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典型铅冶炼过程铅元素流分析

典型铅冶炼过程铅元素流分析

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作者：钟琴道中国环境科学研究院

学位级别：硕士

21世纪以来,我国铅冶炼工业步入了快速发展阶段,同时也排放了大量的铅等重金属,造成多起重金属污染事故。本论文围绕铅冶炼过程铅金属污染问题,对现有铅冶炼工艺及产排污节点分析基础上,将铅冶炼生产过程分为配料制粒、氧化炉、还原炉... 详细信息

21世纪以来,我国铅冶炼工业步入了快速发展阶段,同时也排放了大量的铅等重金属,造成多起重金属污染事故。本论文围绕铅冶炼过程铅金属污染问题,对现有铅冶炼工艺及产排污节点分析基础上,将铅冶炼生产过程分为配料制粒、氧化炉、还原炉、烟化炉、熔铅锅、电解槽、电铅锅等不同工序,构建了铅冶炼生产工序、生产流程铅元素流分析模型,确定了铅直收率、回收率、初级废弃物量、初级废弃物循环率等主要参数及评价指标,对每个工序铅元素的流动、分配、循环规律进行了研究。基于铅冶炼系统产生排放的污染物种类,明确了对含铅废水、废渣、烟粉尘理化性质的分析方法,增加了污染物的理化性质分析。针对铅冶炼过程中,如何降低自然资源铅精矿投入量和最终废弃物排放量问题,本论文基于铅冶炼系统的生产环节、铅尘回收环节以及污染物处理环节等三个基本环节,建立了铅冶炼生产过程铅元素流优化模型：通过对影响自然资源铅精矿投入量P0,最终废弃物排放量W3的有关因素进行分析,表明提高生产环节铅直收率μ1、铅尘回收环节铅回收效率μ2、污染物处理环节铅元素的循环回收效率μ3均可减少铅精矿的投入量和最终废弃物的排放量,提高污染物处理环节中副产品铅元素的利用效率μ4可减少最终废弃物的排放量。将以上分析方法与模型应用于我国铅冶炼行业典型工艺类型(富氧底吹液态高铅渣直接还原工艺),构建并分析铅冶炼过程铅元素流图。结果表明,粗铅冶炼系统和精铅冶炼系统铅回收率分别为98.35%和99.51%,但铅直收率分别为74.38%和50.28%,与国内外先进水平相比,还有较大提升空间。单位粗铅产品铅尘产生量为0.31t/t,同时污染物的理化性质分析表明,粗铅冶炼系统和精铅冶炼系统收集烟尘中粒径小于2.5umn的颗粒物分别占到烟尘总量22.7%-63.93%和1.93%-10.62%,铅尘活性态含量高,应做好收集处理处置工作。通过生产过程铅元素流优化模型分析可知,应优先提高铅尘回收效率和铅直收率,减少无组织排放的同时,减少铅含量低的污泥、脱硫石膏渣的返料量,并提高污染物处理环节中副产品铅元素的利用效率。针对我国铅冶炼生产过程中存在的问题提出了相应政策建议。

关键词：元素流分析铅冶炼过程液态高铅渣直接还原工艺烟粉尘理化性质分析

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