● 項(xiàng)目名稱：有色冶煉含砷固廢治理與清潔利用技術(shù)

● 獲獎(jiǎng)級(jí)別：國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)

世界衛(wèi)生組織曾公布，全球至少有5000多萬(wàn)人口正面臨著砷中毒的威脅，其中大多數(shù)為亞洲國(guó)家。我國(guó)年排放含砷固廢4萬(wàn)噸以上，是受砷中毒危害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一。此類高危固廢如果處理不當(dāng)，不僅嚴(yán)重影響人們身體健康，還會(huì)遺禍子孫。中南大學(xué)柴立元教授領(lǐng)軍的團(tuán)隊(duì)從2002年開(kāi)始啟動(dòng)含砷固廢的治理研究工作，歷經(jīng)10余年產(chǎn)學(xué)研攻關(guān)獲得成功。其主持完成的有色冶煉含砷固廢治理與清潔利用技術(shù)使含砷固廢中砷選擇性脫除率達(dá)97%以上，近3年累計(jì)清潔利用與安全處置含砷固廢約16萬(wàn)噸，為含砷固廢的清潔利用提供了技術(shù)保障。

含砷固廢難治理

眾所周知，砷和含砷金屬的開(kāi)采冶煉，用砷或砷化合物作原料生產(chǎn)玻璃、顏料、原藥、紙張，以及煤的燃燒過(guò)程，都會(huì)產(chǎn)生含砷廢水、廢氣和廢渣，污染環(huán)境。大氣含砷污染除巖石風(fēng)化、火山爆發(fā)等自然原因外，主要來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)及含砷農(nóng)藥的使用、煤的燃燒等。

在環(huán)境化學(xué)污染物中，砷是最常見(jiàn)、危害人體健康最嚴(yán)重的污染物之一。特別是隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，砷對(duì)環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重。在我國(guó)調(diào)查的公害危害中，環(huán)境砷污染引起的慢性中毒病例最多。砷污染雖然是可治理的，但徹底治理好很難，而要將其清潔利用則更難。

在長(zhǎng)期的治砷實(shí)踐中，人們或使用化學(xué)試劑使砷變?yōu)槿梭w難以吸收的砷化合物; 或利用物理方法讓含砷污水通過(guò)特殊的過(guò)濾器，使砷富集起來(lái)變廢為寶;或利用生物方法在砷污染的土壤或水體中種植能吸收砷的植物，以達(dá)到吸收砷的目的。這些方法雖然能夠一定程度上減輕砷污染，但哪一種方法的效果都不理想。

一朝亮劍成果豐

湖南是有色金屬之鄉(xiāng)，也是砷污染重災(zāi)區(qū)。柴立元選擇有色冶煉含砷固廢治理與清潔利用技術(shù)作為團(tuán)隊(duì)攻關(guān)的課題，就是為了解決企業(yè)和社會(huì)之急需。他帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)10 余年磨一劍，如今終到亮劍之時(shí)。

該項(xiàng)目成功構(gòu)建了砷在有色冶煉過(guò)程中分配行為的數(shù)學(xué)模型，研發(fā)了冶煉主要工序砷污染物分布的數(shù)值仿真技術(shù)，開(kāi)發(fā)出了冶煉有害元素(砷)污染動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，為有色冶煉砷污染防治提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，該項(xiàng)目針對(duì)多金屬含砷固廢利用難題，發(fā)明了砷與有價(jià)金屬高效分離新工藝，開(kāi)發(fā)了高壓富氧強(qiáng)化脫砷裝置，使含砷固廢中砷選擇性脫除率達(dá)97%以上，為含砷固廢清潔利用提高技術(shù)保障。此外，該項(xiàng)目還創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了機(jī)械力化學(xué)解毒———膠凝固砷新工藝，研發(fā)了含砷固廢熱壓熔融固化新技術(shù)， 形成了滿足各種需要的高密度固砷新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高密集中安全固砷。

在對(duì)含砷固廢實(shí)現(xiàn)治理與清潔利用的基礎(chǔ)上，又進(jìn)一步發(fā)明了脫砷后有價(jià)物料梯級(jí)深度回收銻、鉍等多金屬新工藝，以及砷堿渣深度分離與銻堿回收新工藝，將含砷固廢中鉍的回收率由原有工藝的40%提高至96%，年回收鉍量達(dá)到全球總量的10%， 銻利用率也由原有工藝的不到40%提高到95%以上。

產(chǎn)業(yè)報(bào)國(guó)價(jià)更高

有專家指出，近些年環(huán)境污染日益突出，大氣、土壤、水污染給國(guó)民健康帶來(lái)了嚴(yán)重隱患。作為關(guān)系民生健康的環(huán)保科技要“接地氣”，緊貼民生需求，含砷固廢治理與清潔利用就是這樣的一項(xiàng)技術(shù)。目前，該項(xiàng)目成果已列入《國(guó)家先進(jìn)污染防治示范技術(shù)名錄》，并在銅陵有色金屬集團(tuán)、郴州市金貴銀業(yè)、錫礦山閃星銻業(yè)等我國(guó)十多家銅、鉛、銻冶煉龍頭企業(yè)大規(guī)模推廣應(yīng)用。近3 年累計(jì)清潔利用與安全處置含砷固廢約16 萬(wàn)噸，其中固砷約1.2 萬(wàn)噸，回收有價(jià)金屬新增產(chǎn)值約40.51 億元，利稅2.39 億元。為我國(guó)有色行業(yè)砷固廢污染控制與清潔利用起到了引領(lǐng)作用。

近年來(lái)，湖南省通過(guò)通過(guò)污染治理，工業(yè)廢水中汞、鎘、鉛、鉻、砷5 種重金屬排放較2007 年削減了52.02%，扣除產(chǎn)量增長(zhǎng)導(dǎo)致的重金屬污染物新增量后，實(shí)際削減11.94%。過(guò)去重金屬污染嚴(yán)重的湘江干流水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，水質(zhì)中汞、鎘、鉛、砷、鉻的污染濃度分別比2010 年下降了33.3%、22.2%、42.9%、58.3%和28.6%，其中尤以砷污染下降最為顯著。

今年是“十二五”收官之年，地方和企業(yè)都面臨著重金屬污染治理的嚴(yán)峻形勢(shì)，廢水分質(zhì)回用集成、重金屬?gòu)U渣資源化再利用等技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)重金屬污染物排放量削減目標(biāo)的關(guān)鍵。在這一背景下，含砷固廢治理與清潔利用技術(shù)對(duì)于含砷污染物的治理與安全處置更具有現(xiàn)實(shí)意義。

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