前 言

湖南省是我國著名的有色金屬基地，湘江流域水體受重金屬污染嚴重，污染源主要集中于有色冶金、化工行業。郴州市地處湘江上游，其礦產資源以品種繁多、儲量巨大而蜚聲世界，近年來由于經濟發展迅速，區域重金屬污染問題十分突出，結構型和復合型污染特征非常顯著。湖南省承擔的國家科技重大專項“水體中鉛、鎘、砷、鋅多金屬復合污染全過程控制技術研究與工程示范”課題，立足于湘江流域重金屬控制，著重針對郴州地區有色選冶過程中的突出問題開展研究工作。

自2011年立項以來，長沙礦冶研究院有限責任公司牽頭，會同省環境科學研究院、湘潭大學、中南大學、北京大學、郴州?濤化工有限公司等單位，共同突破了有色行業清潔生產、全過程控制、深度綜合治理等共性關鍵技術，取得了4項主要成果。日前該課題通過了省環保廳組織的驗收技術審查。

在課題成果的示范與引領下，郴州地區排放水型重金屬鉛、鎘、砷、鋅等指標得到顯著削減，較“十一五”末期區域水環境得到了明顯改善。課題取得的成果不僅革新了郴州地區涉重金屬行業的綜合治理理念，促進了該地區工業污染的減排增效;同時，為湘江水質持續改善奠定了技術基礎，對提升有色行業科技創新能力，促進流域水環境保護，推動國家“綠色發展”戰略提供了科技支撐。

亮 點

突破堿性萃取鎢清潔冶煉關鍵技術，實現了污染全過程控制

針對傳統的鎢濕法冶煉工藝中凈化除雜復雜、過程鎢損失大、凈化渣為含砷危險固廢，以及產生廢水含鹽量高、重金屬砷和氨氮嚴重超標，難以穩定達標排放等多項難題，中南大學研發團隊突破了鎢冶煉清潔生產的關鍵核心技術——混合季銨鹽堿性萃取技術，消除了傳統工藝中因沉淀除雜產生的危險固廢磷砷渣及產率的損失。創新研發了萃余液轉化-雜質抑制浸出技術，形成了“浸出-萃取”工序中水和堿的閉路循環，解決了水和堿的循環利用問題，從源頭上實現了廢水的大幅度減排，同時消除了因水開路而導致的鎢損失，是一種典型低成本清潔生產技術。

并且，針對工藝中還存在的少量冶煉廢水中氨氮及砷等重金屬治理問題，開發了密閉循環直接結晶銨鹽的高濃度吹脫-吸收技術、低濃度氨氮廢水的低能耗電催化氧化處理技術、重金屬砷、鉛的鐵氧體吸附處理技術的重金屬—氨氮復雜廢水處理成套技術，可使廢水中高濃度氨氮高效回收，低濃度氨氮及重金屬穩定達標排放。

全套工藝既實現了污染物源頭控制，又完成了工業節水的管理，確保了鎢冶煉清潔生產—綠色工藝—末端治理的重金屬全過程控制。

形成了鋅系產品減渣減污清潔生產新工藝及廢水回用技術，實現了工藝零排放

針對傳統硫酸法浸出鋅產品工藝成本高、污染大、重金屬處理不徹底等問題，長沙礦冶研究院有限責任公司研發了新型的濕法生產鋅產品的減渣減污清潔生產工藝，通過高效浸出設備、一步凈化技術、密閉式壓濾設備、高效蒸氨系統等的優化集成，突破并形成了用于氨法生產納米及活性氧化鋅產品連續生產的專利技術。較原酸法生產，可實現能耗降低30%、廢水減排80%、噸產品生產成本降低1000元，且產品性能更高。該技術為我國濕法生產活性氧化鋅提供了一套高效低成本解決方案。

同時，針對傳統石灰法處理鋅冶煉廢水回用率低、難以達標等難題，研制成功ME系列重金屬捕收劑，可同步去除廢水中的Pb、Cd、Cu、Zn、Ni等重金屬離子;開發了重金屬廢水“螯合-凝聚-分離”深度凈化新工藝，根據企業產業模式和全過程控制要求，處理后的廢水可全部回用到生產線，實現了鋅冶煉全過程清潔、可控、零排放。

集成了“電絮凝-共沉淀-多介質吸附-超濾/反滲透兩級膜分離”技術，實現了園區高濃度廢水有效管控

郴州市永興縣是全國最大的含金銀廢渣回收基地。回收企業產生高濃度多金屬冶煉廢水，該類廢水含有較高濃度的重金屬、難降解有機物，以及硫酸鹽、氟化鹽、砷酸鹽等鹽類物質，企業自行處理達標難度非常大。

針對該類稀貴金屬濃度高、多金屬復合污染的冶煉廢水，湘潭大學研發團隊開發了集吸附、氧化還原、接觸凝聚和沉淀等作用于一體的多介質吸附系統，形成了“電絮凝-共沉淀-多介質吸附-超濾/反滲透兩級膜分離”集成處理工藝。廢水經該技術處理后，出水各項指標均達到國家《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準的要求。既實現園區重金屬資源回收與管控，又解決了永興縣金、銀稀貴金屬冶煉，及周邊地區五金、化工、機械、電鍍等企業產生的高濃度復雜重金屬廢水的出路問題，有助于推進湖南省地方特色產業鏈和產業集群的發展。

開發了含重金屬尾砂深度處理的綜合利用全過程控制技術，支撐了河道整治重點工程

由于多年來有色金屬尾砂排放的歷史遺留問題，湘江沿岸河道尾砂的淤積已給河流水環境和農田等造成嚴重的重金屬污染，不僅阻塞了河道，并且嚴重影響了水生生態環境的安全。

針對含重金屬尾砂的合理處置問題，省環境保護科學研究院研究形成了尾砂富集提取—砷鐵資源綜合利用—尾渣無害化處置—尾水深度處理回用的全過程處置整體方案，包括：突破了有價元素富集深度提取技術，完成了高溫弱氧焙燒脫砷工藝技術研發，形成了基于新型高效的高聚復配絮凝劑的重金屬廢水深度處理技術，從而實現了對尾砂中重金屬元素的資源化綜合利用，減少河道內源重金屬污染;同時避免了尾砂有害物質鉛和砷向水體中釋放，減少的潛在釋放量具有良好的環境效益。該技術除適用于物性特征接近的河道尾砂的安全處理處置外，還適用于含砷鐵選礦尾砂、煉砷砒灰渣和硫磺渣等含砷物料的綜合利用處理處置。

鏈 接

本課題研究獲得的成果分別在郴州地區典型企業開展了技術示范，并建成5個示范工程(見下圖)。分別是：郴州鉆石鎢制品有限責任公司，建成年產500噸APT鎢冶煉清潔生產示范工程;湖南柿竹園有色金屬有限公司，建成1000噸/天鎢鉍選礦廢水高效沉淀穩定化-阻隔墻凈化成套技術示范工程;郴州卓越有色金屬冶煉有限公司，建成了3000噸/年濕法鋅產品清潔生產多金屬廢水綜合處理與回用示范工程;永興元泰應用材料有限公司，建成300噸/天金銀貴金屬冶煉廢水集中處理示范工程;郴州?濤化工有限公司，建成180萬噸/年含重金屬尾砂綜合利用示范工程。

經湖南省環保廳組織的第三方監測與評估，實現了綜合削減重金屬25.44噸及氨氮244.3噸，過程節水和廢水資源化回用44.86萬噸，資源化重金屬砷1.1萬噸，示范企業共計新增產值20255萬元。

課題成果已經在全國11家企業推廣應用，并與15家企業簽訂了技術轉讓或合作建設的意向性合同，將為全國范圍內鉛、鎘、砷、鋅水環境重金屬污染控制提供新思路。