鞍山市镁砂行业环境专项整治工作方案文档格式.docx
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岫岩菱镁矿主要分布在岫岩县北部8个乡镇，已知镁矿产地24处，主要有以下8处：
偏岭镇王家堡子菱镁矿床；
大营子镇开家沟菱镁矿床；
偏岭镇细玉沟菱镁矿床；
三家子镇安乐—韭菜香山菱镁矿床；
石庙子镇锅铁峪菱镁矿床；
哈达碑镇红岭子菱镁矿床；
大房身乡太阳沟菱镁矿床；
三家子镇东广峪菱镁矿床。
1.3生产规模
目前全市菱镁矿山开采企业57家，2015年菱镁矿总采矿量约1200万吨。
菱镁行业企业达到230家，其中规模以上企业141家，各种窑炉2100余座（条），2015年镁质耐火原料、产品产量800余万吨。
主要生产设备及产量：
轻烧反射窑1300座，产量300万吨，产能500万吨；
重烧镁砂竖窑148座，产量130万吨，产能200万吨；
中档镁砂竖窑78座，高纯镁砂竖窑57座，高纯和中档产量118万吨，产能200万吨；
电熔镁砂熔炼炉450座，产量80万吨，产能200万吨；
高温隧道窑37条，烧成镁质定形制品产量50万吨，产能80万吨；
不烧镁碳砖等30余万吨；
不定形耐火材料、镁质造渣剂等100余万吨。
1.4生产运营情况
菱镁产业为全市经济发展做出了重要贡献，但产业集中度不高，总体市场竞争力不强，坐拥矿产资源的优势却无法掌控行业定价权，产品价格近二十年没有上涨，资源优势在市场上没有得到充分体现。
另外，近年来由于镁制品行业产能盲目扩张，钢铁水泥等需要耐火材料的下游企业对耐火材料的需求下降，导致鞍山地区镁制品行业产能过剩，镁制品整个行业处于盈亏平衡线的危险境地。
目前除少数拥有矿山的大型企业外，其他的小型镁制品企业均出现亏损，停产企业达到50%以上。
2存在问题
从环保角度看，鞍山地区镁制品行业发展存在以下几方面问题：
1、企业未办理环保审批手续。
2、企业有环评，但未进行环保设施验收。
3、企业有环评，且通过验收，但未安装污染治理装置。
4、企业生产车间未完全封闭。
5、污染治理装置不能正常运行。
6、污染物超标排放。
7、有的企业采用1托6或1托10的除尘设施，虽然监测浓度达标，但实际生产中是否可行。
8、镁砂行业市场形势下滑，部分企业整改资金紧张。
9、企业花费了很多资金在除尘设施上，但依然不能完全达标，主要是因为找不到最好的技术。
10、企业未安装污染治理装置，但污染物达标排放。
镁砂炉窑没有行业标准，一直参照工业炉窑排放标准（GB9078-1996）执行（粉尘200mg/m3，二氧化硫850mg/m3），且缺少氮氧化物排放标准。
由于排放标准低，不能满足区域环境质量要求。
3污染治理现状调查
3.1有组织污染治理现状
1、轻烧镁
目前，鞍山地区基本没有直接燃煤的轻烧镁窑炉，基本采用一托一式的一段式煤气发生炉或二段式煤气发生炉（煤气站）。
二段式煤气发生炉设备运行良好，能够实现轻烧镁烟尘达标排放，但大部分企业存在酚水处理问题。
有些企业虽然已经建了二段式煤气发生站，但基本处于备用状态，依然使用一段式煤气发生炉。
这种情况既浪费了企业大笔资金，又没有起到任何减轻大气污染的作用。
其次，尽管2016年开展了环保违规建设项目清理整顿工作，一些轻烧镁生产企业依然没有安装任何的大气污染治理装置，烧结废气直接排放的现象依然存在。
第三，经过调查，轻烧镁窑炉基本采用末端治理方式，配备的环保设施主要是布袋除尘器、湿法除尘器或重力+湿法二级除尘、旋风+布袋二级除尘。
建议：
应用的企业主要有牌楼镁矿、东和耐火、海城镁矿等（布袋除尘器）以及鼎晟矿业（重力+湿法除尘器二级除尘）、英落银兴（旋风+布袋二级除尘）。
2、重烧镁
重烧窑基本使用燃煤（白煤）。
目前鞍山地区的重烧窑中，安装的重力旋风除尘、第一代两电场电除尘，水雾除尘和旋风+电除尘的两级除尘等除尘设施，烟尘浓度一般控制在300—400毫克/立方米之间，不达标。
经调查，目前尚没有成熟治理技术，有些企业使用静电除尘、旋风+静电、旋风+静电+水浴三级除尘治理措施，推荐企业鞍山奥海耐火和东和耐火等企业（布袋除尘设施）以及英落银兴（旋风+静电+水浴三级除尘），但银兴烟尘排放浓度监测结果还是在300毫克/立方米以上，未达标。
2009年以来，后英集团，西洋集团安装了一托三两电场卧式电除尘；
海城镁矿安装一托三旋风加两电场卧式电除尘，目前运行正常，基本达到国家标准。
3、中档镁砂
燃料为焦炭和煤。
有些企业采用氧化法技术。
因为中档窑炉生产中存在的炉门蹿火、烟气温度过高、烟气含水量大等问题。
目前采用旋风除尘器+脱硫塔二级除尘脱硫处理等。
参考企业谦源耐火公司、牌楼晟镁耐火材料公司。
4、高纯镁砂
高纯镁生产燃料为燃油。
目前采用旋风、两电场电除尘、布袋和旋风加电除尘两级除尘等，主要的还是布袋除尘。
基本达到国家标准。
参考企业亨特利镁矿耐火公司
5、电熔镁
电熔镁主要能源为电。
除尘器主要有三种，旋风+布袋、旋风+电除尘、第二代布袋除尘。
在正常运转的情况下都能够达到国家标准，特别是第二代布袋除尘效果最好。
采用布袋除尘，参考鞍山奥海耐火做法和东和耐火等企业做法。
3.2无组织污染治理现状
目前在粉磨、筛分、压球工序，大部分企业安装了布袋除尘装置，但依然有些企业尚未安装任何除尘设施，这部分企业占比较小。
湿法压球污染物产生量较小。
原料矿石基本露天堆放，许多原矿需要在料场破碎，产生的小块或粉磨状原料，在大风天气产生的扬尘对大气环境影响较大。
燃料煤场一些堆存在半封闭的燃料库，一些露天堆放。
一些企业反应，即便使用防尘网遮盖，没有起到很好的作用，且防尘网易坏，用不了多长时间。
渣场基本露天堆存，产生的扬尘对大气环境影响较大。
在上料、下料、压球养护、包装、散装料装料等工序产生的无组织排放的粉尘基本没有任何处理措施，除实施自动上料、自动出料、密闭输送带传送和自动包装等除外。
1、企业物料和产品堆放以及生产作业过程要采取封闭措施，建设封闭库房和作业间，筛分和破碎工序应在封闭厂房内进行，减少无组织扬尘排放，减低区域粉尘污染；
2、对无组织堆存的物料建封闭原料库房，在封闭库房内进行破碎作业或购买符合规格要求的原料矿石，而不在厂区内进行破碎作业；
3、无组织堆存的燃料煤和炉渣遮盖防尘网或建封闭燃料库房等。
4炉窑生产技术发展情况
4.1轻烧镁砂
1、产品用途
轻烧氧化镁是一种十分重要的基础镁质原料，所有镁质深加工产品都必须以它为基础原料。
根据其化学成分及形状不同分别应用于：
压球制造各种品位的高纯镁砂和中档镁砂；
与含Al2O3原料合成尖晶石等复合材料；
生产电熔镁砂（耐火级或电工级）；
作转炉脱硫粉剂的基础原料；
作深加工镁质制品的基础原料，如轻质MgO、轻质MgCO3等；
作镁肥和菱镁化工产品的基础原料。
轻烧镁是以菱镁矿石为原料，采用煤或煤气为燃料，将菱镁矿石经750-1100℃左右煅烧，使其分解排出CO2和H2O,即得到轻烧氧化镁。
我国主要采用反射窑、沸腾炉、悬浮炉、多层炉、回转窑等热工窑炉生产轻烧镁。
菱镁矿的化学式为MgCO3，主要成分为MgO、CO2，另外还含有少量的SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO等。
2、轻烧窑生产工艺流程
轻烧镁的生产工艺流程及产排污节点见图1。
图1轻烧镁的生产工艺流程及产排污节点
3、轻烧镁砂窑生产工艺流程简述
（1）原料破碎
将购入的原料φ10cm-φ25cm菱镁矿矿石储存在储石场，然后将块状菱镁矿矿石在烧结车间内从轻烧窑顶部上料，投入轻烧镁窑内。
（2）水煤气制备
每座轻烧窑配一台煤气发生炉。
将煤块由煤气发生炉上部投入炉膛内，煤层达一定厚度后，将少量空气通入炉内，使部分煤层燃烧，产生热量提高煤的温度，并使水套里的水产生蒸汽；
当炉温升高到所需的温度后，停止送空气，由下部送风口送入水蒸汽；
水蒸汽进入后与煤炭层发生反应生成水煤气。
（3）煅烧
将煤气发生炉水煤气由煤层上方引至轻烧窑内，作为燃料煅烧菱镁矿；
炉内温度在800℃左右时菱镁矿开始分解，使菱镁矿石由MgCO3分解为MgO，排出二氧化碳和水（见下列反应式），即得轻烧镁粉。
炉内温度最高可达1100℃-1300℃。
MgCO3MgO+CO2
（4）闷料
煅烧3小时后，放料入分解仓内闷料，利用物料的余热使其中残余的MgCO3进一步分解，此时的MgO含量从47%提高到92%。
（5）冷却
放料入料池中，然后人工平铺车间地面上进行常温自然冷却。
（6）选料
对冷却后的物料进行人工挑选，选出煅烧不彻底的块状欠烧料，重新返回炉窑煅烧。
（7）磨粉包装
选出欠烧料后的物料用铲车送至加工车间的2台雷蒙机进行粉磨，粉磨成120目和180目的粉状料，作为产品用编织袋包装入库。
4、产污节点
轻烧镁生产系统产生的污染物主要包括废气和固废。
上述污染物的产污节点如下：
（1）废气
①轻烧镁砂窑煅烧过程产生的废气，主要污染物为颗粒物、二氧化硫和氮氧化物；
②原料菱镁矿石破碎、轻烧镁砂窑上料、下料时产生的粉尘；
③雷蒙机粉碎物料产生的粉尘；
④产品包装过程产生的粉尘；
⑤原料矿石、煤场、渣场堆存过程有无组织粉尘产生。
（2）固废
主要为废矿石、轻烧窑产生的欠烧料、煤气发生炉产生的燃煤炉渣、除尘系统捕集的粉尘。
5、物料平衡
轻烧镁生产物料平衡图见下图：
图2轻烧镁生产系统物料平衡图单位：
t/t原料
6、主要污染防治措施
（1）有组织排放废气
轻烧窑产生的烧结大气污染物除尘器处理后再经15m高以上的排气筒排放；
磨粉和筛分工序安装布袋除尘器。
有组织大气污染物应满足国家《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078—1996）中二级标准（烟尘：
200mg/m3、SO2：
850mg/m3）要求。
（2）无组织排放废气
将产尘作业区封闭在车间厂房内；
对无组织堆存的物料建封闭原料库房，在封闭库房内进行破碎作业或购买符合规格要求的原料矿石，而不在厂区内进行破碎作业；
无组织堆存的燃料煤和炉渣遮盖防尘网或建封闭燃料库房等。
无组织大气污染物应符合《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）表2标准中无组织周界外浓度最高点1.0mg/m3标准要求。
7、生产设备先进性
传统反射窑
传统轻烧反射窑为30年代苏联的生产技术，只能烧块矿。
菱镁矿块状从炉顶加入慢慢下移，烟气从炉底入窑上升，与矿石逆流进行热交换，矿石被预热。
炉底部的矿石受篦条砖下面的火焰辐射加热，在750-1100℃下，MgCO3分解形成轻烧氧化镁。
为使物料在篦条上下会自然向下漏，并保证炉内透气性良好，矿石块度控制在300-400mm左右。
料块内部分解较慢，需在炉内停留较长时间，并在炉下料斗内经过闷料后达到完全分解。
传统反射窑优点是结构简单、操作易于掌握、投资省、成本低，在生产中广泛采用，主要燃料为燃煤。
缺点是能耗高、劳动强度大、产量不高、产品质量不稳定、活性低。
一座窑年产量约为6000吨，常以数座窑连成一组生产。
出炉产品的温度较高，呈块状，需要在空气中自然冷却，需要较大的冷却场地。
反射窑小、分散，基本无除尘设施，污染重等。
多年来，反射窑技术没有明显的提高。
回转窑
回转窑工艺技术比较成熟，烧粉矿，能够使用粉煤、油及天然气等各种燃料。
缺点是成本高、热效率低、窑炉分散、不好收集，仅限于使用在高附加值产品上。
海城后英集团采用该设备生产镁钙砂和镁铁砂。
沸腾炉
是由马鞍山设计院为海镁设计的，由海镁经过自己试验生产的。
现处于停产状态，主要原因是生产成本高。
沸腾炉可使菱镁矿颗粒在流态化下连续焙烧成轻烧氧化镁。
沸腾炉内下部预热空气将菱镁石颗粒吹起，悬浮于炉膛内，使原料流态化，并被炉体侧部喷入的热气所加热、分解。
沸腾炉年产量15000吨，菱镁矿粒度为0-25mm；
焙烧温度900℃左右；
采用重油作燃料。
沸腾炉优点是设备先进，炉温容易控制，炉床层温度分布均匀，活性高，适用的原料广。
缺点是热耗高且动力消耗大，投资高。
悬浮炉
是海镁90年代从西徳引进的技术，可以烧粉矿，主要燃料为天然气和煤气。
优点是产品质量稳定，活性高。
因企业管理不善，后来停产。
在悬浮炉系统中，物料与气体的运动状态是并流与逆流并存。
就整个系统而言，物料下行，气体上行，两者处于逆流状态，而在两个相邻的旋风器之间，气体携带物料并流而行，物料颗粒悬浮于气体之中。
进入旋风器后，物料与气体分离，气体上行，由旋风器顶部排出，物料则向下，通过底部溜槽排出。
原料颗粒经过预热段的几级旋风器预热后，温度已接近焙烧温度，由预热段末级旋风器底部溜出，从焙烧器底部烧嘴的上方进入焙烧器，并立即悬浮于气流中。
燃料经烧嘴喷入焙烧器，并在原料与气体的混合物中燃烧，燃烧释放的热量立即被原料颗粒吸收，并使之分解。
物料被热气体携带，在焙烧器中并行1-1.5秒即完成焙烧。
燃料燃烧和原料分解几乎同时在瞬间完成，气体温度不会超过分解反应温度，原料不会过烧，热损失也降至最低程度。
原料在悬浮炉内是处于悬浮状态下，完成从预热到焙烧，再到冷却的全部工艺过程，是一种连续、稳定型的生产设备。
用悬浮炉焙烧是轻烧镁的一项新技术，出现的时间比较短，只有约二十年的历史。
悬浮炉焙烧天然菱镁矿时，要求入炉原料粒度＜2mm，原料水分1%-2%；
当焙烧浮选精矿粉时可以是重油，也可以是煤气。
悬浮炉适宜大型企业生产高质量的轻烧镁，年产量一般在6000-50000吨。
悬浮炉优点是生产能力大、热耗低、自动化水平高、生产调整灵活、产品活性高且质量均一、占地面积少。
缺点是设备维修工作量很大、投资高。
多层炉
多层炉是大石桥奥鼎引进的奥地利的技术，可以烧粉矿，即低品位矿石经浮选、轻烧、制砖等工艺制成成品。
该技术特点产品附加值较高，每吨产品售价可以达到1万元以上。
缺点是投资大、结构复杂、国内没有成熟经验。
新型高效节能反射窑
与传统的反射窑相比，新型反射窑优点是利用余热、新型保温材料、机械化加煤、扩大窑体容积、新型煤气烧嘴、卸灰区密封、烟气脱硫等措施。
缺点是因为使用块状原料，原料内外受热温度不均，外表分解好，内部分解慢，产品质量差。
各种轻烧窑的特点列于表1中。
由表1可以看出，沸腾炉、悬浮炉、多层炉等轻烧炉窑只能烧粉料，品位高的块状原矿必须经过粉碎工艺，增加了生产成本。
而品位低的原矿需要经过浮选工艺，同时也会产生尾矿和废水，且整套设备投资较高，不适合在中小型镁砂企业推广。
在大型企业，可以考虑推广使用悬浮炉。
但悬浮炉要求入炉原料粒度＜2mm，因此，焙烧天然菱镁矿时需要先进行磨细，增加了生产成本。
另一方面，采用低品位矿石时，应先进行浮选工艺，浮选工艺废水零排放，尾矿做镁质防火板，基本没有废物产生。
但由于冬季气温低结冻，浮选工艺不得不停产。
建议将浮选设备安置在室内进行，避免冬季结冻影响正常生产。
对于原矿品位较高的块料，推荐采用新型高效节能轻烧窑，这种炉窑的优点包括利用余热、新型保温材料、机械化加煤、扩大窑体容积、卸灰区密封、烟气脱硫。
表1各种轻烧窑的特点
序号
窑炉种类
原料
状态
生产规模
（吨/台）
优点
缺点
热源
运行
状况
备注
1
块料
10-20吨/台·
天
结构简单、操作易于掌握、投资省、成本低，在生产中广泛采用
能耗高、劳动强度大、产量不高、产品质量不稳定、活性低、反射窑小、分散，基本无脱硫除尘
煤
已淘汰
若原矿为块料，推荐使用新型节能反射窑
2
新型节能
反射窑
30吨/台·
利用余热、新型保温材料、机械化加煤、扩大窑体容积、卸灰区密封、烟气脱硫
因为使用块状原料，内外受热温度不均，产品质量差
煤气
天燃气
正在运行
3
粉料
100吨/台·
设备先进，炉温容易控制，炉床层温度分布均匀，活性高，适用的原料广
热耗高且动力消耗大，投资高
煤粉
重油
天然气
停用
若原料为粉料，推荐使用悬浮窑
4
200吨/台·
生产能力大、热耗低、自动化水平高、生产调整灵活、产品活性高且质量均一、占地面积少
设备维修工作量很大、投资高、余热利用的问题
5
产品附加值较高
投资大、结构复杂、国内没有成熟经验
6
技术成熟
成本高、热效率低、窑炉分散、不好收集、仅限于使用在高附加值产品上
反射窑热源
海城地区的轻烧镁生产依然以反射窑生产技术为主，热源主要包括燃煤、一段式煤气发生炉、二段式煤气发生炉，通过对比，确定切实可行的方式。
燃煤反射窑的缺陷
实践证明，以往采用的30年代的燃煤反射窑生产技术生产轻烧镁粉，排放大量的粉尘和烟尘，使大气环境受到严重污染，生态环境遭到严重破坏，给当地居民生活造成严重影响。
现在海城地区基本已经没有传统的燃煤反射窑。
一段式煤气发生炉的局限
目前，鞍山地区很多轻烧镁生产企业采用一段式煤气发生炉。
所谓一段式煤气发生炉，就是水煤气的制作过程，将煤炭和水在高温作用下产生一氧化碳和氢气，这种煤气产生方式有以下缺点：
a）能源利用效率低、能源浪费严重
一段式煤气发生炉、无煤气干馏段、能源利用效率低，一般不足55%。
b）煤气热值较低
一段式煤气发生炉所产生的煤气中的主要成分为一氧化碳，而热值较高的氢气、烃类较少，人工煤气热值较低，一般为5000kJ/Nm3左右。
c）煤气未经净化、质量较差、污染严重
一段式煤气发生炉产生的煤气直接供给竖窑燃烧，煤气中含有大量的烟尘、焦油等杂质未经净化，煤气质量较差、污染严重。
d）单体设备能力小、劳动效率低
只能一炉一窑，煤气发生炉数量多（10座），操作麻烦、劳动效率低。
按照国家产业政策规定，这些工艺设备均属落后、即将淘汰的工艺和设备。
两段式煤气发生炉的优势和问题
两段式煤气发生炉的生产原理为第一段先对原料煤进行干馏，将煤中的可燃性挥发物质——烃类干馏，产生热值较高的干馏煤气，干馏后同时产生剩余的碳化物质——半焦，第二段向半焦供应空气，使剩余的碳化物氧化，产生以一氧化碳为主的低热值煤气，一、二段煤气分别经净化后合并为混合煤气。
由于两段式煤气发生炉增加了干馏段，其煤的利用率大大提高，灰渣中的残碳大大降低，同时煤气的产气率也相应提高。
由于干馏段（上段）煤气中含有较多的烃类物质（CnHm），煤气热值较高，其与下段煤气混合后的最终产品——混合煤气的热值也相应提高。
上段煤气和下段煤气分别经过电捕焦油器和脱硫除尘器净化，去除煤气中的焦油、煤尘等，净化后煤气脱除了大量的硫分，较为干净、便于应用。
推荐大型轻烧窑采用二段式煤气发生炉替代一段式煤气发生炉和燃煤轻烧窑。
将无干馏段、燃煤转化率低、焦油含量高、产生煤气品质差、系统工作不稳定的简易式煤气炉取缔，选用气化效率高、自动化控制水平高、生产安全稳定的节能环保型双段热脱焦集中煤气发生站，生产高品质的发生炉煤气，送入轻烧镁砂窑。
可以节约用煤30%。
两段式煤气发生炉（煤气站）产生的酚水的处理问题。
目前企业主要采用两种不同的酚水处理方法，一种是将酚水喷入高纯竖窑内燃烧，起到冷却和节能的作用；
一种方法是将酚水集中收集外运委托处理，增加了企业的费用。
实际监测结果对比
根据营口市环境保护科学研究所和鞍山环境监测中心站提供的资料，将燃煤反射窑、一段式煤气发生炉、二段式煤气发生炉（煤气站）有组织排放的大气污染物进行对比，详见表2。
表2反射窑与煤气型轻烧镁窑污染物排放对比
窑型
粉尘与烟尘
SO2*
产量
（t/d）
排放浓度
（mg/m3）
排放量
（kg/h）
燃煤反射窑
2500～3000
16～17
408
1.63
单窑11.6～11.8
一段式煤气发生炉
169～250
1～1.2
122～130
0.5～0.52
单窑13.5～14
二段式煤气发生炉
14.3～25.6
0.06～0.10
1～3
0.004～0.012
单窑≥30
SO2通过理论计算得出，其它数据是通过监测得出。
由表2可以看出，燃煤反射窑排放的大气污染物严重超标，多年前已被强制淘汰。
一段式轻烧镁窑不符合产业政策，应逐步取缔，推荐采用二段式煤气发生炉为轻烧窑提供热源。
海城市光大高纯镁砂有限责任公司轻烧镁采用二段式煤气发生炉后，污染物排放量比采用一段式煤气发生炉大大降低，远低于国家标准。
其中，烟尘排放量平均降低91.7%；
二氧化硫排放量平均降低98.6%，环保效益显著提高。
根据对海城市光大高纯镁砂有限责任公司、海城市牌楼镁矿公司、岫岩满族自治县万宁矿业有限公司改造的实践证明，改造后每座轻烧镁窑经济效益增加明显。
改造前为一台简易发生炉拖带一座轻烧镁竖窑，改造后为一台两段式煤气发生炉拖带8座轻烧镁竖窑。
每台两段式煤气发生炉及附属设备的平均一次总投资为195万元。
一般情况下对于全年连续生产的企业来说，需要建设两台煤气发生炉，实现一备一用，其总投资为390万元。
改造投产后连续生产10个月即可收回投资。
从表2中可以看出，因此，煤气站型轻烧镁窑是目前国内乡镇轻烧镁行业中比较先进的工艺。
但因轻烧镁生产工艺属于粗放型生产工艺，机械化程度低，受设备状况及
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