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HJ-BAT-7 铅冶炼污染防治最佳可行技术指南（试行）

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HJ-BAT-7
环 境 保 护 技 术 文 件
铅冶炼
污染防治最佳可行技术指南（试行）
Guideline on Best Available Technologies of Pollution Prevention and Control
for Lead Smelting (on Trial)
环 境 保 护 部
2011 年12 月
目 次
前言 ...................................................................................................................................................................... II
1总则 ................................................................................................................................................................... 1
1.1 适用范围 ........................................................................................................................................................ 1
1.2 术语和定义 .................................................................................................................................................... 1
2生产工艺及污染物排放 ................................................................................................................................... 1
2.1 生产工艺及产污环节 .................................................................................................................................... 1
2.2 污染物排放 .................................................................................................................................................... 2
3铅冶炼污染防治技术 ....................................................................................................................................... 3
3.1 工艺过程污染预防技术 ................................................................................................................................ 3
3.2 大气污染治理技术 ........................................................................................................................................ 5
3.3 废酸及酸性废水治理技术 ............................................................................................................................ 8
3.4 固体废物综合利用及处理处置技术 ............................................................................................................ 9
3.5 噪声污染治理技术 ........................................................................................................................................ 9
3.6 需重点关注的技术 ........................................................................................................................................ 9
4铅冶炼污染防治最佳可行技术 ..................................................................................................................... 10
4.1 铅冶炼污染防治最佳可行技术概述 .......................................................................................................... 10
4.2 工艺过程污染预防最佳可行技术 .............................................................................................................. 12
4.3 大气污染治理最佳可行技术 ...................................................................................................................... 12
4.4 废酸及酸性废水治理最佳可行技术 .......................................................................................................... 17
4.5 固体废物综合利用及处理处置最佳可行技术 .......................................................................................... 20
4.6 最佳环境管理实践 ...................................................................................................................................... 20
i
前言
为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》，加快建设环境技术管理体系，确保环境管理目标的技
术可达性，增强环境管理决策的科学性，提供环境管理政策制定和实施的技术依据，引导污染防治技术
进步和环保产业发展，根据《国家环境技术管理体系建设规划》，环境保护部组织制定污染防治技术政
策、污染防治最佳可行技术指南、环境保护工程技术规范等技术指导文件。
本指南可作为铅冶炼项目环境影响评价、工程设计、工程验收以及运营管理等环节的技术依据，是
供各级环境保护部门、规划和设计单位以及用户使用的指导性技术文件。
本指南为首次发布，将根据环境管理要求及技术发展情况适时修订。
本指南由环境保护部科技标准司提出。
本指南起草单位：中国环境科学研究院、北京矿冶研究总院。
本指南由环境保护部解释。
ii
1总则
1.1 适用范围
本指南适用于以铅精矿、铅锌混合精矿为主要原料的铅冶炼企业。
1.2 术语和定义
1.2.1 最佳可行技术
是针对生产、生活过程中产生的各种环境问题，为减少污染物排放，从整体上实现高水平环境保护
所采用的与某一时期技术、经济发展水平和环境管理要求相适应、在公共基础设施和工业部门得到应用、
适用于不同应用条件的一项或多项先进、可行的污染防治工艺和技术。
1.2.2 最佳环境管理实践
是指运用行政、经济、技术等手段，为减少生产、生活活动对环境造成的潜在污染和危害，确保实
现最佳污染防治效果，从整体上达到高水平环境保护所采用的管理活动。
2生产工艺及污染物排放
2.1 生产工艺及产污环节
铅冶炼是指将铅精矿熔炼，使硫化铅氧化为氧化铅，再利用碳质还原剂在高温下使氧化铅还原为金
属铅的过程。
铅冶炼通常分为粗铅冶炼和精炼两个步骤。粗铅冶炼过程是指铅精矿经过氧化脱硫、还原熔炼、铅
渣分离等工序，产出粗铅，粗铅含铅 95%~98%。粗铅中含有铜、锌、镉、砷等多种杂质，再进一步精
炼，去除杂质，形成精铅，精铅含铅 99.99%以上。粗铅精炼分为火法精炼和电解精炼，我国通常采用
电解精炼。
铅冶炼生产工艺流程及主要产污环节如图 1所示。
图1 铅冶炼生产工艺流程及主要产污环节
1
2.2 污染物排放
铅冶炼过程中产生的污染包括大气污染、水污染、固体废物污染和噪声污染，其中大气污染（颗粒
物、二氧化硫、重金属等）和水污染（重金属、污酸及酸性废水）是主要环境问题。
2.2.1 大气污染
铅冶炼产生的大气污染物主要为颗粒物、二氧化硫和重金属（铅、锌、砷、镉、汞及其氧化物）。
铅冶炼主要大气污染物及来源见表 1。
表1 铅冶炼主要大气污染物及来源
工序 产污节点 主要污染物
原料制备工序 精矿装卸、输送、配料、造粒、干燥、给料等过程 颗粒物、重金属（Pb、Zn、As、Cd、Hg）
熔炼-还原工序
熔炼炉、还原炉排气口；加料口、出铅口、出渣口、
溜槽以及皮带机受料点等处泄漏烟气
颗粒物、SO2、重金属（Pb、Zn、As、Cd、
Hg）、CO
烟化工序 烟化炉排气口；加料口、出渣口以及皮带机受料点
等处泄漏烟气
颗粒物、SO2、重金属（Pb、Zn、As）
烟气制酸工序 制酸尾气 SO2、硫酸雾、重金属（As、Hg）
初步火法精炼工序 熔铅锅 颗粒物、重金属（Pb）、SO2
浮渣处理工序
浮渣处理炉窑烟气；加料口、放冰铜口、出渣口等
处泄漏烟气 颗粒物、SO2、重金属（Pb、Zn、As）
电解精炼工序
电解槽及其他槽 酸雾
电铅锅 颗粒物、重金属（Pb）、SO2
2.2.2 水污染
铅冶炼过程中产生的废水包括炉窑设备冷却水、冲渣废水、高盐水、冲洗废水、烟气净化废水等。
铅冶炼主要水污染物及来源见表 2。
表2 铅冶炼主要水污染物及来源
工序 产污节点 主要污染物
熔炼-还原工序 炉窑汽化水套或水冷水套、余热锅炉 盐类
烟化工序
炉窑汽化水套或水冷水套、余热锅炉 盐类
冲渣 固体悬浮物（SS）、重金属（Pb、Zn、As）
烟气制酸工序 制酸系统烟气净化装置 酸、重金属（Pb、Zn、As、Cd、Hg）、SS
浮渣处理工序 炉窑汽化水套或水冷水套、余热锅炉 盐类
电解精炼工序 阴极板冲洗水、地面冲洗水 酸、重金属（Pb、Zn、As）、SS
软化水处理站 软化水处理后产生的高盐水 钙、镁等离子
初期雨水收集 熔炼区、电解区初期雨水 酸、重金属（Pb、Zn、As、Cd、Hg）、SS
废气湿式除尘 湿式除尘器 SS、重金属（Pb、Zn、As、Cd、Hg）
2.2.3 固体废物污染
铅冶炼过程中产生的固体废物主要包括烟化炉渣、浮渣处理炉渣、含砷废渣、脱硫石膏渣及废触媒。
铅冶炼主要固体废物及来源见表 3。
2
表3 铅冶炼主要固体废物及来源
工序 产污节点 主要污染物
烟化工序 烟化炉 烟化炉水淬渣（含 Pb、Zn、As、Cu）
烟气制酸工序
污酸处理系统 含砷废渣（含 Pb、Zn、As、Cd、Hg）
制酸系统 废触媒（主要为五氧化二钒）
浮渣处理工序 铜浮渣处理 浮渣处理炉渣（含 Pb、Zn、As、Cu）
电解精炼工序 电解槽 阳极泥
烟气脱硫系统 烟气脱硫系统 脱硫副产物
2.2.4 噪声污染
铅冶炼过程中产生的噪声分为机械噪声和空气动力性噪声，主要噪声源包括鼓风机、烟气净化系统
风机、余热锅炉排气管及氧气站的空气压缩机等。在采取控制措施前，其噪声声级可达到
85dB(A)~120dB(A)。
3铅冶炼污染防治技术
3.1 工艺过程污染预防技术
3.1.1 原料制备工序
3.1.1.1 封闭式料仓技术
是以封闭储存原辅料的方式控制扬尘。料仓在配料、混料等过程配套除尘设施，物料输送过程采用
密闭输送。
该技术可减少原辅料贮存与配制过程中颗粒物的逸散。
该技术适用于铅冶炼原料制备。
3.1.2 熔炼-还原工序
3.1.2.1 富氧底吹熔炼-熔融高铅渣直接还原法熔炼技术
铅精矿、熔剂和工艺返回的铅烟尘经配料、造粒后，送底吹炉进行氧化熔炼，产出一次粗铅和高铅
渣。一次粗铅铸锭后送精炼车间，熔融高铅渣经溜槽直接加入到还原炉内。
该技术可有效减少烟气的无组织排放，且粗铅冶炼过程综合能耗低，可实现无焦冶炼，降低粗铅生
产成本。
该技术适用于以铅精矿为原料的粗铅冶炼，也可合并处理铅膏泥及锌浸出的铅银渣。
3.1.2.2 富氧底吹熔炼-鼓风炉还原法熔炼技术（水口山法）
铅精矿、熔剂和工艺返回的铅烟尘经配料、造粒后，送底吹炉进行氧化熔炼，产出一次粗铅和高铅
渣，一次粗铅铸锭后送精炼车间，高铅渣铸块后送鼓风炉还原。主要设备采用只有氧化段而无还原段的
氧气底吹熔炼炉。
该技术综合能耗较低，处理能力大，生产效率高，冶炼过程中烟气泄露点少，硫回收利用率高。
该技术适用于以铅精矿为原料的粗铅冶炼，也可合并处理铅膏泥及锌浸出的铅银渣。
3
3.1.2.3 富氧顶吹熔炼-鼓风炉还原法熔炼技术（浸没熔炼法）
从炉顶垂直插入渣层的喷枪吹入富氧空气和燃料，熔池中的炉料经富氧空气搅拌，发生熔化、硫化、
氧化、造渣等过程，产出粗铅和高铅渣，高铅渣铸块后送鼓风炉还原。
该技术综合能耗较低，处理能力大，生产效率高，冶炼过程中烟气泄露点少，硫回收利用率高。
该技术适用于以铅精矿为原料的粗铅冶炼，也可合并处理铅膏泥及锌浸出的铅银渣。
3.1.2.4 烧结-密闭鼓风炉法熔炼技术（ISP 法）
铅锌混合精矿经配料后进行烧结，形成烧结块送密闭鼓风炉熔炼。
密闭鼓风炉烟气中含有较高浓度的一氧化碳，回收后可作为低热值煤气利用；但该技术返料量大，
无组织排放较多。
该技术适用于处理铅锌混合矿以及含铅、锌的二次物料，尤其适用于复杂难选的铅、锌混合精矿的
处理。
3.1.2.5 氧气底吹法熔炼技术（QSL 法）
通过浸没底吹氧气，使铅精矿、含铅二次物料与熔剂等原料发生熔化、氧化、交互反应和还原等作
用，生成粗铅和炉渣。
该技术为一步炼铅法，流程简单，硫利用率高；但烟尘率高，返料量大，渣含铅量较高。
该技术适用于以铅精矿为原料的粗铅冶炼，也适用于处理含铅废料。
3.1.2.6 卡尔多炉法熔炼技术
精矿、富氧空气由喷枪喷入炉内进行闪速熔炼，溶剂、焦粉加入炉内参与反应，加料、氧化熔炼、
还原熔炼和放铅出渣全过程在一个炉子内完成，周期进行。
该技术设备简单，熔炼强度高，能耗低，自动化程度高；但备料和烟气制酸过程复杂，烟尘率高，
返料量大，炉龄短，维修工作量大。
该技术适用于以铅精矿为原料的粗铅冶炼。
3.1.3 烟化工序
3.1.3.1 回转窑烟化技术
将还原炉渣和焦粉混合后加热，使铅、锌、铟、锗等有价金属还原而挥发，以氧化物形态回收。
该技术有价金属回收率高；但窑龄短，耐火材料和燃料消耗大。
该技术适用于锌含量大于 8%的铅还原炉渣中有价金属的回收。
3.1.3.2 烟化炉烟化技术
将还原剂和空气鼓入烟化炉的熔渣内，使其中的铅、锌、铟、锗等有价金属还原而挥发，以氧化物
形态回收。
该技术金属回收率高，可用煤作为燃料和还原剂，过程易于控制；但出炉烟气量和烟气温度波动较
大，二氧化硫含量低。
该技术适用于还原炉渣中有价金属的回收。
3.1.3.3 烟化炉-余热锅炉一体化技术
烟化炉-余热锅炉采用一体化设计，底部为烟化吹炼池，顶部为余热锅炉。
该技术可增大烟化炉的有效空间，炉体结构紧凑，余热利用率高。
4
该技术适用于还原炉渣中有价金属的回收及余热利用。
3.1.4 粗铅精炼工序
3.1.4.1 火法精炼技术
利用杂质金属与铅在高温熔体中物理或化学性质的差异，将铅与杂质分离，产生精铅。
该技术设备简单，占地面积小，生产周期短，投资少，生产成本较低；但工序多，铅直收率低，不
利于有价金属的回收，精铅纯度较低。
该技术适用于粗铅精炼。
3.1.4.2 初步火法精炼除铜(锡)技术
该技术采用火法精炼工艺去除粗铅中的铜（锡）杂质后，浇铸成阳极板，再送电解精炼。铜以固熔
体结晶析出，以浮渣的形态悬浮于铅液表面。
该技术中间物料的产出量小，伴生元素容易回收；但投资较高。
该技术适用于粗铅精炼，尤其适用于处理高铋粗铅。
3.1.4.3 电解精炼技术
利用纯铅制作的阴极板，按一定间距装入盛有电解液的电解槽，在电流的作用下，铅自阳极溶解进
入电解液，并在阴极放电析出，电解铅板经电铅锅熔铸为铅锭。电解精炼主要采用小极板技术和大极板
技术。
小极板铅电解精炼技术能耗高，装备水平低，劳动强度大；大极板电解精炼技术能耗较低，自动化
程度高，劳动强度低。
该技术适用于粗铅初步火法精炼除铜（锡）后的进一步精炼提纯。
3.1.4.4 浮渣处理技术
将初步火法精炼除铜过程产生的浮渣与纯碱、焦炭共同加入到熔炼炉内熔炼，产出铜锍作为产品，
粗铅返回生产工艺。
该技术适用于初步火法精炼除铜浮渣的金属回收。
3.2 大气污染治理技术
3.2.1 烟气除尘
3.2.1.1 袋式除尘技术
利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行净化。
该技术除尘效率大于 99.5%，适用范围广，不受颗粒物物理化学性质的影响，粉尘排放浓度可低于
30mg/m3；但对烟气温度、湿度、腐蚀性等要求高，系统阻力大，运行维护费用高。
该技术适用于鼓风炉和烟化炉的烟气除尘，也适用于环境集烟系统的废气除尘等。
3.2.1.2 电除尘技术
利用强电场使气体发生电离，进入电场空间的烟尘荷电，在电场力作用下向相反电极性的极板移动，
并通过振打等方式将沉积在极板上的烟尘收集下来。
该技术除尘效率在 99.0%~99.8%，烟尘排放浓度可低于 50mg/m3，能耗低，可应用于高温、高压环
境，系统阻力小，运行维护费用低于袋式除尘器；但一次性投资大，应用范围受粉尘比电阻的限制，对
细粒子的去除效果低于袋式除尘器。
5
该技术适用于熔炼-还原工序的烟气除尘。
3.2.1.3 旋风除尘技术
利用离心力的作用，使烟尘在重力和离心力的共同作用下从烟气中分离而加以捕集。
该技术设备结构简单，投资成本低，操作管理方便，可用于高温（450℃）、高含尘量
（400g/m3~1000g/m3）烟气的除尘；但除尘效率低。
该技术适用于熔炼炉和还原炉的预除尘，尤其适用于 10μm以上粗粒烟尘的预处理。
3.2.1.4 湿法除尘技术
利用液滴或液膜粘附烟尘净化烟气，包括动力波除尘技术、水膜除尘技术、文丘里除尘技术、冲击
式除尘技术等，其中动力波除尘技术在铅冶炼中较常采用。
该技术操作简单、运行稳定、维修费用小，可适应烟气量变化较大的工况。
该技术适用于铅冶炼制酸系统的烟气净化。
3.2.2 烟气制酸
3.2.2.1 绝热蒸发稀酸冷却烟气净化技术
使用稀酸喷淋含二氧化硫的烟气，利用绝热蒸发降温增湿及洗涤的作用使杂质从烟气中分离，达到
除尘、除雾、吸收废气、调整烟气温度的目的。
该技术可提高循环酸浓度，减少废酸排放量，降低新水消耗。
该技术适用于所有铅冶炼制酸烟气的湿式净化。
3.2.2.2 低位高效二氧化硫干燥和三氧化硫吸收技术
利用浓硫酸等干燥剂吸收二氧化硫中的水蒸汽和三氧化硫，净化和干燥制酸烟气。
净化后的制酸尾气从吸收塔排出，尾气中二氧化硫排放浓度低于 400mg/m3，硫酸雾浓度低于
40mg/m3。
该技术投资少、能耗较低，且可降低尾气中的酸雾含量。
该技术适用于所有制酸烟气的干燥和三氧化硫的吸收。
3.2.2.3 湿法硫酸技术
烟气经过湿式净化后，不干燥直接进行催化氧化，再经水合、冷却生成液态浓硫酸。
该技术可处理传统烟气脱硫工艺无法处理的低浓度二氧化硫烟气，硫回收率大于 99%。
该技术适用于二氧化硫浓度为 1.75%~3.5%的烟气，若二氧化硫浓度低于 1.75%，需要消耗额外的
能量，以满足系统热平衡要求，经济性较差。
3.2.2.4 双接触技术
二氧化硫烟气先进行一次转化，生成的三氧化硫在吸收塔（中间吸收塔）被吸收生成硫酸，未转化
的二氧化硫返回转化器再进行二次转化，二次转化后的三氧化硫在吸收塔（最终吸收塔）被吸收生成硫
酸。通常采用四段转化，根据具体烟气条件也可选择五段转化。
烟气中的二氧化硫以硫酸的形态回收，二氧化硫转化率不低于 99.6%。
该技术适用于二氧化硫浓度 6%~14%的烟气制取硫酸。
3.2.2.5 预转化技术
烟气在未进入正常转化之前，先经预转化器转化，生成三氧化硫，使烟气中的二氧化硫浓度降低到
6
主转化器、触媒能够接受的范围内。
该技术可提高二氧化硫总转化率，降低尾气中污染物的排放浓度及排放量，且在预转化生成的三氧
化硫进入主转化器后，起到抑制主转化器第一层触媒二氧化硫氧化反应的作用，避免出现过高的反应温
度，损坏触媒和设备。
该技术适用于二氧化硫浓度高于 14%的烟气制取硫酸。
3.2.2.6 三氧化硫再循环技术
将反应后的含三氧化硫烟气部分循环到转化器一层入口，起到抑制转化器第一层触媒处二氧化硫氧
化反应的作用，从而控制触媒层温度在允许范围内。
该技术二氧化硫转化率大于 99.9%，可降低尾气中二氧化硫的排放浓度和排放量。
该技术适用于二氧化硫浓度高于 14%的烟气制取硫酸。
3.2.2.7 烟气制酸中温位、低温位余热回收技术
二氧化硫转化和三氧化硫吸收均为放热反应，转化产生的热为中温位热，干吸工段产生的热为低温
位热。中温位、低温位余热除满足系统自身热平衡外，还可通过余热锅炉、省煤器或三氧化硫冷却器等
设备来生产中低压蒸汽，供生产、采暖通风、卫生热水或余热发电使用。
该技术可使中温位、低温位热的利用率由约 40%提高至 90%以上。
该技术适用于铅冶炼烟气制酸。
3.2.3 烟气脱硫
3.2.3.1 石灰/石灰石-石膏脱硫技术
主要以石灰或石灰石为吸收剂去除烟气中的二氧化硫，生成的副产物为脱硫石膏。
该技术脱硫效率较高，石灰/石灰石来源广且成本低，还可部分去除烟气中的三氧化硫、重金属离
子、氟离子、氯离子等；但装置占地面积大，吸收剂消耗大，副产物脱硫石膏综合不易利用，有少量含
氯量高的脱硫废水排放。
该技术适用于铅冶炼低浓度二氧化硫烟气的治理，不适用于脱硫剂资源短缺、场地有限的铅冶炼烟
气制酸。
3.2.3.2 有机溶液循环吸收脱硫技术
采用以离子液体或有机胺类为吸收剂，添加少量活化剂、抗氧化剂和缓蚀剂，在低温下吸收二氧化
硫，高温下再将二氧化硫解析出来，实现烟气中二氧化硫的脱除和回收。该技术可得到纯度 99%以上
的二氧化硫气体送制酸工序。
该技术流程简单，自动化程度高，副产物二氧化硫可有效回收利用；但一次性投资大，受吸收剂来
源限制，能耗高，设备易腐蚀，运行维护成本高。
该技术适用于低压蒸汽供应充足、烟气二氧化硫浓度较高、波动较大的铅冶炼烟气制酸。
3.2.3.3 金属氧化物脱硫技术
将含金属氧化物（如氧化锰、氧化锌、氧化镁等）的粉料加水或利用工艺中返回的脱硫渣的洗液配
制成悬浮液，在吸收塔中与烟气中的二氧化硫反应，使烟气中的二氧化硫主要以亚硫酸盐的形式脱除。
吸收后的副产物经空气氧化、热分解或酸分解处理，生成硫酸或二氧化硫。
该技术脱硫效率大于 90%，吸收剂可循环利用。
该技术适用于有金属氧化物副产物的铅冶炼烟气制酸。
7

标签： #技术

摘要：

附件一：HJ-BAT-7环境保护技术文件铅冶炼污染防治最佳可行技术指南（试行）GuidelineonBestAvailableTechnologiesofPollutionPreventionandControlforLeadSmelting(onTrial)环境保护部2011年12月目次前言.......................................................................\....................................................................................

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