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深度解读:省长点赞 院士肯定 湖南黄金集团砷碱渣无害化处理技术何以破解世界难题?

深度解读:省长点赞 院士肯定 湖南黄金集团砷碱渣无害化处理技术何以破解世界难题?

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深度解读:省长点赞 院士肯定 湖南黄金集团砷碱渣无害化处理技术何以破解世界难题?

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作者记者 郑寓亮

来源国资潇湘融媒

 

原标题:这个技术为何获省长点赞?详解湖南黄金集团协力攻克的“世界难题”

砷污染,是一个困扰了全世界有色金属危废处置领域多年的问题,并成为了全球相关领域专家一直难以攻克的一个重点研究工程。今年7月,一个重大喜讯从湖南传出——砷碱渣无害化处理获得了突破性进展,短时间内,省领导与行业的顶尖专家纷纷对这一重大突破予以了高度的关注与肯定。

△省委副书记、省长毛伟明现场(左三)调研“砷碱渣无害化处理技改项目”。

“国企有国企的担当,干得不错。”这是7月12日,湖南省委副书记、省长毛伟明到湖南黄金锑都环保项目部现场调研“锡矿山地区砷碱渣无害化处理技改项目”后表达的肯定。

“项目整体技术达到国际领先水平,解决了世界性难题。”7月7日,以中国工程院院士段宁为代表的评审会对“锡矿山地区砷碱渣无害化处理技改项目”给出了如是评价。这是一个怎样的项目?它又诞生于什么样的背景之下?这一切,都要从一个元素符号说起。

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背景资料——被称为“工业味精”的锑,你了解多少?

说起“锑”(元素符号:Sb)对于大多数人来说,可能并不熟悉,它不似铜铁等常见金属一般,在生活中处处为我们所接触,但它却是现代工业生产中不可或缺的重要原材料,被广泛用于生产各种阻燃材料、合金、玻璃、半导体元件、医药化工及国防军工等领域,对保障国民经济的持续发展起到极其重要的作用,故而又被称为“工业味精”。锑作为全球性稀缺的小金属品种,与稀土、钨、锡被并称为中国四大战略资源。我国是世界锑资源储量最大的国家,拥有世界储量的51.8%,而这其中又以湖南省冷水江市的锡矿山储量最为丰厚。据数据显示,至今锡矿山已探明的锑矿资源保有储量达30万吨,占全球比重的30%,“世界锑都”的美誉并非浪得虚名。

 

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名词解释——何为砷碱渣?它的处理,为何会成为世界难题?

锡矿山锑矿始采于1897年,至今已有124年的开采历史。120多年来,锡矿山地区已累计生产精锑150多万吨,为国家经济发展作出了巨大贡献,但同时也严重破坏了当地生态环境。据统计,锡矿山地区贮存于集中渣库的历史遗留——砷碱渣超过15万吨。砷碱渣从何而来?原来在锑的精炼过程中,要加入纯碱或片碱进行脱砷处理,由此会产生大量的固体浮渣,就是砷碱渣。“砷碱渣的物理与化学性质都非常不稳定。”湖南省环境保护科学研究院固体废物与危化品环境研究所所长李二平介绍道,砷碱渣遇水后会迅速膨胀,使得储存设施破损、开裂,造成泄漏;同时它又易溶于水,对水体危害很大,产生砷化合物的毒性非常强,为一级致癌物。对于冶炼过程中产生的砷碱渣,传统的处理方式主要为火法处置。对于火法的缺点,李二平表示:“火法容易造成二次污染,从职业卫生的角度来讲,容易造成工人砷中毒,且产生的二次砷碱渣仍有大量砷残余,对于环境来说依然具有危害。如何能够在对砷碱渣进行处理的同时,又不产生新的废料,在降低成本的同时减少对环境造成二次伤害,成为了横亘于全球相关领域专家面前的问题,而这一次,湖南黄金集团携手中南大学科研团队攻克的便是以上难题。

 

数年长跑,砷碱渣治理一波三折

据国资潇湘融媒梳理,湖南黄金集团并非一开始就参与到了锡矿山砷碱渣污染的攻坚克难中。

随着国家对于经济建设中生态环境问题的愈发重视,2007年以来省政府办公厅、原湖南省环境保护厅多次对锡矿山地区的砷碱渣治理工作提出要求。冷水江市委、市政府对该地区的砷碱渣污染问题着手开展了相关治理工作。其中冷水江市人民政府规划分两期进行治理:一期工程为《冷水江市锡矿山地区历史遗留砷碱渣无害化处理工程》,二期工程为《冷水江锡矿山地区历史遗留砷碱渣(野外混合渣)安全处置工程》,其中二期工程投资1.5亿元,危险废物填埋场设计库容为20万立方米,现已经进入封场阶段,基本解决了历史遗留砷碱渣(野外混合渣)的问题。可是一期工程的进展却并非如二期一般一帆风顺,冷水江市政府于2012年4月成立了冷水江锑都环保有限责任公司并承担具体工作,当时采用了“综合理化法”工艺,对砷碱渣进行脱锑、脱砷和脱碱等无害化处理,但由于其砷酸钠产品没有销路等问题,导致项目在2017年后就长期处于停产状态。环境治理问题刻不容缓。娄底市政府和冷水江市政府于2018年成立锡矿山区域环境综合治理指挥部,定期开展调度会议,以“不破楼兰终不还”的精神全力推进砷碱渣无害化处理工作,遍寻砷碱渣无害化处理良方。这时,在省发改委协调下,曾经对砷碱渣无害化处理有过科研攻坚经验的湖南黄金集团进入了视野,并最终作为项目的国家资产划转代持方,担纲组织实施项目技术改造事宜。湖南黄金集团不负省委省政府殷殷嘱托,在省发改委、省生环厅、省国资委的领导下,以国之重器的担当,委派集团领导上前线,遴选海内外子公司优秀人才到一线,精诚团结中南大学、省环科院、赛恩斯环保等合作单位不计得失,全力攻克世界性难题。

 

三次迭代,终破“世界难题”

“时间紧,任务重。”被问到此次技术改造中最困难的部分,砷碱渣无害化处理技术改造项目负责人彭竣并没有首先提及技术层面的内容,“开战即决战。”据他介绍,2020年初湖南黄金集团的技术团队正式入场,在对原有厂房设备进行了改建重装后,彼时距离中央环保督查交办完成的时间已经所剩无几,然而他们所面对的却是“世界性的难题”。

△项目双极逆流高效反应塔。

短短几个月内,砷碱渣无害化处理技术改造历经了三次迭代。

“首先我们将中南大学、湖南省环科院、赛恩斯环保等单位技术攻关工艺成果整合而成了碱性高温蒸发制碱工艺。”冷水江锑都环保有限责任公司(以下简称“锑都环保”)生产技术部副部长沈吉峰介绍,在一个月的运行后,技术团队发现砷碱渣原料变化大,成分太复杂,该工艺在生产过程中生成了大量氟砷酸盐固体,造成碳酸钠无法结晶,管道、泵等大量堵塞,已经难以连续稳定生产。

△项目砷碱渣原料及三次技术迭代的产品。

对于第一代工艺的失败,彭竣这样总结道:“之所以被称为‘世界性难题’,就是因为砷碱渣的成分十分复杂,废渣中不仅不溶于水的成分是危害物,溶于水的砷酸盐、碳酸盐氢氧化物,也无法形成稳定化合物,其蒸干后的物质含有剧毒。要同时将这些物质进行无害化处理,需要对各个工序进行相当精巧的设计衔接。”

虽然总结了之前的经验教训,但由于第二代工艺酸性高温蒸发制盐工艺仍然存在高砷渣品位不高、处理成本较高的缺陷,因此第二代技术改良虽达到产能,但未达到效能,此时距离环保督察组来进行督查的时间已经仅剩不到一月。


△湖南黄金集团的技术团队集中精力攻破第三代砷碱渣无害化处理技术。

如今回忆起几个月前项目攻坚克难的那段日子,锑都环保安全环保部副部长石晓仍是感慨万分。来到锡矿山后,湖南黄金集团的技术团队就一直经历着高强度的工作节奏,尤其是在第三代中性中温连续盐析工艺拉通的那5天里,饿了就啃干粮,累得睁不开眼了,就地躺下小憩。“第三代技术改造对各工序配合、衔接的设计很精妙,温度、酸碱值的调控环节较多,因此需要一线人员时刻盯住技术指标的变化。”

△技术人员连续奋战席地而睡

经过连续5天5夜连续奋战,系统逐步拉通并开始产出碳酸氢钠产品,至4月25日,系统趋于稳定,产能逐渐爬坡。5月25日,该系统的日处理量达到30吨/天,吨渣处理成本降到了标准以内,新工艺最终取得了成功。

在彭竣看来,新工艺不仅提高了砷碱渣的资源化程度,正常生产无废水无废气外排,大量减排二氧化碳,并且每处理4吨砷碱渣相当于减排1吨二氧化碳,是名副其实的负碳项目。随着这一关键工艺的成功研发和应用,冷水江市15万吨历史遗留砷碱渣将变废为宝。

△中国工程院院士段宁在评审会上发言。7月7日,在有色冶炼砷碱渣高精度矿化分离及减污降碳资源化利用关键技术评审会上,该项目获得了一众专家评审的高度认可。中国工程院院士段宁等评审会专家如是评价:“这一技术是巧妙的,以行业问题为导向,用简单的原理解决复杂工业问题。该方法的工业应用,将彻底解决锡矿山地区历史遗留砷渣环境污染问题,保护资江、湘江流域水质;将减污与降碳融为一体,实现减污与降碳,有利于提高有色冶炼行业砷碱渣处理水平,对推动有色冶炼行业的绿色可持续发展,具有重要意义。”
“现在我们取得了历史性的胜利,但是不能停在原地打转。”湖南黄金集团副总经理刘勇在会上表示,“首先要持续优化指标、高效更高效;其次要继续扩大产能,高产更高产。”湖南黄金集团党委书记、董事长王选祥表示:“项目解决了锑行业高质量发展的瓶颈问题,还带来了其他有色金属冶炼砷渣处置的创新性思路,希望项目组继续努力、久久为功、再创佳绩。”

      编 | 谢功梅

执行主编丨黄上润

     审 | 小   亿

责任编辑 | 罗   行

内容来源丨国资潇湘融媒

 

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