有色冶炼含砷固废治理与清洁利关键技术

（1）项目名称有色冶炼含砷固废治理与清洁利用关键技术（2）推荐单位湖南省（3）项目简介有色冶炼含砷固废污染防治和安全处置，一直是我国有色金属和环境保护行业的重大难题。含砷固废形态多样，成分各异，常伴有金、银、锑、铋、碲等有价元素，传统的治理与利用工艺片面追求有价金属回收，忽视砷污染防控，不仅资源利用率低，而且全过程砷流向失控、二次污染严重，迫切需要技术创新。在国家863计划重点项目、国家环保公益性行业科研专项、国家自然科学杰出青年基金、湖南省科技重大专项等支持下，项目立足国家重金属污染防治重大战略需求，以铜、铅、锑等有色冶炼中砷污染物防治与利用为目标，围绕含砷固废高效治理、有价金属清洁回收等关键技术，开发了一系列新工艺和成套装备，在我国大型铜、铅、锑有色冶炼企业大规模推广应用。近三年，累计清洁利用含砷固废约16万吨，安全处置砷约1.2万吨，有价金属回收实现新增产值约46.76亿元，利税3.49亿元。主要创新点如下：1、构建了砷在有色冶炼过程中分配行为的数学模型，研发了冶炼主要工序砷污染物分布的数值仿真技术，开发了冶炼有害元素（砷）污染动态评价系统，为有色冶炼砷污染防治提供科学依据。2、针对多金属含砷固废分离利用难题，揭示了砷与相似元素选择性分离机理，发明了砷与有价金属高效分离新工艺，开发了高压富氧强化脱砷装置，含砷固废中砷选择性脱除率达97.42%，为含砷固废清洁利用提供技术保障。3、针对含砷危废处置难题，开发了机械力化学解毒—胶凝固砷新工艺，研发了含砷固废热压熔融固化新技术，发明了高砷废液沉砷稳砷处置新方法，形成了满足各种需求的高密度固砷新技术。处置后固砷体浸出毒性指标优于国家相关标准（GB18598-2001），含砷量可达27%，实现了高密集中安全固砷。4、针对脱砷物料有价金属高效回收与利用难题，发明了脱砷后有价物料梯级回收锑、铋多金属新工艺，发明了砷碱渣深度分离与锑碱回收新工艺。实现铋的回收率由原有工艺的40%提高到96%，年回收铋量达到全球总量的10%，锑利用率由传统工艺的不到40%提高到95%以上。项目成果已列入《国家先进污染防治示范技术名录》，在郴州市金贵银业股份有限公司、锡矿山闪星锑业有限责任公司、铜陵有色金属集团股份有限公司等我国10多家铅、锑、铜有色冶炼企业推广应用，为我国有色行业砷固废污染控制与清洁利用起到了重要引领作用，社会经济效益重大，具有广阔的应用前景。（4）主要完成人及技术贡献情况：姓名排名技术职称工作单位对本项目技术创造性贡献曾获国家科技奖励情况柴立元1教授中南大学项目总负责人，针对技术创新点1-4，完成项目总体构思与设计，主持和参加全部研发工作及部分工程应用的建设或调试运行过程。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。2011年“基于微生物特异性的重金属废水深度净化新工艺”获国家技术发明二等奖（排名第一）蔡练兵2教授级高工郴州市金贵银业股份有限公司项目主要工程负责人及研究人员，针对技术创新点2和技术创新点4，完成铅冶炼过程含砷固废选择性脱砷、无砷物料清洁利用关键技术研发与工程应用。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。闵小波3教授中南大学项目主要研究人员，针对技术创新点1和技术创新点3，完成含砷固废解毒固砷新技术，参与完成砷污染诊断评估系统开发与应用。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的70%。2011年“基于微生物特异性的重金属废水深度净化新工艺”获国家技术发明二等奖高长春4教授级高工锡矿山闪星锑业有限责任公司项目主要工程负责人，针对技术创新点4，完成砷碱渣等锑冶炼过程含砷固废的综合利用技术研发与应用。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的40%。梁彦杰5讲师中南大学项目主要研究人员，参与技术创新点1和技术创新点3研发工作，协助完成冶炼过程源头控砷、含砷危废无害化处理处置研究与应用。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的70%。郑雅杰6教授中南大学项目主要研究人员，参与技术创新点2和技术创新点3工作，协助完成高砷废液处理技术研究与应用。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的40%。余刚7高级工程师长沙有色冶金设计研究院有限公司项目主要工程设计人员，负责含砷固废回收有价金属生产线的设计与建设。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的40%。2011年“铅高效清洁冶金及资源循环利用关键技术与产业化”获年国家科学技术进步二等奖宋修明8高级工程师铜陵有色金属集团股份有限项目主要参与人员，参与完成含砷固废回收有价金属工艺的研发与工程实施。完成人在本技术研发工作中投入的工作2001年“常温变量喷射-动力波洗涤闪速炼铜法”获国公司量占本人工作总量的40%。家科技进步一等奖杨志辉9教授中南大学项目主要参与人员，参与完成含砷危废无害化处理处置的研究。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的50%。张传福10教授中南大学项目主要参与人员，参与完成建立冶炼有害元素（砷）污染分布模型及动态评价系统的工作。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的30%。杨跃新11高级工程师郴州市金贵银业股份有限公司项目参与人员，参与铅冶炼过程含砷固废选择性脱砷、无砷物料清洁利用的工程应用。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的40%。戴永俊12高级工程师锡矿山闪星锑业有限责任公司项目参与人员，参与完成砷碱渣等锑冶炼过程含砷固废的综合利用技术的研发与工程应用。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的30%。刘维13讲师中南大学项目参与人员，协助完成含砷固废清洁利用技术的研究。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的40%。周萍14教授中南大学项目参与人员，协助完成建立冶炼有害元素（砷）污染动态评价系统的相关工作。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的20%。彭兵15教授中南大学项目参与人员，协助完成含砷固废无害化处理处置技术的研究。完成人在本技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的30%。（5）主要完成单位及创新推广贡献应用情况完成单位对本项目科技创新和推广应用情况的贡献中南大学项目第一完成单位。全面负责相关技术研发与推广，主要贡献如下：（1）建立了砷在有色冶炼过程中分配行为的数学模型，研发了冶炼主要工序砷污染物分布的数值仿真技术，开发了冶炼有害元素（砷）污染动态评价系统。（2）针对多金属含砷固废分离利用难题，揭示了砷与相似元素选择性分离机理，协助研发了砷与有价金属高效分离新工艺与高压富氧强化脱砷装置。（3）针对含砷危废处置难题，开发了机械力化学解毒—胶凝固砷新工艺，研发了含砷固废热压熔融固化新技术，发明了高砷废液沉砷稳砷处置新方法，形成了满足各种需求的高密度固砷新技术，实现了高密集中安全固砷。（4）与相关企业共同开发了脱砷物料梯级清洁回收有价金属新工艺。（5）负责相关技术的产业化推广。郴州市金贵银业股份有限公司项目第二完成单位。主要负责铅冶炼过程含砷固废选择性脱砷、无砷物料清洁利用等创新点的研究，主要贡献如下：（1）负责研发了碱性介质高压富氧选择性脱砷新技术，建成高砷铅阳极泥源头脱砷处理示范生产线。（2）发明了脱砷后固废梯级回收锑、铋多金属新工艺，开发了氯化浸出—分步水解—低温吹炼梯级高效回收新工艺，建立了国内第一条无砷回收有价金属生产线。锡矿山闪星锑业有限责任公司项目第三完成单位。主要负责锑冶炼过程砷碱渣等含砷固废综合利用技术的研发，完成了价态调控—分步结晶—微波干燥回收锑、碱新工艺研发，建成了5000t/a锑冶炼砷碱渣综合利用工程。长沙有色冶金设计研究院有限公司项目第四完成单位。主要负责研发了高压富氧强化脱砷装置，设计了无砷回收有价金属生产线。铜陵有色金属集团股份有限公司项目第五完成单位。主要负责铜冶炼过程含砷固废综合利用技术的研发，完成了铜冶炼过程含砷固废处理及回收有价金属的工程应用。郴州丰越环保科技股份有限公司项目第六完成单位。主要负责机械力化学解毒—胶凝固砷等固砷新技术的实施与推广，完成了含砷固废治理与利用技术工程应用。（6）推广应用情况项目成果已列入《国家先进污染防治示范技术名录》，先后在我国大型铅、锑、铜有色冶炼龙头企业大规模推广应用，包括郴州市金贵银业股份公司、锡矿山闪星锑业有限责任公司、铜陵有色金属集团股份有限公司等10多家企业。近三年，累计清洁利用含砷固废16万吨，安全处置砷约1.2万吨；有价金属回收实现新增产值约46.76亿元、利税3.49亿元。为我国有色行业固废砷污染控制与清洁利用起到了重要引领作用，社会经济效益重大，具有广阔的应用前景。（7）主要知识产权目录：知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期权利人发明人发明专利一种从含砷溶液中沉砷稳砷的方法中国ZL201210148339.72013-11-27中南大学柴立元,杨志辉,熊珊,蔡练兵,刘维,陈永明发明专利一种湿法处理含砷铅阳极泥工艺中国ZL201110020607.22013-05-08郴州市金贵银业股份有限公司蔡练兵,覃小龙,杨跃新,刘井宝发明专利一种火法炼锑中综合回收砷碱渣和二氧化硫烟气的方法中国ZL201010244181.42012-07-04锡矿山闪星锑业有限责任公司单桃云,刘鹊鸣,谈应顺,戴永俊,李志强,邓卫华,姚兴娜,曾雁发明专利高砷铅阳极泥脱砷方法中国ZL200710034474.82009-08-26郴州市金贵银业股份有限公司蔡练兵杨跃新发明专利含砷物料的处理方法中国ZL03118325.52006-02-01锡矿山闪星锑业有限责任公司康大平,戴永俊,张忠祖,申初云,廖佳乐,阳新锡,刘琼,曾燕发明专利一种重金属废渣的处理方法及其生成的硫磺建材中国ZL201010232276.42012-07-25中南大学闵小波,柴立元,杨少辉,梁彦杰,彭兵,杨志辉,王海鹰,王云燕,杨卫春发明专利一种烧结固化处理工业废渣的方法中国ZL201010300556.42011-08-03中南大学彭兵,柴立元,王佳,张金龙,张强,闵小波,王云燕,杨志辉,王海鹰发明专利利用含砷废水制备三氧化二砷的方法中国ZL200710035704.22009-12-23中南大学郑雅杰,罗园,王勇发明专利一种利用含砷废水制备亚砷酸铜或砷酸铜的方法中国ZL200610032456.12010-02-17中南大学郑雅杰,王勇,赵攀峰发明专利从铋渣中回收冶炼精铋的工艺中国ZL200710035322.X2010-05-19郴州市金贵银业股份有限公司杨跃新,蔡练兵,陈朴,陈直（8）项目曾获科技奖励情况获奖项目名称获奖时间奖项名称奖励等级主要获奖人授奖单位冶金化工固体废物安全利用关键技术2013湖南省科技进步奖一等奖柴立元、汤建新、彭兵、柳全丰、胡舜钦湖南省科技厅