2005, 22 (3) :271-273.

(3) 石亚月.镇海城关儿童血铅水平及相关因素调查分析 (J) .广东微量元素, 2001, 8 (10) :45-46.

(4) 陈学敏, 吴德生.环境卫生学 (M) .第4版.北京:人民卫生出版社, 2001:60.

铅冶炼厂论文 篇2

铅冶金是白银生产的最佳载体：一般铅对金银的捕集回收率都在95%以上，因此金银的回收是与铅的生产状况直接相关的。现在世界上约有80%的原生粗铅是采用传统的烧结一鼓风炉熔炼工艺方法生产的。传统法技术成熟，较完善可靠，其不足之处在于脱硫造块的烧结过程中，烧结烟气的SO2浓度较低，硫的回收利用尚有一定难度，鼓风炉熔炼需要较昂贵的冶金焦炭。为了解决上述问题，冶金工作者进行了炼铅新工艺的研究。八十年代以来，相继出现了QSL法、闪速熔炼法、TBRC转炉顶吹法、基夫赛特汉和艾萨熔炼法等新的炼铅方法。其中，QSL法是德国鲁奇公司七十年代开发的直接炼铅新工艺，加拿大、韩国和我国虽然先后购买了此专利建厂，但生产效果不甚理想；闪速熔炼法尚未实现工业化生产；TBRC法是瑞典波里顿公司所创，但此法作业为间断性的，且炉衬腐蚀严重；基夫赛特法由原苏联有色金属研究院研究成功，现已有多个厂家实现了工业化生产，是一种各项指标先进、技术成熟可靠的炼铅新工艺，但采用该法单位投资大，只有用于较大生产规模的工厂时，才能充分发挥其效益。

艾萨炼铅技术基于由上方插入的赛罗浸没喷枪将氧气喷射入熔体。产生涡动熔池，让强烈的氧化反应或者还原反应迅速发生。在第一段，熔炼炉产出的高铅渣经过流槽送还原炉，氧化脱硫所产的烟气经除尘后送制酸系统。在第二段还原炉中，所产粗铅和弃渣从排放口连续放出，并在传统的前床中分离，所产烟气进行除尘处理后经烟囱排放。

艾萨法熔炼流程。该工艺流程先进，对原料适应性广、生产规模可大可小，比较灵活、指标先进、SO2烟气浓度高，可解决生产过程中烟气污染问题；同时冶炼过程得到强化，金银捕集率高，余热利用好，能耗低。它不仅适应308厂铅银冶炼的改建要求，而且能够对我国的银铅冶金生产和技术进步起到推动作用，故推荐引进艾萨法作为本项目粗铅冶炼生产工艺的第一方案。

传统的鼓风烧结——鼓风炉法虽然在烟气制酸方面尚有一定困难，但近年来，我国株洲冶炼厂、沈阳冶炼厂、济源冶炼厂等大型铅厂的改扩建工程仍然采用此法，是因为它具有建设快、投产、达产快的优点。

粗铅精炼工艺有火法和电解法两种。一般来说，电解法对银、金、铋和锑的分离效果好，铅、银等金属的回收率高，劳动条件好，机械化自动化程度高。电解法的缺点是基建投资较火法高。采用火法需要处理大量中间产物，能耗较高，致使其生产成本较电解法高。鉴于本项目粗铅含银、铋等金属较多。

铅冶炼厂论文 篇3

1 对象与方法

1.1 对象

在排除影响血铅水平的非职业接触因素前提下,随机选择该厂258名作业人员,其中铅职业接触者192人为接触组,非职业接触者66人为对照组,在相同条件下采集静脉血进行血铅水平测定。然后比较接触组和对照组,以及把接触组分别按性别、年龄、工龄、工作车间和作业岗位等不同进行分组后各组间血铅水平的差异,以确定影响该厂铅职业接触者血铅水平的因素。

1.2 仪器与试剂

实验用水为高纯水,比电阻大于10MΨ·cm;硝酸为高纯。

日立Z-5000原子吸收分光光度计,具石墨炉、背景校正装置和铅空心阴极灯;1%(体积分数)硝酸溶液;0.1%(体积分数)TritonX-100溶液;质控血样:SeronornWholeBlood-1;铅标准溶液:1000μg/ml铅单元素标准溶液(国家标准物质研究中心),临用前用1%硝酸溶液逐级稀释至1.0μg/ml铅标准应用溶液。

1.3 质量控制

实验所用器材用1+9硝酸溶液浸泡24h,用高纯水冲净晾干备用。每测定15个样品进行一次校准曲线斜率重校,每测定10个样品测定一个质控血样。

2 结果

2.1 接触组和对照组血铅水平比较

见表1。

经t检验表明接触组与对照组血铅水平差异有统计学意义(P<0.01),接触组血铅水平显著高于对照组。

2.2 接触组性别年龄、工龄对血铅水平的影响

见表2。经t检验表明,男性组与女性组间血铅浓度存在显著性差异(P<0.01),男性组血铅水平显著高于女性组水平。经方差分析表明,20岁年龄组与其余2个年龄组间血铅水平差异有统计学意义(P<0.05),20岁～组血铅水平显著高于30岁～和40岁～2组,而30岁～40岁～2组间血铅水平无显著性差异(P<0.05)。经方差分析表明,0a～工龄组与其余各工龄组间血铅水平差异有统计学意义(P<0.01),0a～组血铅水平显著高于其余各组,而其余各组间血铅水平无显著性差异(P>0.05)。

注:**与女性比较,P<0.01;#与30岁～、40岁～、比较,P<0.05;与5a～、10a～、15a～3组比较,P<0.01

2.3 工作车间和工作岗位对工人血铅水平的影响见表3。

注:**与电解锌和稀贵金属车间比较,P<0.01;##与炉前、电解、检修岗位比较,P<0.01。

经方差分析表明,铅锌冶炼车间作业人员与其他车间人员间血铅水平差异有统计学意义(P<0.01),铅锌冶炼组血铅水平显著高于电解锌组和稀贵金属组,而电解锌组与稀贵金属组间血铅水平差异无统计学意义(P>0.05)。经方差分析表明,熔炼和烧结岗位作业人员与其他车间人员间血铅水平差异有统计学意义(P<0.01),熔炼和烧结岗位组显著高于其他岗位组,而熔炼与烧结岗位组之间与其他各岗位组之间的血铅水平差异无统计学意义(P>0.05)。

3 讨论

铅是冶炼行业的重要职业病危害因素之一。长时间暴露于被铅污染的环境,可通过呼吸道吸入铅尘、铅烟及直接接触被铅污染的物体表面经消化道摄入铅,导致机体摄入和吸收的铅量增加,引起体内血铅水平升高。但由于个体差异和其他因素的影响,不同的人接触被铅污染的环境后,其血铅水平升高的程度并不相同。因此,了解影响血铅水平的因素对采取正确的职业防护措施、预防职业铅中毒有着十分重要的意义。

从本次测定和统计分析的结果来看,铅职业接触组的血铅水平显著高于非职业接触组,表明职业接触和暴露于被铅污染的环境可导致机体摄入和吸收的铅量显著增加。而且不同性别、年龄、工龄、工作车间和作业岗位的职业接触人员其血铅水平存在显著差异,表明它们都是影响血铅水平的因素。男性职业接触者的血铅水平显著高于女性,可能与性别差异引起分工不同有关。女性从事生产控制等工作的更多,其直接接触铅的机会相对较少,工作环境被铅污染的程度也相对较低,而男性多从事生产中更消耗体力,同时也是直接接触铅机会较多或暴露于被铅污染的环境时间更长的工作岗位,从而使摄入和吸收的铅量更大。在不同年龄组的比较中,20岁～组血铅水平显著高于30岁～和40岁～2组,而30岁～和40岁～2组血铅水平无显性差异,一方面,可能是20岁～年龄组从业者身体各系统的功能和生理代谢更为旺盛,摄入和吸收了更多的铅;另一方面,20岁～年龄组的接触者一般工龄较短,这与工龄对血铅的影响结果是一致的。因为在分析工龄长短对血铅水平的影响中,接触时间最短的其血铅水平最高,表现为0a～工龄组的血铅水平最高,而且显著高于10a～组,而其余各组间血铅水平无显著性差异,这可能与铅在机体内的代谢有关。在刚开始接触铅的一个相对较短的时间内,进入体内的铅被吸收入血液中,引起血铅水平显著升高。随着接触时间的增加,血液中的铅一部分被组织吸收后分布于各个器官,并最后转移和沉积于骨骼中,另一部分则被排泄出体外。当机体的吸收、代谢和排泄达到动态平衡时,接触铅时间长者引起体内血铅水平反而不如接触时间短者高。

铅冶炼的生产工艺几乎全都采用火法,普遍采用传统的烧结焙烧—鼓风炉熔炼流程[2]。烧结和熔炼岗位完成原材料的运输、装卸、加料、烧结成块及鼓风炉高温熔炼,因此,作业人员不仅经常接触大量含铅原料和中间产品,也有更多机会和更长时间吸入空气中存在的大量铅尘和铅烟,引起体内血铅水平更高。这从对测定结果的统计分析也能看出,熔炼和烧结岗位组显著高于其他岗位组,而熔炼和烧结岗位组之间及其他各岗位组之间的血铅水平无显著性差异。而对车间因素来说,铅锌冶炼组血铅水平显著高于电解锌组和稀贵金属组,而电解锌组和稀贵金属组间血铅水平无显著性差异,也是因为铅锌冶炼车间使用大量的含铅原料,而且其生产工艺易使工作环境中存在着比其他车间更多的铅烟、铅尘,使作业者暴露于被高浓度铅污染的环境中的缘故。

摘要：目的分析某冶炼厂影响铅职业接触者血铅水平的因素。方法采集观察对象静脉血,用原子吸收光谱法测定血铅浓度,用SPSS16.0统计软件进行血铅影响因素的分析。结果铅职业接触者的血铅水平显著高于非职业接触者;不同年龄、性别、工龄、工作车间和岗位的职业接触者血铅水平差异均有统计学意义。结论该冶炼厂铅职业接触者血液中铅水平显著升高;铅职业接触者的年龄、性别、工龄、作业车间和岗位均为影响血铅水平的因素。

关键词：铅职业接触,血铅,影响因素,统计分析

参考文献

[1]WS/T20-1996.血铅的Triton X-100—石墨炉原子吸收光谱法.

铅冶炼厂论文 篇4

1 对象与方法

1.1 检测对象

2004—2008年辖区4所冶炼厂炉前工、工艺员、化验员3种工种共103名人员, 其中男101人, 女2人。年龄在21～46岁之间, 平均年龄35.6岁。

1.2 试剂及仪器

所用硫酸、硝酸、高氯酸为优级纯, 其余为分析纯。测定仪器为7220可见分类光度计。

1.3 检则方法

测定方法依据尿中铅的测定———双硫腙比色法。取50ml晨尿于消化瓶中, 分别加入3ml硫酸、5ml硝酸、0.5ml高氯酸进行消化, 加热至无色透明, 同时做空白对照。用40ml无铅水分次溶解内容物, 移入125ml分液漏斗中, 依次加入缓冲液、氰化钾、双硫腙氯仿溶液, 振摇100次, 分层后, 将氯仿层用脱脂棉过滤, 于波长510nm下以氯仿为参比液比色, 根据标准曲线计算出尿中铅的含量。

1.4 尿铅含量的判断

根据我国职业慢性铅中毒诊断标准[2]尿铅≤0.07mg/L, 即尿铅含量在≤0.07mg/L为正常。有密切铅接触史无铅中毒的临床表现, 尿铅含量超过0.07mg/L为铅中毒观察对象;尿铅≥0.12mg/L;且具有腹部、腹胀、便秘等症状, 为轻度中毒;在轻度中毒的基础上出现腹绞痛、贫血、轻度中毒性周围神经病, 可诊断为中度中毒。

2 检测结果

2.1 各种工人尿铅超标情况

103名冶炼厂工作人员有37人中尿铅超出铅吸收国家限制 (0.07mg/L) , 超标率35.92% (37/103) 。其中铅吸收观察对象15.53% (16/103) , 铅中毒20.39% (21/103) 。其中炉前工有87人, 铅吸收观察对象17.24% (15/87) , 铅中毒24.14% (21/87) , 合计41.38% (36/87) ;工艺员、化验员共检测16人, 铅吸收观察对象6.25% (1/16) 。炉前工艺术与工艺术员、化验员铅超标率经χ2检验, 二者差异有统计学意义 (χ2=7.25, P<0.01) , 说明铅中毒与炉前近距离操作有关, 见表1。

[例 (%) ]

2.2 不同年龄组工作人员尿铅测定情况

20～29岁有12人, 其中铅吸收观察对象是25.00% (3/12) , 无铅中毒者, 合计25.00% (3/12) ;30～39岁有66人, 其中铅吸收观察对象15.15% (10/16) , 铅中毒21.12% (14/66) , 合计36.36% (24/66) ;40～49岁有25人, 铅吸收观察对象12.00% (3/25) , 铅中毒28.00% (7/25) , 合计40.00% (10/25) 。3个年龄组工作人员铅超标率经统计学检验差异均无统计学意义, 见表2。

[例 (%) ]

3 讨论

铅是一种蓄积性毒物, 人类可通过食物链摄铅, 也能从被污染的空气中摄取铅。铅熔点较低 (328℃) 沸点1740℃, 易挥发, 当温度为400～500℃时向空气中散发大量的铅蒸气、铅烟, 且随温度的升高散发量成倍增加。铁是一种人体必需元素, 其熔点1535℃, 沸点2750℃, 当炉温达1800℃时熔化为铁水。在炼铁高炉温度达1800℃以上时, 铅已远远超过其沸点温度, 大量铅烟、铅尘在很短时间内大量排入高炉车间, 作业工人在没有防护条件下, 在生产环境中长期接触铅烟或铅尘会引起职业性慢性铅中毒。检测的103名冶炼厂工作人员尿铅有37人超出铅吸收国家限制 (0.07mg/L) , 阳性率为35.92%。超标人员中以炉前工为主。经统计学检验, 炉前与工艺员、化验员二者差异有统计学意义。这可能由于在冶炼含量较高的铁矿石, 炉前在缺少防护条件下, 长时间近距吸收铅烟、铅尘造成铅中毒。在不同年龄组铅中毒工作人员中, 经统计学检验均无显著性差异。有报道说, 一周内每日吸入10mg或几月内每日吸入1mg便可使人中毒。

由于本地属于经济相对落后的地区, 冶炼厂多属于初加工形式小冶炼厂。多数冶炼厂无完备的防烟除尘设备, 在生产中易产生大量高炉煤气、有害废气、粉尘、废水等。有害物质除污染环境外也容易使工作人员产生慢性职业中毒。因此, 为了预防职业病的发生应加强职业病防治法的宣传, 认真贯彻执行《中华人民共和国职业病防治法》, 增强职业卫生法制意识[3]。

厂家应定期对工人进行上岗前的培训, 包括安全生产、个人防护等内容。定期进行上岗前、在岗期间健康检查, 体检能及时发现和掌握从事有害作业人员职业健康状况, 员工在发现疾病后可以得到及时的治疗。工厂应严把进货关, 不要购进含铅量较高的铁矿石。其次应加强监督执法, 定期检查存在安全隐患的工厂, 责令其整改, 完善相应安全防护设备。工作人员在生产中也应该提高自我防护意识。佩戴个人防护用品。定期检查更换个人劳动防护用品。这样就可以减低职业病的发病率, 保障员工的身体健康。

摘要：目的 对2004—2008年玉溪市内4所冶炼厂103名员工尿铅检测结果 进行分析, 探讨铅中毒防治方法 , 为今后职业中毒提供防治经验和方法 。方法 尿铅测定采用中国卫生标准汇编职业病诊断卷——双硫腙比色法测定。尿铅判定标准:有密切铅接触史, 无铅中毒的临床表现, 尿铅含量超过0.07mg/L为铅中毒观察对象;尿铅≥0.12mg/L, 且具有腹部隐痛、腹胀、便秘等症状, 为轻度中毒;在轻度中毒的基础上出现腹绞痛、贫血、轻度中毒性周围神经病, 可诊断为中度中毒。结果 103名冶炼厂工作人员尿铅有37人超出铅吸国家限制 (0.07mg/L) , 超标率35.92% (37/103) 。其中铅吸收观察对象15.53% (16/103) , 铅中毒20.39% (21/103) 。超标人员中以炉前工为主。结论 应加强监督执法, 增强厂家的职业卫生法制意识, 提高工作人员在生产中自我防护意识, 这样就可以减低铅中毒的发病率, 保障员工健康。

关键词：高炉冶炼,铅中毒,尿铅

参考文献

[1]苏东梅, 崔明煊.关于尿铅和血铅中几个问题的讨论.中国卫生检验杂志, 2004, 14 (2) :250.

[2]卫生部.职业性慢性铅中毒诊断标准.北京:中国标准出版社, 2002.

铅冶炼厂论文 篇5

1 对象与方法

1.1 对象

整群抽取皖北某县从事铅回收作业的4个自然村的陈庙小学在校学生 (5～12岁) 261名, 对照组为3 km以外的非工业铅污染地区1所小学的109名在校生。调查对象都是在当地出生并长期居住的儿童, 自出生以来累计外出居住时间不超过30 d。调查前2个月没有进行过驱铅治疗。

1.2 环境监测

1.2.1 采样点选择

根据现场实地查看, 选择该地区距再生铅生产基地较近的大王庄、小尹庄、葛王庄和邓庄4个行政村为调查区域。在大王庄、小尹庄和葛王庄每个村设4个采样点 (其中包括大王庄小学和陈庙小学校内采样点) 。大王庄和小尹庄采样点采用随机原则抽取;葛王庄采样点根据儿童血铅调查, 以血铅值较高的儿童家庭为采样点。小尹庄村民较少, 仅设置1个采样点。对照组为3 km以外的非工业铅污染地区的1所小学, 采集对照组空气铅、土壤铅和学生血铅。

1.2.2 空气铅监测

按采样点设置要求, 在污染区内选择学校操场中央和农户庭院共计7个监测点, 在对照区内设1个监测点。采用粉尘采样器用微孔滤膜 (0.8 μm) 以10 L/min速度采样60 min, 每个监测点分别于上、下午各采样1次, 连续采样3 d;共采集48个样本。用石墨炉原子吸收光谱法测定空气中铅含量。

1.2.3 水铅监测

按采样点设置要求, 污染区和对照区饮用水源均为20 m左右的浅层地下水 (除葛王庄一池塘水为地表水) , 通过手压井采样, 取样前先放水1 min, 使用无色塑料瓶收集水样, 取水样500 mL, 共收集水样16份。用石墨炉原子吸收光谱法测定水中铅浓度。

1.2.4 土壤铅监测

按采样点设置要求, 用木制小手铲按梅花布点铲取5个质量大致相同的表层土壤 (深度约10 cm) , 混匀后按4分法取1 000 g土壤装入塑料袋内。共收集土壤样本16份。用石墨炉原子吸收光谱法进行土壤中铅含量的测定。

1.2.5 农作物的监测

采样布点同空气 (除小学外) 铅监测。采集当地的主要农作物小麦约500 g, 装入塑料袋内。用石墨炉原子吸收光谱法测定小麦中铅含量。

1.3 静脉血血铅监测

采集0.4 mL静脉血, 肝素抗凝后存放在无铅污染的微量采血管中, 于-20℃保存, 共收集血样370份。用石墨炉原子吸收光谱法测定血铅。

2 结果与分析

2.1 空气铅检测

共采集空气铅样本16份, 其中对照区2份。污染区空气铅超标率为14% (2/14) , 空气铅水平最高为5.74 μg/m3, 是标准值 (1.50 μg/m3) 的3.83倍;对照区空气铅均不超标。

2.2 水铅检测

共采集水样16份, 其中地下水 (饮用水水源) 15份, 地表水1份。15份地下水中铅含量均未超过国家生活饮用水卫生标准。但葛王庄地表水中铅质量浓度达到0.18 mg/L, 超过《地表水环境质量标准》中Ⅴ类标准0.1 mg/L的1.8倍。地表水铅含量超标, 可能与该村庄农户在自家房前拆卸废旧蓄电池, 清洗电池板的废水直接排入附近的水塘中, 造成水体污染。

2.3 土壤铅检测

共采集土壤样本15份, 其中污染区土壤样本16份, 对照区土壤样本1份。

表1提示, 污染区4个村庄, 除邓庄土壤中铅含量低于国家标准外, 其他3个村庄均有1个监测点土壤中铅含量超标。最大超标倍数达2.04倍, 污染区各监测点土壤铅含量明显高于对照区。

2.4 小麦监测结果

共采集小麦样本11份, 检测出4份超标, 超标率为36%。

大王庄一农户家庭小麦中铅含量超过国家标准42.5倍, 小尹庄一儿童家中小麦铅含量超过国家标准13.5倍, 另外7农户家小麦铅含量未超标, 可能与部分农户从外地购买小麦有关。

2.5 儿童血铅检测

铅接触组与对照组儿童血铅水平分别为 (258.2±97.8) 和 (115.0±27.0) μg/L, 接触组儿童血铅质量浓度明显高于对照组, 差异有统计学意义。

3 讨论

调查结果表明, 皖北某镇葛王庄、大王庄、小尹庄、邓庄和陈庙小学环境铅污染相当严重。陈庙小学监测点一次最高空气铅质量浓度达到5.74 μg/m3, 超过国家标准3.83倍。土壤铅最大超标倍数达2.04倍。主要农作物小麦铅平均含量为2.84 mg/kg, 最大超标倍数达42.5倍。该地区环境铅污染水平在经过当地政府实施禁止个人拆卸废旧蓄电池、关闭排污严重的作坊式小再生铅冶炼厂、规定区域、集中生产后有降低趋势。但本次调查中, 仍有个别村民在自家房前拆卸废旧蓄电池, 没有任何安全防护措施, 洗铅的废水直接排放到池塘中, 对地表水、土壤和空气造成污染。说明当地政府实施禁止个人拆卸废旧蓄电池工作不够完善, 村民对铅的防护意识不强。在污染源卫生防护距离内有大量的农田栽种小麦, 同时, 调查也发现部分村民进食的小麦中铅含量严重超标。对儿童进行血铅检查, 儿童体内铅负荷明显增高, 远远高于对照组儿童的平均水平115 μg/L。国内外大规模的流行病学调查和临床研究证实, 儿童血铅水平在100 μg/L左右已能对儿童的智能发育、体格生长、学习记忆能力和感觉功能产生不利影响[5]。1991年美国CDC将儿童血铅水平100 μg/L制订为社会干预水平, 同时作为儿童铅中毒的诊断标准。与上述标准比较, 该地区几乎所有小学生的血铅水平都超过标准, 部分儿童的血铅水平已达到需要治疗的程度。有关部门应对此高度重视, 采取相应措施降低环境中的铅浓度和儿童血铅水平, 以保障儿童健康成长。

参考文献

[1]马威, 王芳, 吴文莉, 等.低浓度铅接触大鼠海马突触损伤和学习记忆能力改变及中药的干预作用.中国儿童保健杂志, 2007, 15 (4) :378-381.

[2]连灵君, 徐立红.儿童期铅损伤的易感因素调查.工业卫生与职业病, 2006, 32 (2) :83-85.

[3]颜崇淮, 吴胜虎, 沈晓明, 等.上海市推广使用无铅汽油对儿童血铅水平影响的追踪调查.中华流行病学杂志, 2002, 23 (3) :172-174.

[4]沈晓明, 颜崇淮, 吴圣楣, 等.胎儿期低水平铅暴露对婴儿发育影响的前瞻性研究.中华儿科杂志, 1997, 35 (4) :174-176.

铅冶炼的环境风险评价研究 篇6

铅是最软的重金属, 由于铅熔点低、密度大、展性好、易加工、延性差, 对电和热的传导性能不好及高温下易挥发等特点, 铅在制酸工业、蓄电池、电缆包皮及冶金工业设备的防腐衬里等许多领域中得到应用。但铅和其化合物对人体各组织均有毒性, 中毒途径可由呼吸道吸入其蒸气或粉尘, 然后呼吸道中吞噬细胞将其迅速带至血液, 或经消化道吸收, 进入血循环而发生中毒[1]。由于铅的毒性, 人类从冶炼利用铅开始, 就饱受铅污染的毒害, 特别近年来, 我国许多地方频频发生铅中毒事件, 对涉铅冶炼的环境风险控制已十分迫切, 而国内外对铅冶炼的环境风险研究不多, 环评单位在进行环评时对其风险缺乏科学、深入的评价, 铅冶炼企业对自身的环境风险缺乏了解, 环境监管部门对铅冶炼的环境风险知之不多、监管措施难以到位, 从而导致环境污染事故频发、污染纠纷不断, 成为影响所在区域社会稳定的不可忽视的因素, 本文总结了多年的研究成果和实践经验, 系统地研究了铅冶炼的环境风险产生的机理、危害, 针对不同的风险, 试验总结出了切实可行的防范措施, 以期对铅冶炼的环境保护工作有所帮助 (本文以6万t/年铅规模为例) 。

2 铅冶炼工艺介绍

国内外的粗铅生产工艺仍然是烧结一鼓风炉还原熔炼法为主导方法, 各国在此法的基础上积极研究改正, 国际上先后出现了几种新的炼铅方法[2];如前苏联的Kivcet法、德国Lurgi公司的QSL法、瑞典波立.登公司的Kald0法和澳大利亚的IsA炼铅法、Ausmelt炼铅法;我国研究开发了氧气底吹熔炼———鼓风炉还原炼铅法。下面以常用的氧气底吹熔炼———鼓风炉还原炼铅法对铅冶炼工艺进行说明, 工艺流程见图1。

2.1 粗铅火法冶炼

铅精矿和熔剂、返料 (铅烟尘) 配料、制粒后, 送氧气底吹熔炼炉进行氧化熔炼, 产出一次粗铅和铅氧化渣, 一次粗铅铸锭后送电解精炼车间, 铅氧化渣经铸渣机铸块后, 由链斗输送机送至鼓风炉车间的铅氧化渣仓。熔炼炉产出的烟气经余热锅炉回收余热、电收尘器收尘后, 送硫酸车间制酸。铅烟尘送烟尘仓返回熔炼配料。鼓风炉还原所需焦炭筛分后和块状熔剂分别送入鼓风炉车间的焦炭仓和熔剂仓。铅氧化渣块、焦炭块、熔剂块计量后采用电动加料小车从鼓风炉两侧加入鼓风炉内。鼓风炉产出的粗铅铸锭后送精炼车间, 炉渣进入电热前床沉淀保温, 然后放入渣包吊运至烟化炉工段。鼓风炉高铅渣需加入硫铁矿, 主要作用是造渣除铜。烟化炉产出的氧化锌尘收集后外卖, 炉渣水碎后堆存或外卖。氧气底吹熔炼炉和鼓风炉产出的粗铅锭送精炼车间。氧气底吹熔池熔炼的化学反应有:

高铅渣还原熔炼的化学反应有:

2.2 电解精炼

氧气底吹熔炼炉和鼓风炉产出的粗铅锭经火法精炼除杂后, 铸成阳极板, 整型后进行电解。将制取的阴极片及浇铸的阳极板放入电解槽, 将高位槽流下来的硅氟酸铅溶液注入电解槽进行循环电解, 电解产出的析出铅送熔铅锅进行熔铸, 进一步除杂, 用铸锭机铸成铅锭, 部分电铅用于制取阴极片。电解后产出的残阳极在残极洗槽中刷洗, 洗后的残极返火法熔炼, 重新浇铸阳极板。残极洗刷产生的阳极泥浆经两次浆化洗涤过滤得到阳极泥, 阳极泥在厂内暂存, 洗液及滤液分别返回残极洗槽和电解循环槽。火法除铜和精炼产出的铜浮渣和碱渣送浮渣反射炉处理, 产出粗铅和铅铜锍。粗铅返回熔铅锅, 铅铜锍外卖。

2.3 烟气制酸

2.3.1 净化工段

来自电收尘器的SO2烟气, 进入净化工段的高效洗涤器的逆喷管顶部, 与逆喷上来的稀硫酸接触, 在此过程中喷淋酸中的水分被蒸发, 烟气湿度增大、温度降低, 同时烟气中大部分As、尘及SO3被洗涤下来进入循环酸中。从高效洗涤器出来的烟气再进入填料塔与喷淋稀酸逆向接触, 使烟气进一步降温、除尘出口温度达到41.5℃。

从填料塔出来的烟气然后自下而上通过两级电除雾器, 在高压电场的作用下气体中的酸雾被捕集下来, 烟气则送往干吸工段。从高效洗涤器出来的稀酸进入沉降槽, 沉降槽底流经脱吸、过滤后用泵送往污酸处理站, 上清液溢流至高效洗涤器循环槽;用泵扬至高效洗涤器逆喷管喷淋。从填料塔出来的稀酸, 经泵打至稀酸板式冷却器, 再经冷却后进入气体冷却塔塔顶喷淋。

2.3.2 干吸工段

从电除雾器出来的SO2烟气进入干燥塔, 在塔内与塔顶喷淋下来的93%硫酸逆向接触, 烟气中的水份被浓酸干燥, 经塔顶丝网捕沫器捕沫后通过SO2鼓风机送往转化工段, 进行第一次转化。

从转化工段Ⅲ热交换器出来的一次转化烟气经SO3冷却器进入第一吸收塔, 在塔内与塔顶喷淋下来的98%硫酸逆向接触, SO3被吸收, 烟气则再次进入转化工段进行二次转化。

从转化工段热交换器出来的经二次转化后的烟气进入第二吸收塔, 在塔内与塔顶喷淋下来的98%硫酸逆向接触, SO3被吸收, 烟气则送往烟囱排放。从干燥塔、一吸塔、二吸塔出来的循环酸自流至各自的循环槽, 然后用泵送到各自浓酸冷却器, 经冷却后再进入塔顶喷淋。为保证干燥塔塔顶喷淋酸浓度为93%, 在干燥循环槽用吸收酸泵出口管串来的98%酸调节酸度。同样地, 为保证吸收塔塔顶喷淋酸浓度为98%, 在吸收循环槽用干燥酸泵出口管串来的93%酸调节酸浓度。

2.3.3 转化工段

从SO2鼓风机出来约70℃的SO2烟气依次通过热交换器, 使其温度达到420℃, 然后进入转化器, 经三段触媒的转化, 转化率达到93%以上, 此时的SO3烟气再经Ⅲ热交换器降温后, 送往干吸工段第一吸收塔。出一吸收塔的烟气由于还含有部分SO2, 再次进入转化器, 经第四段触媒的转化, 使转化率达到99.8%, 此时的SO3烟气经降温后, 送往干吸工段的第二吸收塔进行二次吸收。从干吸工段产出的成品酸用泵送至贮酸罐, 贮酸罐的成品酸自流至计量槽, 经计量后用泵送至汽车槽车。

2.4 阳极泥的回收处理

阳极泥经湿法脱砷后送熔炼转炉内进行还原熔炼产出贵铅, 贵铅再进入氧化精炼转炉除去贵铅中的铋和碲, 产出合金板, 合金板在硝酸和硝酸银溶液中电解, 合金板为阳极, 不锈钢板为阴极, 电解液循环使用, 产出海绵银, 海绵银经洗涤、晾干及铸锭即为白银产品。工程同时建设转炉铋渣处理车间回收铋, 采用铋渣→浸出→氯氧铋→反射炉熔炼粗铋→粗铋精炼流程, 生产出Bi≥99.99%的精铋。

2.4.1 阳极泥综合回收金、银

(1) 阳极泥脱砷处理。电解产生的阳极泥因含贵金属, 送贵金属系统回收银、金、铋等贵金属。为防止和减轻砷的污染, 本工程采用“银冶炼砷治理湿法新技术”, 即在阳极泥进入火法冶炼之前用氢氧化钠溶液对阳极泥进行处理, 将砷以不溶性砷酸钙的形式产出, 经氢氧化钠处理后的阳极泥送火法冶炼。

阳极泥提炼白银的传统工艺是还原熔炼-氧化精炼-电解, 阳极泥中的砷在还原熔炼和氧化精炼时进入烟尘, 含砷烟尘在收集、转运过程中容易对环境和人体健康造成影响。本工程拟采用湿法脱砷再进行还原熔炼, 使砷以不溶性砷酸钙的形式固定, 极大地减少了砷污染环境的危害性。具体做法是:用氢氧化钠溶液浸出阳极泥, 砷以砷酸钠的形式进入浸出液, 过滤后, 浸出渣送还原熔炼, 浸出液加石灰, 砷以砷酸钙的形式沉淀, 过滤后产出砷酸钙渣, 滤液返回浸出。经浸出后的阳极泥中砷含量约0.55%, 用浸出后的阳极泥提炼银的烟尘中砷<0.01%, 大大降低了烟尘的危害性。浸出渣即脱砷后的阳极泥送银冶炼, 浸出液经沉砷后返回浸出不外排。

(2) 阳极泥还原熔炼。经脱砷处理后的阳极泥送反射炉进行熔炼, 铅阳极泥中大部分杂质主要以氧化物形态存在, 在高温和配有还原剂的情况下, 部分砷、锑以低价氧化物挥发进入烟尘 (本工程预先采用阳极泥脱砷技术, 挥发烟尘中砷较少) , 部分与加入的熔剂作用而造渣。氧化铅大部分被加入的碳还原成金属, 由于铅是金银的良好捕集剂, 铅在沉降中大量熔解金、银等贵金属, 形成贵铅而使金、银与大部分杂质分离。主要反应式如下:

(3) 贵铅氧化精炼。根据各金属对氧的亲和力大小不同, 在氧化过程中, 砷、锑、铅、铋、铜等以氧化物形态进入烟尘及渣中, 碲被氧化成二氧化碲, 部分与加入的纯碱生成亚碲酸钠形成碲渣, 金银由于和氧的亲和力小, 过程中不断提高纯度, 从而达到初步精炼提纯。主要反应式如下:

(4) 银电解。根据金银合金板中各金属标准电极电位不同, 以硝酸银溶液为电解介质, 在电流作用下, 阴极上析出银, 标准电极电位较负或较正的金属分别进入电解液或阳极泥中, 从而达到提纯银及富集金的目的。电极反应式如下:在阳极:Ag-e=Ag+;在阴极:Ag++e=Ag。

(5) 金电解。根据金与其它杂质标准电极电位不同, 以三氯化金溶液为电解介质, 进行可溶阳极电解, 金在阳极溶解, 阴极析出, 从而达到提纯金的目的。电极反应如下:

2.4.2 精铋生产

(1) 氯氧铋制取。转炉铋渣用鄂式破碎机初碎, 再经雷蒙磨磨至80~120目, 用盐酸、氯化铵水溶液浸出, 控制适当的盐酸和NaCl溶液浓度等条件, 使铋、铜尽可能进入溶液, 而铅、银等金属则尽可能少的溶解而留在浸出渣中, 然后过滤, 固液分离, 浸出渣 (即铅银渣) 送银冶炼系统回收银, 浸出液进行分步水解, 先水解铋, 加入适量的NaOH控制好pH, 铋以氯氧铋的形式水解沉淀, 过滤后, 滤渣即为氯氧铋, 进反射炉还原熔炼, 滤液进入下一步水解沉淀铜, 铜以氯氧铜的形式沉淀, 外售给铜冶炼厂回收其中的铜, 沉淀铜后的滤液返回浸出。浸出和水解过程的主要化学反应如下:

(2) 氧化铋的粗炼和精炼。氯氧铋、返尘、纯碱、还原煤按一定的比例混合, 加入反射炉内升温, 在900~1000℃的条件下发生还原, 造渣反应, 产出炉渣、粗铋, 反应完成后, 依次放出粗铋、炉渣。

反射炉还原熔炼产出含铋在94%的粗铋, 杂质有砷、锑、碲、铅、银等, 氧化铋渣中砷、锑、碲等易挥发的物质在转炉熔炼中虽已绝大部分挥发进入转炉烟气, 由于精铋要求高, 因此, 粗铋精炼中仍然有除砷、锑的过程。

粗铋精炼是在精炼锅中进行, 精炼过程基本原理是利用各种杂质不同的性质采用不同的方法将其从粗铋中除去, 各种杂质的去除方法如下。

(1) 除砷、锑:由于砷、锑氧化物易挥发, 而铋在精炼温度下是不会挥发的, 向熔化铋液中鼓入压缩空气, 砷、锑迅速被氧化并挥发进入烟气而从粗铋中除去, 烟气经布袋除尘后排空, 收集的烟灰与转炉烟灰混合外售回收锑。 (2) 除银:在铋的熔体中加入纯金属锌, 锌能与金、银形成一系列难熔化合物, 这些化合物比重小, 呈浮渣产出, 经搅拌浮在铋熔体上面, 俗称银锌壳, 送银冶炼系统回收银。 (3) 除铅、锌:由于铅、锌对氯的亲和力大于铋对氯的亲和力, 往铋熔体中通入氯气, 能有效地去除铅和锌, 铅和锌形成氯化铅和氯化锌, 从铋熔体中以渣的形式捞出。

3 涉及的主要环境风险源及环境风险分析

3.1 浓硫酸的贮运泄漏

生产出来的硫酸通过专用的硫酸罐车外运, 在浓硫酸的贮存、运输过程中均存在泄漏风险。硫酸贮罐一旦发生泄漏, 有可能通过雨水进入水体或农田导致水生生物和农作物死亡, 或通过污水管网进入废水处理站, 引起pH降低, 对废水处理站处理效果产生影响。如果运输过程中发生交通事故引起泄漏, 将会引起植被、农作物或者是水体中的水生生物大量死亡。

3.2 腐蚀性气体泄漏

SO2、SO3为本工程主要的腐蚀性气体, 正常情况下, 氧气底吹熔炼及烟气的输送、制酸系统均处于负压条件下运转, 外逸的可能性较小。一旦出现设备管线腐蚀、风机故障或发生停电现象, 高浓度的SO2、SO3烟气就会外泄造成严重的环境污染。

3.3 氧气底吹熔炼炉开、停炉的烟气

由于熔炼炉开炉烟气SO2浓度低、转化率低, 后续处理设施不提前开启或后续处理设施不延后关闭导致停炉烟气直排大气等, 烟气中SO2、酸雾、Pb都将超标排放, 对大气环境产生污染影响。

3.4 废气事故排放

本工程气型污染源较多, 最大的气型污染源为氧气底吹熔炼烟气, 可能发生的事故有:制酸系统出现故障停运, 氧气底吹熔炼烟气经电除尘后直排大气, 制酸工艺参数达不到设计指标, SO2转化率、SO3吸收率下降, 除尘设施效率下降, 都将造成SO2、SO3、Pb对环境的污染。

3.5 废水事故排放

主要是污酸处理站失效或者酸性废水站失效, 污酸和酸性废水直接向外环境排放, 严重污染周边环境。

3.6 制氧站的爆炸

氧气站在压缩空气过程中, 因空气压缩机散热不好或排气管形成积炭, 就会在轴瓦、电机和排气管的没水分离器、冷却器及管道中发生爆炸引起火灾;制氧站的各种压力容器控制不当, 也会发生容器爆炸。

如果运输过程中发生交通事故引起泄漏, 将会引起植被、农作物或者是水体中的水生生物大量死亡。

4 环境风险防范处置措施

4.1 成立应急处转瞬机构和制定应急预案

成立“事故应急救援指挥领导小组”, 严格按《危险品安全管理条例》和《常用化学危险品贮存通则》的要求落实《重大危险化学品事故应急救援预案》。根据1987年2月17日国务院发布的《化学危险品安全管理条例》、《化学危险品安全管理条例实施细则》 (化劳发[1992]677号) 、《工作场所安全使用化学品规定》 ([1996]劳部发423号) 等法规安全使用、生产、储存、运输、装卸危险化学品。

4.2 关于硫酸泄漏

为了防止罐区泄漏事故的发生对外环境的危害, 工程设计应在硫酸罐区外围按规范设置围堰, 围堰规格为长×宽×高:45m×30m×1.5m, 有效容积2025m3;在生产过程中保持2个硫酸储罐一用一备, 并设置应急输酸装置, 当发生大规模泄漏时可将围堰内的硫酸泵送入缓冲罐, 而后输至备用罐。对罐区及周边地面进行硬化、防腐、防渗处理, 雨后及时将围堰内积水排出。发生运输过程事故应立即停车检查泄漏部位, 根据事故大小和处置的难易程度向单位或有关政府部门报警, 并立即实施现场清除。每一个运输车辆都配备备用转运箱, 为泄漏物料现场紧急清除提供条件。对于严重的泄漏情况, 由公司应急救援队到现场帮助进行清除, 并评估和监测泄漏影响, 直至确保安全为止。对于特别重大的泄漏, 如翻车导致水环境污染, 应通过救援队对下游进行隔离, 对受污染水体进行回收清除和化学处理, 对现场进行控制, 直至消除影响。

4.3 关于污酸事故

(1) 建立污酸事故池, 一旦污酸处理装置出现故障停运, 熔炼烟气洗涤产生的污酸可及时排入事故池中, 以免污酸大量外泄污染水环境。污酸事故池的容积至少可以贮存1d的污酸量160m3。污酸泄漏设溢流报警控制系统、存放时液位按80%设计, 污酸事故池的容积应为200m3。

(2) 污酸处理设施维修引起硫化氢中毒的风险。由于污酸处理硫化段会产生硫化氢废气, 硫化氢比空气重, 易沉降于设施底部, 因此, 设施维修时易引起硫化氢中毒风险。

硫化氢为无色有腐旦臭味的气体, 能溶于水, 比空气重, 熔点-85.5℃, 沸点-60.7℃, 少量吸入后会引起头痛、晕眩, 大量吸入硫化氢时引起严重中毒甚至死亡。空气中 (即车间) 允许最大含量为0.01mg/L。

对污酸处理设施特别是硫化槽进行维修时, 应先检测设施内硫化氢气体的浓度, 小于0.01mg/L, 才能实施维修作业。

4.4 污水处理站事故

使用双电路供电;处理站机电设备关键部位建议采用一用一备方式;厂废水排放口安装水质在线监测仪, 监控水质达标情况。设废水事故池, 容积为300m3。

4.5 关于氧气底吹熔炼炉开、停炉的烟气处理

据调查, 为了避免开炉和停炉后恢复生产时SO2浓度低而引起转化率低从而导致尾气超标排放的问题, 现今各硫酸生产厂家均采用电加热方式先预热转化床, 即在开炉或恢复生产前3~4h即开启转化床的加热装置, 开炉初期较低的SO2烟气在经加热的转化床时也能达到较高的转化率, 尾气排放可以达到标准要求。

本工程氧气底吹熔炼使用的是95%的纯氧气体, 烟气中SO2更加容易达到较高的浓度, 同时采用电加热方式预热转化床, 能保证开炉时高转化率。

据经验, 建设单位应在硫酸生产规程中明确提出“氧气底吹炉投料前半小时, 开启一级洗涤器、冷却塔循环酸泵等”要求, 进一步降低氧气底吹熔炼炉开、停炉的烟气对外环境的影响。

4.6 关于制酸系统出现故障时烟气的处理

当制酸系统出现故障时氧气底吹熔炼炉应相应停炉, 待制酸系统故障排除恢复正常生产后才能恢复开炉, 同时启动付烟道和应急处理设施。采用“钠法”即Na2CO3吸收法作为SO2风险排放应急治理措施[3]。“钠法”是国内外常用的烟气脱硫工艺, 流程短、效果好, 不存在结垢堵塞问题。烟气风险排放的时间短, 治理措施简单易行。工艺流程如图2所示。

主要化学反应有:

当控制pH为9、液气比为151/m3时, 脱硫率可达到95%, 虽然SO2的排放浓度不能满足达标排放的要求, 但可在很大程度上减少事故排放对环境的危害。

4.7 事故联锁紧急停车系统

各生产装置均设事故联锁紧急停车系统, 应设专人加强生产设备特别是熔炼炉、制酸车间和“三废”处理设施的管理和维护, 减少事故发生的几率。发生上述排污事故时, 应立即停产。

参考文献

[1]饶湖英, 吴一行, 张程等.中、重度儿童铅中毒Ⅰ值的意义及治疗[J].中国医学导报, 2012 (26) :38~40.

[2]张乐如.铅锌冶炼新技术[M].长沙:湖南科学技术出版社, 2012.

粗铅冶炼清洁生产指日可待 篇7

“这个清洁标准主要是规定铅企业在生产过程的清洁水平。”标准主要起草人杨远华说。标准分为三级, 其中三级标准代表国内清洁生产基本水平, 是国内新扩建铅冶炼项目必须达到的标准;二级标准代表国内清洁生产先进水平;一级标准代表国际清洁生产先进水平。“铅清洁生产标准所定的3个级别是一个选优的过程, 能被评上级别的铅冶炼企业是所有符合国家相关政策的铅企业中做得比较好的。”标准还将粗铅冶炼业清洁生产指标分为6类, 即生产工艺与装备要求、资源能源利用指标、产品指标、污染物产生指标 (末端处理前) 、废物回收利用指标和环境管理要求。

虽然是推荐性标准, 但杨远华认为, “这个标准的推出肯定会促进铅产业的生产标准提高”, 而且作为一个重要的行业标准, “这个标准肯定会进入《重金属污染综合整治实施方案》中”, 而《重金属污染综合整治实施方案》是环保部整治血铅问题在内重金属污染的核心政策。

专业人士表示, 铅清洁生产标准的第三级标准与2007年发布的《铅锌行业准入条件》并没太多区别, 部分指标甚至还要低。

对此, 杨远华表示, 相对于准入门槛, 铅清洁标准提高确实不多, 但这主要是因为我国的准入门槛的要求已经很高了, “准入门槛的要求已经达到了国际先进水平, 要达到这个准入门槛是很困难的, 有些指标暂时没办法再提高了。”

“标准的制定必须考虑国内的实际情况。”杨远华表示, 客观原因决定现有的企业可能达不到一、二级标准, 但达到第三级也是清洁生产, 只是清洁生产水平的高低不同, 问题是现在国内铅行业绝大部分的企业达不到第三级的水平。

杨远华进一步解释, 准入门槛只是对2007年以后的新扩建企业进行要求, 没有对2007年以前的企业进行限制。而在铅清洁标准公布后, 很有可能在铅企的强制性审核中会引入清洁生产标准。从这个角度看, 原来的准入门槛很可能会成为现有企业必须达到的标准, 起码那些超标排放的企业必须达到这个标准。

不过, 铅清洁生产标准并不能解决铅污染的问题, “现在发生的血铅问题主要是企业排放不当造成的, 这是铅清洁生产没法管的, 就算企业清洁生产, 但排污不当仍然会造成铅污染。”

由于铅污染只是铅生产过程的要求, 而没有涉及到最后排放问题, 因此必须要有另外的排放管理政策才能有效减少铅污染, 因为“铅污染治理是一个系统工程。”

作为铅污染治理的一环, 孕育两年多的铅清洁生产标准仍遭遇业内人士批评。“还是太模糊。”部分专家表示, 清洁生产标准的内容会在操作中遇到麻烦, “数字太多, 具体的东西太少。”

清洁生产标准中对影响铅企污染的资源能源利用指标和污染物生产指标给出了具体的技术指标, 比如铅总回收利用率必须高于96%, 单位产品颗粒物产生量不超过5.0千克/吨。

“我们更关注一些具体的措施, 纯数字太虚了。”专家表示, 清洁生产标准并没有淘汰烧结机, “国内铅污染的问题都与烧结机有关。”

铅冶炼厂论文 篇8

国内炼铅企业通常将铅烟尘返回与原料混合后继续冶炼, 以回收利用烟尘。由于近年炼铅原矿的铅品位下滑, 导致烟尘中锌、镉、铜等重金属增多, 返回冶炼会降低精矿品位且严重影响炉况[5,6]。近年来对烟尘的综合利用开展了大量研究, 如用硫酸浸出法将烟尘中的铅富集到浸出渣中, 而其他大量金属进入溶液中, 再用氯化钠溶液浸出铅[7];用浓硫酸焙烧—水浸法提取烟尘中的大量金属[8], 用氨浸法由烟尘制取Zn O[9]等。但以铅冶炼烟尘为研究对象的报道却很少。因此, 研究铅烟尘的物性特征并掌握其浸出特性, 对铅冶炼烟尘的污染防护和有效回收利用具有重要意义。

本工作采用XRF、XRD、激光粒度分析、DTA-TG、FTIR以及SEM-EDS等技术, 对河南省某铅冶炼厂烟尘 (以下简称烟尘) 进行了物性分析, 并采用稀硫酸对烟尘进行了浸出性研究。

1 实验部分

1.1 试剂、材料和仪器

硫酸、硝酸、乙醇、KBr:分析纯。实验用水为蒸馏水。

烟尘:取自河南省某铅冶炼厂还原炉, 取样前混合均匀以保证试样的代表性。

1800型X射线荧光光谱仪:日本岛津科学仪器厂;M21X型超大功率X射线衍射仪:日本玛坷科学仪器公司;JL-1177型激光粒度分析仪:成都精新粉体测试设备公司;CRY-1P型高温差热分析仪:上海精学科学仪器有限公司;Nicolet i S10型傅里叶变换红外光谱仪:赛默飞世尔科技公司;JSM-6701F型冷场发射扫描电子显微镜:日本电子株式会社;AA6300型原子吸收分光光度计:日本岛津科学仪器厂;ICS5000混合型离子色谱:戴安中国有限公司。

1.2 浸出实验

取5 g烟尘置于150 m L的烧杯中, 加入一定量的稀硫酸, 在机械搅拌下于恒温水浴锅中进行浸出实验, 控制搅拌转速在300~400 r/min, 以保证颗粒悬浮并与液体充分接触。分别研究了稀硫酸质量浓度 (0~200 g/L) 、液固比 (稀硫酸体积 (m L) 与烟尘质量 (g) 之比, (5∶1) ~ (30∶1) ) 、浸出温度 (20~80℃) 和浸出时间 (2~180 min) 对烟尘中主要元素浸出率的影响。浸出结束后进行真空过滤, 滤液即为浸出液;用硝酸将浸出液p H调至4以下, 以防止离子水解沉淀。滤渣用蒸馏水多次洗涤和干燥后即得浸出渣。

1.3 分析方法

1.3.1 烟尘的物性

采用XRF技术及元素化学分析法[10]分析烟尘中主要元素。采用XRD技术分析烟尘中结晶物相成分:扫描范围2θ=10°~90°, 扫描速率2 (°) min。采用激光粒度分析仪测定烟尘的粒度, 试样用乙醇分散。采用DTA-TG技术对烟尘进行热分析:将试样置于氧化铝坩埚中, 在50 L/min的空气流量下, 以10℃/min的速率从室温升至1 400℃。采用FTIR技术分析烟尘中的官能团:试样与KB以1∶100的质量比混合后研磨均匀, 在400~4 000cm-1的波数范围内以4 cm-1的分辨率和32次/s的速率进行扫描。采用SEM-EDS技术观察烟尘的微观形貌及测定探针指定区域的元素构成:试样置于乙醇中, 超声波分散, 用毛细管吸取并滴加至导电胶上, 喷碳制样。

1.3.2 浸出性

采用AAS技术测定浸出液中Pb, Zn, Cd, A的含量, 计算各金属元素的浸出率。采用IC技术测定浸出渣中Cl的含量, 计算Cl的浸出率。采用SEM-EDS技术观察浸出渣的微观形貌及测定探针指定区域的元素构成。

2 结果与讨论

2.1 烟尘的物性分析结果

2.1.1 元素分析

烟尘的主要化学元素组成见表1。由表1可见, 烟尘中主要元素为Pb, Zn, Cd, S, As, Cl, 同时含有微量的Cu, Fe, Si。由此可见, 该烟尘是一种有害的工业废弃物, 若直接丢弃会造成严重的环境污染。

2.1.2 粒径分布

烟尘的粒径分布曲线见图1。由图1可见:烟尘的粒径分布范围较宽, 在1.81~46.08μm之间;其中, 3.02μm以下的细颗粒仅占3.28%, 而38.86μm以上的粗颗粒也仅为2.61%;平均粒径为10.81μm。总体而言, 烟尘颗粒的粒径较小, 因此易在储存和弃置过程中损失, 这会给人体呼吸道及大气环境带来潜在的危害。分析结果还表明, 烟尘的比表面积较大, 为0.863 m2/cm3, 可推测浸出反应速率较快。

2.1.3 XRD分析

烟尘的XRD谱图见图2。根据JCPDS卡片上的数据, Pb可能存在的物相有:Pb SO4, Pb5 (As O4) 3Cl, P b O·P b S O4, Pb O, Pb S, Pb O1.44, Pb2O3, 2Pb O·Pb (OH) 2, Pb O·3H2O, Pb O·0.33H2O, Pb3O4, Pb5 (As O4) OH, Pb Cl2;Cd可能存在的物相有:Cd S, Cd As, Cd3 (As O4) 2, 2Cd O·Cd SO4, C d S O3, Cd SO4·Cd (OH) 2, Cd O, Cd SO4, 2Cd O·Cd Cl2;Zn可能存在的物相有:Zn O, Zn As, Zn3 (As O4) 2, Zn (OH) 2, Zn3 (As O4) 2·2H2O, Zn2SO4 (OH) 2, Zn3O (SO4) 2, Zn1.9Si O4, Zn S, Zn (OH) 2。由图2可见:烟尘是金属氧化物、硅酸盐、砷化物、硫化物、硫酸盐、砷酸盐等物质的混合物。图2中出现了几个明显的主峰, 最突出的归属于Zn O;其次为Pb O, Pb SO4, Cd O, Cd S;其余的物质由于其衍射峰与主峰重叠, 或几种峰互相重叠而无法确定其存在;部分物相可能由于浓度过低无法检测出来。

●Zn O;■Cd S;▲Pb O;◆Pb SO4;○Cd O

2.1.4 FTIR分析

烟尘的FTIR谱图见图3。由图3可见:3 460 cm-1附近出现的特征吸收峰归属于自由水中的O—H键, 该处透射率出现轻微的波动表明烟尘中含有少量的自由水;1 640 cm-1附近出现的特征吸收峰归属于结晶水分子引起的微小振动[11], 结合物相分析, 证实了Pb O·3H2O和Pb O·0.33H2O的存在;但图3中并未出现由羟基引起的振动吸收峰, 因此无法确定2Pb O·Pb (OH) 2, Pb5 (As O4) OH, Zn2SO4 (OH) 2, Zn (OH) 2的存在, 也有可能这些物质含量极低, 被强振动吸收峰所掩盖;932~1 100cm-1区域出现的特征吸收峰归属于Si—O键, 该类物质在烟尘中以Si O2或硅酸盐形式存在[12];1 120 cm-1附近出现的明显特征吸收峰归属于SO42-, 另一个特征吸收峰出现在617 cm-1附近, 结合元素分析和物相分析, 可以肯定烟尘中有金属硫酸盐存在[3];500 cm-1附近出现的较强特征吸收峰归属于金属氧化物, 如Zn O, Pb O, Cd O;2 300 cm-1附近出现的特征吸收峰归属于C—H键, 可推测烟尘中含有微量的有机物[13];从图3中, 无法确定硫化物的存在。

2.1.5 热分析

烟尘的DTA-TG曲线见图4。由图4可见:DTA曲线在576, 893, 1 114℃处出现了3个放热峰;576℃对应着一个较尖锐的放热峰, 推测发生了Pb O晶化反应[14];893℃对应的放热峰归属于Cd S中的S氧化反应, 反应过程中产生了SO2;继续升高温度, 在1 114℃时出现了放热峰, 推测该峰是由Pb S中S氧化放热产生, 同时释放出SO2[15,16]。由图4还可见:TG曲线在576℃前无明显变化, 可判断该烟尘含有非常少量的自由水和结晶水, 而在576~1 400℃之间, TG曲线迅速下滑;1 057℃时TG曲线的突变是因剧烈反应产生大量气体而导致的气压变化引起的, 推测1 057℃附近应有一个被掩盖的吸热峰。相关文献[15]报道, Pb Cl2在950℃气化, Pb SO4在1 000℃分解产生SO2, Zn SO4在930℃分解, Cd SO4在1 000℃时熔解, 这些反应都会吸热并导致质量损失。而烟尘整个加热过程的质量损失达到60%, 结合表1数据, 该损失不可能全部来自S, 有相当一部分是来自硫酸盐的分解以及化合物的挥发, 从而证实了有部分吸热峰被掩盖的推测。

2.1.6 SEM-EDS分析

烟尘的SEM照片见图5, 红色方块区域为EDS分析区。由图5可见, 烟尘颗粒有不同的大小和形态, 分散的颗粒呈球形、立方形、长条形以及短棒状结晶形态, 还有不规则的非结晶形态。图5a中的颗粒大至50μm、小至1μm, 不均匀的细颗粒被大块平滑结晶面包裹住, EDS分析显示细粒成分复杂, 多为含Zn, Cd, Pb, K, Al的氧化物的黏结物。图5b中2μm左右的似液滴状颗粒, EDS分析显示其主要成分为Pb, 由熔融的铅液滴蒸发后冷凝形成。图5c中的长条状结晶, EDS分析显示其主要为Pb, Cd, Zn, O, S组成的金属硫酸盐及氧化物, 硫酸盐是氧化物与SO2 (反应产物) 反应产生的, 在烟气急速上升过程中快速冷却, 结晶不够完善。图5d中的不规则白色聚合物, EDS分析显示其主要成分为Cd S, 粒径在7μm左右, 属于难浸出物。图5e中的颗粒构成似烧结后形貌, EDS分析显示其可能是几种金属氧化物在高温熔融状态下黏结后, 降温结块而形成。图5f中立方形颗粒的粒径为3μm左右, EDS分析显示其主要成分为Pb S, 来源于铅冶炼的原料方铅矿微细粒, 也属于难浸出物。

2.2 烟尘的浸出性

上述烟尘的物性分析结果表明, 烟尘中大量元素以可被浸出的化合物形式存在。考虑到浸出后Pb与其余元素的分离, 因此采用稀硫酸浸出, 根据表1所示的烟尘主要成分, 讨论稀硫酸对Pb, Cd, Zn, As, Cl的浸出效果。浸出条件 (ρ (硫酸) 、浸出时间、液固比、浸出温度) 对浸出率的影响见图6, 图6a~d的浸出条件依次为:浸出时间30 min、液固比20∶1、浸出温度60℃;ρ (硫酸) =120 g/L、液固比20∶1、浸出温度60℃;ρ (硫酸) =120 g/L、浸出时间30 min、浸出温度60℃;ρ (硫酸) =120 g/L、浸出时间30 min、液固比20∶1。

由图6a可见:当ρ (硫酸) =0 (即仅采用水浸出) 时, Pb, Zn, Cd, As, Cl的浸出率分别达到0.12%, 3.79%, 18.94%, 29.85%, 72.31%, 证实了烟尘中含有部分易溶盐的推测;Cl的浸出率较高, 说明易溶盐大多以氯化物形式存在;Zn和Cd浸出量较少的原因一是其可溶盐含量低, 二是可溶盐被包裹于不可溶化合物中。由图6a还可见:随ρ (硫酸) 的增加, 除Pb外各元素的浸出率提高;当ρ (硫酸) 达到120 g/L时, Cd, Zn, As, Cl的浸出率分别达到49.36%, 98.95%, 89.12%, 99.31%;ρ (硫酸) 继续增加, 浸出率变化不大。

由图6b可见, 烟尘与酸的反应很快, 浸出2min时, Cd, Zn, As, Cl的浸出率分别达24.21%, 80.23%, 58.12%, 72.31%;浸出30 min时, 上述元素的浸出率均达到最大值;继续延长浸出时间, 浸出率略有下降。这是因为:烟尘的粒径较小, 反应比表面积大, 反应速率较快;而由于水解或沉淀吸附等原因, 时间继续延长浸出率反而下降。

由图6c可见:液固比对Zn, As, Cl的浸出率影响不大, 曲线较为平稳;而Cd的浸出率随液固比的增加而增大, 并在25∶1时达到最大值。这是因为:由物性分析结果可知, Zn主要以易溶酸的氧化物形式存在, 而Cd以氧化物和硫化物的形式存在, 且部分包裹于其他化合物中, 因此需要靠增大液固反应界面来达到浸出的目的。综合考虑所有元素浸出率及生产成本, 液固比取20∶1即可。

由图6d可见, 提高温度可以提高反应速率从而提高元素的浸出率, 这对于除Pb外所有元素的浸出都是有效的, 但超过适宜温度会造成反应液蒸发而影响浸出效果。

由图6a~d可见, Pb以Pb SO4形式沉淀, 不受反应条件影响。

●Pb;■Cd;▲Zn;◆As;○Cl

综上所述, 在ρ (硫酸) =120 g/L、浸出时间30 min、液固比20∶1、浸出温度60℃的条件下, 可以得到最佳的浸出效果, Pb, Zn, Cd, As, Cl的浸出率分别达到0.16%, 98.95%, 49.36%, 89.12%, 99.31%。在该条件下, 仍有50%和10%左右的Cd和As以难溶化合物形式存在而无法浸出。

最佳条件下所得浸出渣的SEM照片见图7。由图7可见, 与烟尘相比, 浸出渣物相结晶性变好, 一次粒子尺寸变大。EDS分析显示, Ⅰ区主要成分为Pb SO4, Ⅱ区主要成分为Cd S;结晶性较好的Pb SO4粒径在5~10μm之间, 表面光滑且有光泽, 而仍有1~3μm的Cd S细粒黏附在Pb SO4晶体表面或夹杂在晶体间。该部分硫化物难以用简单的浸出法提取, 可考虑采用氧化浸出法或硫化焙烧法提取。

3 结论

a) 烟尘含金属元素主要为Pb, Zn, Cd, 同时含S, O, As, Cl等非金属元素;烟尘的平均粒径为10.81μm, 为晶体与非晶体的混合物, 其中, 可溶盐占少数, Zn主要以Zn O形式存在, Cd有可溶盐、氧化物、硫化物和砷化物多种存在形态;烟尘颗粒大小不一, 形状各异, 互相黏结或包裹。