冶金工程建设中对于环境保护措施的设计和实施

摘要：随着科学技术的发展，全球的冶金行业发展的速度越来越快，重金属企业的规模也越来越大。在最初的工程建设中，人们为了短期内的经济利益，只关注金属产量的增加，对于在冶金过程中所造成的环境问题要么视而不见，要么认为无足轻重，置之不理。近些年来，大自然终于给了人类最无情的惩罚，全球气候变暖，生物灭绝，水资源污染，大气污染等等，环境保护是当前发展经济的同时要做的首要任务。

关键词：冶金工程　环境保护　设计　实施

中图分类号：X22　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)007-130-02

冶金工程不仅是全球的经济产业支柱，更是我国重工业产业中的中流砥柱，也为我国的社会经济发展作出了相当重要的贡献。然而，同世界大部分国家一样，冶金过程所造成的环境污染也相当严重。自1960年以来的五十多年中，全球共发生了几十起重大的环境污染事故，而其中最具代表性、最骇人听闻的公害事件中，其中就有一半是由冶金工程所带来的恶果。尽管，全球包括我国都对冶金企业所造成的污染进行了专门的研究和治理，但是冶金工程具有相当特殊的特点，现在它所面临的环境保护形势还是非常严峻。

1　冶金工程建设中所造成的环境污染概述

“冶金”顾名思义就是“冶炼金属”。造成环境污染的元凶就是在“冶炼金属”的过程中所流失的、所弃用的、化学反应之后的金属元素。

我国大宝山矿石有限公司的子公司冶金化工攻速电解铜产品是采用湿法炼金工艺。这一工艺始用于1974年，很大程度上解决了环境污染的问题，但是依旧有废渣、废水、特别是废气中的二氧化硫等对环境产生的污染。

1956年，日本水俣湾爆发了一种奇怪的病，轻者口齿不清，步履不稳，四肢麻痹重者神经失常直至死亡。开始病因不明，经过重重调查发现罪魁祸首是在此地建厂有30多年历史的氮肥公司。该公司建于1925年，开始合成醋酸，后改为生产氯乙烯，在这期间，他们毫无公德心、毫无警觉的把未经任何处理的废水排入了清澈的水俣湾海域，直至1956年终于爆发了后称“水俣病”的大面积“灾难”，这是重金属“汞”产生的污染。

除上述环境灾难，还有同样发生在日本富士的哮喘病是由于镉金属的污染：发生在博帕尔农药泄露事件是由于异氰酸钾泄露；1934年洛杉矶大多数居民患病，其原因竟是由于城市内400万辆汽车日耗油量达到2400万升，释放烃类100多吨，致使400多位65岁以上老人患病死亡。

2　冶金工程建设中对于环境保护措施的设计和实施

在我国，主要有12种会造成严重污染的污染排放物，其中有6种是重金属，如上述所说的电镀过程中产生的产物铜、镉、锌、铁、汞等重金属危险排放物。这些重金属污染处理起来非常困难，至今全球没有任何一个国家研究出彻底清理的方法。大部分发达国家都以消纳性处理，即将重金属排放物污染用水泥固定凝结后再填入海洋，尽管目前看来是最有效的办法，但是近年来已经证明存在着二次污染隐患。另一类难以清理的污染排放物就是含重金属废液，例如不锈钢酸液，大多数企业只是简单稀释一下就直接排放，基本上谈不到处理，对环境和人们的健康构成了严重的威胁，同时也流失了有价金属，造成了一定的经济损失。

我国《国家环境保护“十一五”规划》中明确提出：“在确定钢铁、有色、建材、轻工等重点行业准八条件时充分考虑环境保护要求，新建项目必须符合国家规定的准入条件和排放标准，已无环境容量的区域，禁止再建立污染物排放量较大的项目”。

2.1　绿色冶金

这里所谓的“绿色冶金”主要是指植物在冶金过程中所起到的作用。经过多年的科学研究，科学家们发现很多植物对某些特定金属有着专一的“挚爱”。

1995年，俄罗斯生物学家在研究植物时发现一种叫“蓼”的草本植物，它是一年生植物，在生长过程中能够从土壤中吸收锌、铅、镉等重金属。科学家将蓼草种植在大约1公顷的土地上，成熟收获后放入800度的炉子里焚烧，结果从灰烬总得到了1.3千克镉、23千克铅和322千克锌。

近些年，美国也有新的研究发现，野生荠菜喜欢吸收土壤中镍金属。他们和俄罗斯科学家一样，也采用同样的方法，在半公顷的土地上种植野生荠菜，晒干后烧成灰烬，在每100克灰烬成功中得到了15-20克镍金属。

自然界中还有很多这样的植物，海洋中的海带可以吸收海水中的碘元素；紫甘信可以吸收钽金属，40公顷的土地上可以得到200克钽；生活中常见的玉米性喜金元素，如果将玉米种植于富含金元素的区域，每1000公斤玉米种可以获得10克黄金：向日葵能吸收钾、车前草能吸收锌、黄腾草能吸收锡等等，我们未发现的具有这样能力的植物还有很多，这一“绿色冶金”技术虽然效果缓慢，但是毫无污染，值得全球各个国家大力发展。

2.2　细菌冶金

细菌冶金，是继“绿色冶金”的理念后又一新的处理污染的新方法。人们利用细菌“吃”金属，从矿石中提取金属。

人们发现这样的细菌是在上个世纪初的德国，科学家在下水道的铁末中发现按了一种微小的细菌，它能够分解铁化合物，专吃“铁”元素。接着，人们在毛里塔尼亚发现了另外一种吃铁的细菌和一种能吃硫的新型细菌。

细菌冶金又被人们叫做“微生物浸矿”，主要是利用细菌来治理废矿、贫矿等，回收某些贵重金属，减少了矿产资源的流失，最大限度的利用矿脉。

2.3　全干法收尘

这种方法是1989年研究发明的，是在二级旋风干法收尘和泡沫塔湿法除尘的基础上总结研发的。二级旋风干法收尘和泡沫塔湿法除尘除尘效率较低，并且铜元素有流失，最重要的是处理后会产生二次扬尘、能源消耗以及含尘的酸性废水等污染。使用全干法收尘后，处理后的烟气几乎对大气不产生污染，并且没有酸性废水排放，从环境保护和经济利益方面取得了双赢。

2.4　脱铜电解法

这种方法是针对废水处理的，1立方米的净化电解液可以清理一吨电解铜，净化后得到的废酸还可以二次使用，仅排放含少量含酸废水，在经过中处理后可以达到国家规定的《污水综合排放标准》一级标准，是一种比较有效地治理废水的方法。

2.5　绝热蒸发冷却稀酸，半封闭循环洗涤净化，两转两顺接触法

这种方法主要处理冶炼尾气，它可以接近百分百的利用硫，净化后的废气排放符合国家《重有色金属工业污染物排放标准》，减少了冶炼尾气对空气的环境污染。

上述只是现在的比较有效的几种方法，还有许多方法人们正在进行着研究，例如对含硫烘焙炉烟气的治理和冶炼废渣的处理。

总结：冶金工程不仅是全球的经济产业支柱，更是我国重工业产业中的中流砥柱。但是冶金工程建设中对环境造成的污染也是一样严重。为此，各国生物、环境研究学者们都在积极的寻找各种预防污染、减少污染和清理污染的方法，现在也有了一定的效果，但是在某些重金属方面，还依旧达不到国际标准。我们的目的是在保护好生态环境的前提下，保持冶金工程的可持续性发展。

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