1、942023 年第 1 期（总第 165 期）江西省再生铜冶炼行业危险废物原料管理对策研究曾敏1，江娟2，张秋根2（1.江西省生态环境监测中心，江西南昌，330039；2.南昌航空大学，江西南昌，330063）摘 要：有色金属再生产业是江西省重点打造的支柱产业。近年，江西省再生铜、铅、锌等有色金属产能激增，有色金属再生领域面临的潜在环境风险日益凸显，对有色金属产业危险废物原料强化源头管控尤为重要。本文以江西省采用危险废物作为原料的典型再生铜冶炼企业为研究对象，调研主要危险废物原料来源，并分析氯、铜、镍、铅、铬、镉、砷和汞元素的含量，依据现有标准、技术规范及再生铜冶炼企业有害元素限制要求，提出江
2、西省再生铜行业危险废物原料管控环境管理建议。关键词：再生铜；冶炼；危险废物；环境管理中图分类号：X705 文献标志码：A 文章编号：1008-3103（2023）01-0094-04Hazardous Waste of Recycled Copper Smelting Industry in Jiangxi Province Research on Raw Material Management StrategyZengMin1,JiangJuan2,ZhangQiu-gen2（1.JiangxiEcologicalEnvironmentMonitoringCenter,NanchangJia
3、ngxi330039,China；2.NanchangHangkongUniversity,NanchangJiangxi330063,China）Abstract：Non-ferrousmetalrecyclingindustryiskeypillarindustryinJiangxiProvince.Inrecentyears,theproductioncapacityofrecycledcopper,lead,zincandothernon-ferrousmetalshassurgedinJiangxiProvince,andthepotentialenvironmentalrisksf
4、acingthefieldofnon-ferrousmetalrecyclinghavebecomeincreasinglyprominent.Itisparticularlyimportanttostrengthenthesourcecontrolofhazardouswasterawmaterialsinthenon-ferrousmetalindustry.TakingthetypicalrecycledcoppersmeltingenterprisesinJiangxiProvincethatusehazardouswastesasrawmaterialsastheresearchob
5、ject,themainrawmaterialsofhazardouswastesareinvestigated,andthecontentsofchlorine,copper,nickel,lead,chromium,cadmium,arsenicandmercuryareanalyzed.Accordingtotheexistingstandards,technicalspecificationsandharmfulelementrestrictionrequirementsofrecycledcoppersmeltingenterprises,environmentalmanagemen
6、tsuggestionsonhazardouswasterawmaterialscontrolofrecycledcopperindustryinJiangxiProvincewereputforward.Keywords：recycledcopper；smelting；hazardouswaste；environmentalmanagement；基金项目：再生铜冶炼行业无意产生类持久性有机污染物（UPOPs）减排示范项目（生态环境部对外合作中心和联合国开发计划署联合开发）作者简介：曾敏（1979），女，江西萍乡人，工程师，本科，研究方向为固体废物污染防治和环境管理。0 引言我国基础铜矿储量在
7、 3000 万吨左右，而江西铜矿资源丰富，居全国之首。2020 年，江西省生产铜精矿33.1 万吨、电解铜 150.7 万吨、铜材 384.8 万吨，分别比2015 年增长万吨、18.7 万吨、76.6 万吨1。随着金属矿产资源日益枯竭，有色金属再生行业日益得到重视，再生铜产量以年均 6%左右的速度呈递增趋势。铜再生利用产业的健康发展，根本上在于技术的不断进步和管理水平的不断提升2。但是，再生铜冶炼行业原料种类多样，不仅包括品位较高的杂铜，也包括成分复杂的各类危险废物如含铜污泥、含铜废催化剂、含铜冶炼废渣等，市场混乱、成份复杂，为冶炼回收带来一定的困难，也对日常环境监管造成新的挑战。再生铜冶炼
8、行业属于高能耗、高排污行业，在污染防治过程中不仅要关注常DOI:10.14127/ki.jiangxihuagong.2023.01.018952023 年 2 月江西省再生铜冶炼行业危险废物原料管理对策研究规污染物，更需要强化重金属、二噁英的污染防治3,4。再生铜冶炼行业遵循源头管控、过程管控、末端治理的管控原则，对原料成分的把控及管理是污染防治的第一环节。原料成分与污染物的产生、冶炼工艺的选择及污染防治工艺选择息息相关5，属于源头风险管控的核心内容。随着深入打好污染防治攻坚战、双碳目标的不断推进，加强对再生铜冶炼行业的环境管理的需求日益迫切。近年来，再生铜行业发展迅速，重金属污染防治压力日
9、益增加，通过开展江西省再生铜行业上游企业原料来源及成分分析，有利于为提升全省再生铜行业环境管理水平、促进行业健康有序发展提供参考。1 江西省再生铜行业概况江西省是再生铜冶炼大省，再生铜冶炼行业是全省经济发展支柱行业之一。目前，围绕江铜集团，江西省上饶市、鹰潭市、赣州市和抚州市等地先后发展了一批以含铜危险废物及杂铜等为原料生产粗铜、阳极铜和阴极铜的铜冶炼企业，铜产品产能达 50 余万吨，含铜危险废物、杂铜原料处理规模达 100 余万吨。由于市场运营和产业的改造升级等原因，江西省一直存在 30 家以上的再生铜冶炼企业采用含铜危险废物作为原料，主要采取火法冶炼工艺进行冶炼6。再生铜火法冶炼技术是利用
10、含铜危险废物和杂铜中金属铜在高温中氧化、还原，含铜危险废物中其他杂质与造渣剂进入炉渣中，从而实现含铜危险废物中铜回收的一种技术。江西省现有企业再生铜冶炼技术比较单一，含铜危险废物原料冶炼一般采用富氧熔炼炉、阳极炉冶炼生产粗铜和阳极铜，再将阳极铜电解生产阴极铜。火法冶炼技术主要包括含铜危险废物制砖、富氧熔炼炉熔炼和粗铜阳极炉熔炼等工序，杂铜直接进入阳极炉冶炼熔炼。再生铜火法冶炼中间产品是阳极铜，品位可以达到 98%以上，同时采用电解技术进一步加工生产电解铜7。江西省属于危险废物原料净转入省份，危险废物原料转入量远超过转出量。据统计，全省再生铜冶炼企业使用的危险废物原料主要包括冶炼行业产生的含铜冶
11、炼烟尘、冶炼废渣，表面处理行业产生的电镀污泥，印刷线路板行业产生的废水污泥等8,9。含铜危险废物原料来源复杂，不仅含有铜、锌、镍、金、银等有价成分，还含有铬、铅、氟化物、氯化物、有机物等有害成分，江西省冶炼行业典型含铜危险废物来源如表 1 所示。表 1 典型含铜危险废物来源序号类别含铜物料名称产生环节1铜冶炼行业冶炼废渣、冶炼烟尘、废水处理污泥熔炼工序、烟气处理工序、废水处理工序、电解2铅锌冶炼行业冶炼废渣锌精炼3印刷线路板行业废线路板、废蚀刻液、废水处理污泥不合格品和边角废料、废水处理4电镀行业电镀污泥废水处理5其他行业含铜废渣除杂2 再生铜行业原料成分分析2.1 成分分析总体情况根据 国家
12、危险废物名录（2021 年版）含铜危险废物来源，再生铜冶炼行业产生的危险废物为 HW22 含铜废物、HW48 有色金属采选和冶炼废物，汞、镉、铅、铬、砷是重点关注的特征污染物，从源头控制的角度来看，也是属于需要重点关注的成分10-15。笔者基于浙江、江苏等地 17 家跨省转入含铜危险废物原料至江西省的产生单位开展了现场调研，选取的行业包括电镀企业、电镀废水集中处理厂、含铜污泥收集单位、线路板生产企业及湿法再生铜冶炼 5 类企业。在每家含铜污泥产生单位采样了 3 个样品，对 17 家企业含铜危险废物的典型有价成分和有害成分及进行了分析，具体如表2 所示。表 2 含铜危险废物成分分析企业序号样本组
13、号总氯%Cu%Pbmg/kgCrmg/kgCdmg/kgNimg/kgAsmg/kgHgmg/kg11#0.2621.53133.6764.530.13362.15022#0.2813.17120.3359.230.162.172.350.153#0.421.964.0966.80.19138.670.860.0024#0.1522.37154.6787.170.1711.336.110.00235#0.3112.73110476.670.1155.670.490.00246#0.3411.9390.81170.1498.671.390.0357#0.0926.8721412242.670.1
14、81.333.341.26962023 年第 1 期（总第 165 期）2.2有价元素成分分析在再生铜再生利用过程中，铜为首先需要进行富集的有价元素，镍、铅、锌等元素经过直接提取或进一步富集后可作为下游产业链的原料。分析结果表明，所有样品中铜、铅、汞含量分布较均匀，未出现明显离群值；镍含量的差异比较大，6 号企业的样品平均镍含量46929mg/kg、11 号企业的样品平均镍含量 274450mg/kg。6 号企业为湿法炼铜企业，其电解液净化环节会产生高含镍含铜残渣；11 号企业为电镀加工企业，镀镍生产工序会导致镍在废水处理污泥中含量较高。2.3 有害元素成分分析在再生铜再生利用过程中，铬、镉、
15、砷为生产过程中的杂质，也是重金属污染防治的重点所在。铬元素分析结果表明：样品中铬含量平均值为8197mg/kg，根据产生环节的不同存在较大的差异性。其中：5 号企业样品中铬平均含量为 12243mg/kg、6 号企业样品中铬平均含量为 20447mg/kg、12 号企业样品中铬平均含量为 117457mg/kg，大幅超出其余 14 家企业的数据。从产生来源分析，湿法炼铜企业（5 号和 6 号）除杂工序不能有效去除 Cr，而电镀企业（12 号）存在含铬废水和含铜废水混合排放处理的可能性。镉元素分析结果表明：除了 11 号、12 号、15 号、16 号、17 号企业的样品中检出了镉以外，其余 12
16、 家企业镉含量均低于检出限，其中 11 号企业的样品中镉含量为 1997mg/kg，明显高于其他企业的样品，主要原因为锌湿法冶炼过程中原料中有镉带入。砷元素分析结果表明：砷含量平均值为 75.6mg/kg。采样的 17 家企业中，砷含量的差异比较大，6 号企业样品中砷平均含量为 1358mg/kg，大幅超出其他企业的样品，主要原因为湿法炼铜企业原料来源复杂，尤其是在使用原生铜冶炼烟尘或渣作为原料生产碱式碳酸铜后 As含量会显著偏高。氯元素分析结果表明：氯含量平均值为 0.642%，6号企业含铜危险废物中氯含量明显高于其他企业，主要原因为湿法炼铜过程中会带入氯元素。3 再生铜冶炼企业含铜危险废物成分限值分析全省正常生产的以危险废物（含铜污泥等）为原料的再生铜企业共有18 家，主要分布在上饶、鹰潭和抚州地区。本文对18 家企业环境影响评价文件及其批复对全省再生铜企业含铜物料成分含量（Cu 及五类重金属）环评控制限值进行了分析，发现再生铜冶炼企业在原料来源控制上受到有价成分含量和有害成分限值的制约，具体见表 3所示。再生铜冶炼项目在环评编制阶段，对项目原料成分含量进行控制需要从原料组成、生产
