1.4　有色金屬工業(yè)廢水減排回用與差距

1.4.1　有色冶煉用水與廢水水質(zhì)狀況

有色金屬工業(yè)廢水年排污量約9億噸，其中銅、鉛、鋅、鋁、鎳等五種有色金屬排放廢水占80%以上。經(jīng)處理回用后有2.7億噸以上廢水排入環(huán)境造成污染。與鋼鐵工業(yè)廢水相比，廢水排放量雖小，但污染程度很大。由于有色金屬種類繁多，生產(chǎn)規(guī)模差別較大，廢水中重金屬含量高，毒性物質(zhì)多，對環(huán)境污染后果嚴(yán)重，必須認(rèn)真處理消除污染。

重金屬是有色金屬廢水最主要的成分，通常含量較高、危害較大，重金屬不能被生物分解為無害物。重金屬廢水排入水體后，除部分為水生生物、魚類吸收外，其他大部分易被水中的各種有機和無機膠體及微粒物質(zhì)所吸附，再經(jīng)聚集沉降沉積于水體底部。它在水中的濃度隨水溫、pH值等的不同而變化，冬季水溫低，重金屬鹽類在水中的溶解度小，水體底部沉積量大，水中濃度小；夏季水溫升高，重金屬鹽類溶解度大，水中濃度高。故水體經(jīng)重金屬廢水污染后，危害的持續(xù)時間很長。其中銅、鉛、鉻、鎳、鎘、汞、砷等重金屬的危害性最為嚴(yán)重。

有色金屬種類繁多，礦石原料品位差別很大，且冶煉技術(shù)與設(shè)備先進(jìn)與落后并存，生產(chǎn)規(guī)模各異。因此，有色金屬生產(chǎn)企業(yè)用水與排水量差別較大。有色工業(yè)是用水大戶，噸產(chǎn)品用水量較大，見表1-9。

有色金屬工業(yè)廢水的復(fù)雜性與多樣性的主要原因是有色金屬冶煉所用的礦石大多為金屬復(fù)合礦，含有多種重有色金屬、稀有金屬、貴金屬以及大量的鐵和硫，并含有放射性元素等。在冶煉過程中，往往僅冶煉其中主要的有色金屬，而對低品位的有色金屬常作為雜質(zhì)以廢物形式清除。一般而言，幾乎所有的有色金屬冶煉廢水都含有重金屬和其他有害物質(zhì)，成分復(fù)雜，毒性強，危害大。

表1-10列出國外鋅、銅、鉛冶煉廠廢水水質(zhì)。表1-11列出國內(nèi)銅、鉛鋅冶煉廠廢水水質(zhì)。

同一有色金屬冶煉廢水水質(zhì)隨工藝方法的差別而異，即使是同一工廠也會因操作情況、生產(chǎn)管理的優(yōu)劣而差異較大。例如，燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁廠的廢水含堿量為78～156mg/L（以Na₂O計）；聯(lián)合法廠為440～560mg/L，但在管理水平較差的情況下，可達(dá)1000～2000mg/L。幾種不同生產(chǎn)工藝的氧化鋁廠的廢水水質(zhì)見表1-12。

有色金屬工業(yè)廢水造成的污染主要有有機耗氧物質(zhì)污染、無機固體懸浮物污染、重金屬污染、石油類污染、醇污染、酸堿污染和熱污染等。表1-13列出有色金屬工業(yè)廢水的主要污染物。表1-14列出銅、鉛、鋅、鋁、鎳五種有色金屬的主要工業(yè)污染物種類情況。

1.4.2　減排水平與差距

（1）節(jié)水減排現(xiàn)狀與差距

近年來，有色金屬企業(yè)，特別是有色大型冶煉企業(yè)節(jié)水減排成效顯著，行業(yè)新水用量呈下降趨勢，重復(fù)用水率有所提高，噸有色產(chǎn)品和萬元產(chǎn)值新水取用量均有下降。幾家大型鋁企業(yè)，如中鋁中州分公司、山東分公司、廣西分公司、河南分公司和云南鋁業(yè)公司都實現(xiàn)了工業(yè)廢水“零排放”，工業(yè)廢水全部回用，大大減少了新水用量。

據(jù)統(tǒng)計，14個大型重金屬冶煉企業(yè)和14個大型鋁企業(yè)噸產(chǎn)品和萬元產(chǎn)值總用水量和新水用量均有明顯下降。14個大型重金屬冶煉企業(yè)的有色金屬總產(chǎn)量為291.54萬噸，工業(yè)總產(chǎn)值為750.10億元，噸金屬產(chǎn)品總用水量、新水用量分別為550.87m³和91.78m³；萬元產(chǎn)值總用水量、新水用量分別為214.10m³和35.68m³。

14個大型鋁企業(yè)年產(chǎn)電解鋁180.88萬噸，氧化鋁679.77萬噸，工業(yè)總產(chǎn)值466.30億元。噸產(chǎn)品（電解鋁+氧化鋁）總用水量、新水用量分別為125.25m³和13.99m³；萬元產(chǎn)值總用水量、新水用量分別為231.18m³和25.82m³，節(jié)水減排效果顯著。主要表現(xiàn)在：a.工業(yè)用水循環(huán)利用率不斷提高，主要通過凈冷卻水循環(huán)、串級用水與處理回用；b.廢水治理從單項治理發(fā)展到綜合治理與回用；c.從廢水中回收有價金屬且成效顯著，但與國外相比差距較大。例如俄羅斯鋅的冶煉生產(chǎn)中水的循環(huán)率達(dá)93.6%，排放率為1.5%，鎳為90%，排放率為零；有色金屬加工廠為95%，排放率為零；硬質(zhì)合金廠水循環(huán)率為96.8%，排放率為零。美國、加拿大、日本等有色金屬選礦廠廢水回用率均達(dá)95%～98%，大部分有色金屬冶煉廠廢水處理回用基本實現(xiàn)“零排放”。

根據(jù)中國有色工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，我國有色工業(yè)水的重復(fù)利用率為58.1%，其中選礦用水的重復(fù)利用率為56.6%，冶煉企業(yè)的水的重復(fù)利用率為66.6%，機修廠水的重復(fù)利用率為56.3%。我國有色金屬工業(yè)“三廢”資源化利用程度還很低，固體廢棄物利用率僅在13%左右，低濃度二氧化硫幾乎沒有利用；從工業(yè)廢水中回收有價元素，除幾個大型企業(yè)外，絕大多數(shù)企業(yè)尚屬空白，年排放未處理或未達(dá)標(biāo)廢水2.7億噸以上。我國有色金屬工業(yè)“三廢”資源化利用程度低，已成為制約有色工業(yè)持續(xù)發(fā)展最突出的問題。

（2）差距分析與技術(shù)對策

①差距形成　有色金屬工業(yè)節(jié)水減排差距形成的原因有以下幾個方面。

1）當(dāng)前我國有色金屬工業(yè)的快速發(fā)展主要是依靠擴大固定資產(chǎn)投資規(guī)模實現(xiàn)的。“十五”期間完成固定資產(chǎn)投資為2509億元，是新中國成立到2000年行業(yè)累計投資額的1.6倍。2009年電解鋁產(chǎn)能達(dá)2000萬噸，還有200多萬噸在新（擴）建，產(chǎn)能過剩嚴(yán)重，在生產(chǎn)過程中，消耗大量礦石資源、水資源和能源，產(chǎn)生大量廢水、廢氣和固體廢棄物，且未能得到有效治理和利用。據(jù)統(tǒng)計，有色金屬礦山年采剝廢石已超過1.6億噸；產(chǎn)生尾礦約1.2億噸，赤泥780萬噸，爐渣766萬噸；排放二氧化硫40萬噸以上，廢水9億噸，這些均未做到妥善處置與資源化處理。

2）產(chǎn)業(yè)集中度低，技術(shù)能力差，環(huán)保設(shè)施欠賬過多。統(tǒng)計資料表明，目前全國有色金屬工業(yè)企業(yè)接近1.6萬個，但年銷售收入3億元以上的大型企業(yè)有52個，年銷售收入3000萬元以上的中型企業(yè)424個，大中型企業(yè)合計只占企業(yè)總數(shù)的3%，且地處我國中西部山區(qū)或欠發(fā)達(dá)地區(qū)，絕大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)比較差，節(jié)水減排和節(jié)能降耗技術(shù)能力比較弱，環(huán)保設(shè)施欠賬多，造成污染嚴(yán)重。

3）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，淘汰落后設(shè)備任務(wù)重。有色金屬工業(yè)長期存在技術(shù)開發(fā)能力不強，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理；生產(chǎn)分散，集中度低，集約化程度不高；過多依賴國外市場，資源儲備少，企業(yè)綜合能力弱；生產(chǎn)工藝設(shè)備落后，淘汰落后設(shè)備任務(wù)重；環(huán)境保護(hù)設(shè)施投資少，環(huán)保能力弱等問題。

②解決途徑與技術(shù)對策　根據(jù)國內(nèi)外有色金屬工業(yè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，我國有色金屬工業(yè)在新的發(fā)展時期要適應(yīng)國家節(jié)水減排和節(jié)能降耗的目標(biāo)要求，必須做到以下幾點。

1）優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)業(yè)集中度，增強市場競爭力。面對國內(nèi)外市場的激烈競爭，實現(xiàn)集約化經(jīng)營，提高產(chǎn)業(yè)集中度；依靠科技創(chuàng)新，淘汰缺乏競爭力的落后生產(chǎn)能力，是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇。當(dāng)前我國有色金屬工業(yè)大而不強的一個突出表現(xiàn)就是生產(chǎn)經(jīng)營高度分散、產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模雖然很大，但是還沒有一家企業(yè)擁有進(jìn)入全球有色金屬工業(yè)企業(yè)前10名行列的實力，對世界有色金屬工業(yè)發(fā)展的影響力薄弱。解決途徑如下。

a.依托九大資源基地發(fā)展具有綜合生產(chǎn)能力的有色金屬企業(yè)集團。我國有色金屬儲量主要分布在中西部地區(qū)的九大有色金屬礦產(chǎn)資源基地，占全國相應(yīng)礦種儲量的80%以上，并具有伴生性的特點。應(yīng)鼓勵同一資源基地內(nèi)有色金屬企業(yè)間聯(lián)合重組，依托骨干企業(yè)，發(fā)展企業(yè)集團。實行多種金屬品種的聯(lián)產(chǎn)與企業(yè)重組，擴大企業(yè)規(guī)模，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，在提升企業(yè)產(chǎn)業(yè)水平的同時，提高資源能源利用率，降低環(huán)境污染。

b.妥善解決有色金屬資源基地的可持續(xù)發(fā)展。為保護(hù)我國有色金屬資源，減少浪費和損失，保護(hù)環(huán)境，應(yīng)堅決制止濫采亂開。對那些浪費資源，破壞和污染環(huán)境的小型采選廠和冶煉廠，堅決清理和關(guān)閉，集中優(yōu)勢，合理開發(fā)，綜合利用，以妥善解決有色金屬資源基地的可持續(xù)發(fā)展。

2）推動有色金屬工業(yè)技術(shù)進(jìn)步，鼓勵企業(yè)一體化經(jīng)營，提高市場競爭力。當(dāng)今有色金屬工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重點：一是以先進(jìn)實用技術(shù)和高新技術(shù)改造現(xiàn)有生產(chǎn)工藝設(shè)備，大力提升產(chǎn)業(yè)水平，解決環(huán)境污染與節(jié)水降耗問題；二是針對國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)對有色金屬新材料的要求，大力進(jìn)行科技攻關(guān)研究，以縮短與世界水平的差距；三是加強對有色金屬資源綜合利用、再生回收、節(jié)水減排與節(jié)能降耗的新工藝新設(shè)備，以及前瞻性重大科技的研究。

近年來，我國有色金屬工業(yè)改革與發(fā)展實踐表明，凡是一體化的大型企業(yè)，擁有較強的技術(shù)進(jìn)步實力，對資源有效利用能力較強，在市場競爭中表現(xiàn)出較強的生存能力，節(jié)水減排與節(jié)能降耗成就顯著。

3）以節(jié)水減排、節(jié)能降耗為中心，適度發(fā)展。有色金屬工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)。我國有色金屬工業(yè)的年能源消耗總量已超過8000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約占全國能源消耗的3.5%。其中鋁工業(yè)萬元GDP能耗是全國平均水平的4倍以上。如果我國有色金屬工業(yè)繼續(xù)把擴大生產(chǎn)規(guī)模放在發(fā)展的首要地位，隨著產(chǎn)量的增長，能源消耗和污染物排放進(jìn)一步增加將是確定無疑的，為實現(xiàn)國家控制的節(jié)水減排和節(jié)能降耗目標(biāo)，一定要嚴(yán)格控制總產(chǎn)量，加快淘汰落后產(chǎn)能。今后幾年原則上應(yīng)不再核準(zhǔn)新建、改擴建電解鋁項目。嚴(yán)格控制銅、鉛、鋅、鈦、鎂新增產(chǎn)能。按期完成淘汰反射爐及鼓風(fēng)爐煉銅產(chǎn)能、燒結(jié)鍋煉鉛產(chǎn)能、落后鋅冶煉產(chǎn)能和落后小預(yù)焙槽電解鋁產(chǎn)能。逐步淘汰能耗高、污染重的落后燒結(jié)有機鉛冶煉產(chǎn)能。