田 剛

（太原市環(huán)境科學(xué)研究院， 山西 太原 030002）

銅元素是人類(lèi)廣泛使用的一種金屬，屬于重金屬。銅在自然界中主要是呈化合物的方式所存在的，要想得到金屬銅需要對(duì)銅礦石進(jìn)行開(kāi)采和冶煉。然而，由于我國(guó)銅工業(yè)工藝落后，且存在高能耗和高污染等問(wèn)題，因此，目前我國(guó)銅冶煉行業(yè)面臨著巨大的發(fā)展阻礙。清潔生產(chǎn)作為現(xiàn)階段綜合預(yù)防環(huán)境問(wèn)題最為有效的措施之一，其能夠借助于各種理論技術(shù)，將生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品以及管理層面進(jìn)行相應(yīng)的整合，進(jìn)而起到對(duì)環(huán)境影響最小，能源利用最少及風(fēng)險(xiǎn)存在最小和效益增收最大等作用，即達(dá)到“節(jié)能、降耗、減污、增效”的目的。因此，探討清潔生產(chǎn)管理在銅冶煉行業(yè)中的應(yīng)用對(duì)銅冶煉行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 我國(guó)銅冶煉行業(yè)工藝及其特點(diǎn)

1.1 銅冶煉的原料和副產(chǎn)品

銅元素是一種金屬化學(xué)元素，也是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)最早的金屬之一。銅在自然界中主要是呈化合物的方式所存在的，開(kāi)采后的銅礦石（銅礦物）需經(jīng)過(guò)一系列的處理后最終得到銅精礦，然后則需要提取銅。也就是說(shuō)，銅冶煉主要的原料是銅精礦，其主要成分為硫化銅，而主要輔料為石英石，能源主要是水、電、煤、重油和天然氣。我國(guó)銅資源并不豐富，所以每年會(huì)大量進(jìn)口銅精礦。進(jìn)口礦銅品位相對(duì)高一些，含銅量可達(dá)30%左右。而對(duì)于我國(guó)而言，不同地方開(kāi)采的硫化銅的含銅量是不同的，整體而言，品位也相對(duì)較低，一般為18%～26%[1]。

1.2 銅冶煉工藝及其特點(diǎn)

目前，銅冶煉的工藝主要分為火法工藝與濕法工藝。根據(jù)我國(guó)銅礦產(chǎn)品特點(diǎn)，我國(guó)主要采用的是火法工藝?；鸱掋~生產(chǎn)流程主要有備料、熔煉、吹煉、精煉，使得最終冶煉成為陽(yáng)極銅?；鸱üに囉址譃閭鹘y(tǒng)熔煉、閃速熔煉和熔池熔煉三大類(lèi)[2]。目前我國(guó)先后從國(guó)外引進(jìn)了一些先進(jìn)的銅冶煉的新技術(shù)，因此，較落后的傳統(tǒng)銅熔煉工藝已被其他兩種方法所代替。其中，閃速熔煉的工藝過(guò)程中的控制水平比較高，可以提高銅產(chǎn)品的品位，節(jié)約銅礦能源，減少耗能，降低成本。

火法煉銅工藝具有的特點(diǎn)：工藝呈動(dòng)態(tài)平衡，能通過(guò)條件反應(yīng)溫度，控制反應(yīng)過(guò)程，且回收和富集貴金屬的效果好；銅鎦/粗銅與熔煉渣/吹煉渣易分離，不會(huì)造成二次污染；能將硫化精礦作為燃料，于高溫條件下高效反應(yīng)；產(chǎn)能高，能適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)需求等。

1.3 銅冶煉工藝對(duì)環(huán)境的影響

火法煉銅工藝的具體冶煉過(guò)程會(huì)對(duì)大氣、水等生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，具體為影響大氣環(huán)境。如備料粉塵、制酸煙氣、貧化煙氣等含有大量煙塵和二氧化硫，直接排放會(huì)嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)丶爸車(chē)髿猸h(huán)境和水環(huán)境?；鸱掋~工藝的主要能源之一便是水，其工藝過(guò)程中的設(shè)備冷卻、沖渣等都需要大量的水資源，而設(shè)備冷卻水、水淬渣水/沖渣水、沖洗廢水等含有酸等污染物質(zhì)，大量排放會(huì)直接影響水環(huán)境健康。造成工業(yè)固廢及噪聲污染。工業(yè)固廢包括冶煉渣、酸性廢渣等，噪聲主要包括冶煉工藝中各種機(jī)械設(shè)備噪聲等。

2 清潔生產(chǎn)內(nèi)涵、特點(diǎn)及原則

2.1 清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵及特點(diǎn)

清潔生產(chǎn)思想是為了減輕高速工業(yè)發(fā)展給環(huán)境的壓力而產(chǎn)生的。根據(jù)《中華人們共和國(guó)清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》定義，清潔生產(chǎn)是將環(huán)境因素納入到從立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等全過(guò)程中，不斷采用先進(jìn)的工藝、設(shè)備及管理技術(shù)，以增加生態(tài)效益和減少人類(lèi)及環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)的新理念。

清潔生產(chǎn)是要從根本上解決工業(yè)污染的問(wèn)題，其有三個(gè)顯著特點(diǎn)[3]：第一，在污染產(chǎn)生前采取防止對(duì)策，體現(xiàn)了預(yù)防為主的思想。清潔生產(chǎn)要求從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)運(yùn)行和服務(wù)的全過(guò)程，減少乃至消除污染物的產(chǎn)生，側(cè)重點(diǎn)是“防”。第二，注重調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，革新生產(chǎn)工藝，體現(xiàn)了節(jié)約型的增長(zhǎng)方式。清潔生產(chǎn)要求企業(yè)合理、高效配置資源，并革新技術(shù)，走節(jié)約型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)發(fā)展道路。第三，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、增效，體現(xiàn)了環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。清潔生產(chǎn)從源頭抓起，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程控制，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的“雙贏”。

2.2 清潔生產(chǎn)的原則

清潔生產(chǎn)注重污染產(chǎn)生前的防止，找到了環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益相統(tǒng)一的結(jié)合點(diǎn)。其所遵循的原則：

1）預(yù)防性原則。清潔生產(chǎn)尋求改變生產(chǎn)和消費(fèi)系統(tǒng)的上游部分，將污染物消除在生產(chǎn)過(guò)程中，即注重對(duì)現(xiàn)行的過(guò)量物質(zhì)消耗的生產(chǎn)等系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

2）廣泛性原則。廣泛性原則體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是清潔生產(chǎn)要求生產(chǎn)活動(dòng)所涉及的所有職工等的普遍參與；二是清潔生產(chǎn)管理思想應(yīng)用范圍較廣，適用于幾乎所有產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)過(guò)程。

3）集成性原則。即采用全局的觀點(diǎn)和生命周期分析的方法，從更大時(shí)間和空間跨度上尋找經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境問(wèn)題的雙贏。

4）持續(xù)性原則。清潔生產(chǎn)要求不斷采取改進(jìn)設(shè)計(jì)、使用清潔的能源和材料，持續(xù)提高資源利用效率，減少污染排放。即，清潔生產(chǎn)是一個(gè)沒(méi)有終極目標(biāo)的活動(dòng)。

3 銅冶煉行業(yè)推行清潔生產(chǎn)的必要性

相對(duì)來(lái)說(shuō)，目前我國(guó)銅冶煉行業(yè)廣泛運(yùn)用的火法煉銅工藝技術(shù)難度較大，成本較高，并且對(duì)于生態(tài)環(huán)境的破壞較為突出，其具體冶煉過(guò)程中會(huì)對(duì)大氣、水等生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境效益無(wú)法達(dá)到一致性的目標(biāo)。加之，現(xiàn)階段在全球注重環(huán)境保護(hù)與治理的新常態(tài)，及面對(duì)國(guó)際市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)的壓力下，我國(guó)銅冶煉高污染和高能耗等問(wèn)題制約了其發(fā)展，面臨非常嚴(yán)酷的挑戰(zhàn)。

而清潔生產(chǎn)作為現(xiàn)階段綜合預(yù)防環(huán)境問(wèn)題最為有效的措施之一，給銅冶煉行業(yè)帶來(lái)了曙光和福音。因?yàn)榍鍧嵣a(chǎn)要求將環(huán)境因素及節(jié)能降耗納入到從立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等全過(guò)程中，體現(xiàn)了預(yù)防為主、節(jié)約型增長(zhǎng)等思想，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展。因此，在銅冶煉行業(yè)推行清潔生產(chǎn)思想及管理方法，是促進(jìn)其經(jīng)濟(jì)與環(huán)境長(zhǎng)效“雙贏”的最優(yōu)解決途徑，已勢(shì)在必行。

4 銅冶煉行業(yè)清潔生產(chǎn)途徑研究與探討

4.1 提高生產(chǎn)技術(shù)

通過(guò)多年的實(shí)踐以及生產(chǎn)過(guò)程表明，有效的技術(shù)手段能夠減少能源與原料的整體消耗量，實(shí)現(xiàn)原料與能源的合理使用。銅冶煉行業(yè)的清潔生產(chǎn)重點(diǎn)主要就是在于提升資源與原料的利用率，最終提高從礦石中提取銅產(chǎn)品。因此，未來(lái)一定要加強(qiáng)對(duì)銅冶煉先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)與研發(fā)，從而提升生產(chǎn)工藝等級(jí)，提高各個(gè)工藝階段的效率，有效的縮短工藝流程，減少生產(chǎn)中能源損失。

4.2 降低資源、能源消耗

原材料等均具有自身所固有的特點(diǎn)，如一些原材料對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何危害，可以循環(huán)再利用；一些原材料本身具有毒性，其對(duì)生態(tài)環(huán)境具有污染或潛在的危害等。與此同時(shí)，能源作為行業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大支撐，存在著一部分能源在使用過(guò)程中無(wú)污染或有較少的污染排放，而一部分能源如煤炭等在進(jìn)行使用的過(guò)程種會(huì)產(chǎn)生大量污染物。銅冶煉行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，其資源能源消耗決定了其廢物產(chǎn)生的量和生產(chǎn)效率，而石英石、水、天然氣、煤和重油在銅冶煉中使用比例最大，其產(chǎn)生的三廢也較多。因此，未來(lái)在進(jìn)行利用和選擇銅冶煉原材料時(shí)，應(yīng)盡最大可能利用原材料并減少污染物的產(chǎn)生，要盡量選擇對(duì)環(huán)境無(wú)危害且可循環(huán)利用的材料。

4.3 實(shí)現(xiàn)資源綜合利用

銅冶煉會(huì)產(chǎn)生污酸、酸性廢水及爐渣、危險(xiǎn)固體廢物等。然而，廢棄物所具備的固有特點(diǎn)以及具體狀態(tài)情況決定了其部分是可以回收降解、循環(huán)使用的。為此，未來(lái)在銅冶煉過(guò)程中，應(yīng)注重對(duì)廢水、廢氣、廢渣這三廢的回收及循環(huán)再利用，以降低治理難度以及成本，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用。

4.4 改善產(chǎn)品特征

銅冶煉行業(yè)所生產(chǎn)的銅產(chǎn)品純度、相關(guān)種類(lèi)以及整體包裝等，都會(huì)對(duì)能源與材料消耗量、污染排放等方面產(chǎn)生相應(yīng)的影響。因此，未來(lái)銅冶煉過(guò)程中，應(yīng)注重改善產(chǎn)品的特征，進(jìn)而從生產(chǎn)流程、性能、結(jié)構(gòu)以及種類(lèi)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)等方面，提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)出率，同時(shí)，降低污染物的排放。

4.5 減少污染物產(chǎn)生

銅冶煉行業(yè)所產(chǎn)生的相關(guān)廢棄物，對(duì)于行業(yè)的發(fā)展非常不利。為此，未來(lái)銅冶煉行業(yè)應(yīng)通過(guò)改造工藝，提升技術(shù)等途徑，減少污染物的產(chǎn)生，并根據(jù)相關(guān)大氣及水排放排放標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行廢物治理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)再排放。其中，最主要的途徑就是應(yīng)盡可能采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念來(lái)做有效的廢物利用處理，進(jìn)而促進(jìn)銅冶煉行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4.6 加強(qiáng)環(huán)境管理

研究顯示，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理不當(dāng)是工業(yè)污染產(chǎn)生的最主要原因。而環(huán)境管理具體涉及到生產(chǎn)流程、法律法規(guī)、政策執(zhí)行、清潔生產(chǎn)等，為此，相關(guān)部門(mén)應(yīng)從環(huán)境管理涉及的各個(gè)方面，加強(qiáng)銅冶煉行業(yè)及企業(yè)的環(huán)境管理。具體可通過(guò)如下措施：加強(qiáng)設(shè)備管理，提高整體的運(yùn)營(yíng)效率；落實(shí)崗位與目標(biāo)責(zé)任制度，對(duì)物料以及使用情況進(jìn)行具體的審核，將浪費(fèi)及低利用現(xiàn)象降低到最小程度等。

5 結(jié)語(yǔ)

銅冶煉行業(yè)屬于重污染行業(yè)，直接產(chǎn)生的問(wèn)題是損耗大、消耗高以及廢棄物多。而清潔生產(chǎn)能有效地對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行解決，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展。因此，應(yīng)加強(qiáng)清潔生產(chǎn)在銅冶煉行業(yè)及企業(yè)的應(yīng)用。

[1]付偉岸.我國(guó)銅冶煉技術(shù)的進(jìn)步及發(fā)展[J].大科技，2015（10）：187-188.

[3]李熹，易光明.淺析銅冶煉技術(shù)的創(chuàng)新[J].有色金屬文摘，2016，31（1）：143-146.

[5]張平，陳東輝.清潔生產(chǎn)指標(biāo)體系的評(píng)價(jià)模式探討[J].污染防治技術(shù)，2004（1）：107-108.