在由佛山市禅城区人民政府指导、上海有色网（SMM）与上海期货交易所共同主办的2022SMM有色金属产业年会暨2022SMM黑色产业年会暨大宗商品贸易高峰会上，湖南锐异资环科技有限公司市场部副总监张力攀针对国家碳减排政策要求、碳减排政策在有色金属再生行业中的核算方法、再生铅行业的具体执行问题及工艺技术等方面进行了总结和分析。
国家碳减排政策要求
国务院碳交易主管部门根据国家控制温室气体排放目标的要求，综合考虑国家和各省、自治区和直辖市温室气体排放、经济增长、产业结构、能源结构，以及重点排放单位纳入情况等因素，确定国家以及各省、自治区和直辖市的排放配额总量。
主要目标：到2025年，全国单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5%，化学需氧量、氨氮、氮氧化物、挥发性有机物排放总量比2020年分别下降8%、8%、10%以上、10%以上。
碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称。温室气体中最主要的气体是二氧化碳，因此用碳一词作为代表。多数科学家和政府承认温室气体已经并将继续为地球和人类带来灾难，所以“（控制）碳排放”、“碳中和”这样的术语就成为容易被大多数人所理解、接受、并采取行动的文化基础。
根据相关数据统计，2019年我国二氧化碳排放量101.7亿吨，2020年受疫情影响，102.51亿吨，2021年124.66亿吨。我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低；我国承诺到2060年实现碳中和。
碳减排政策在有色金属再生行业中的核算方法
碳减排政策在有色金属再生行业中的核算方法
其他有色金属冶炼和压延加工业企业的温室气体核算和报告范围主要包括以下排放：
燃料燃烧产生的二氧化碳排放（如煤炭、燃气、柴油等）、能源作为原材料用途的排放（冶金还原剂消耗所导致的二氧化碳排放，如焦炭、蓝炭、无烟煤、天然气等）、过程排放（企业消耗的各种碳酸盐以及草酸发生分解反应导致的排放量）、企业购入电力、热力产生的二氧化碳排放。
报告主体应以企业法人或视同法人的独立核算单位为边界，核算和报告其生产系统产生的温室气体排放。生产系统包括主要生产系统、辅助生产系统、以及直接为生产服务的附属生产系统，其中辅助生产系统包括动力、供电、供水、化验、机修、库房、运输等，附属生产系统包括生产指挥系统（厂部）和厂区内为生产服务的部门和单位（如职工食堂、车间浴室、保健站等）。
再生铅行业的具体执行
工艺改进
传统火法熔炼工艺
首先，废旧铅锑合金是在废旧铅蓄电池脱壳后，再经火熔化得到的；其次，废旧铅蓄电池被打破，栅板和铅膏与废旧铅蓄电池分离，铅锑合金和铅金属被火熔化；最后，废旧铅蓄电池被打破，栅板和铅膏被选择，铅膏被脱硫，然后铅合金和铅金属铅被火熔化。
存在的问题：
1）生产流程长，返料多；
2）需要消耗昂贵的冶金焦；
3）对环境的污染严重。
传统湿法冶炼工艺
湿法炼铅工艺中铅的浸出主要通过酸性条件下的氧化或氯化反应 ，将矿物中的难溶的铅转化为较易溶于溶液的相态 ，如PbS转化为铅离子如PbCl2或PbCl42-络离子等 ；而矿物中的硫则转化为单质S或气态H2S。
形成的工艺方案有: 三价铁盐浸出法, 碱浸法, 固相转化法,电化学浸出法、氯盐浸出法、胺浸法、加压浸出法和氨性硫酸铵浸出法。从长远观点看, 湿法炼铅工艺由于将硫转化为元素硫, 不产生SO2,可解决环保问题。而且湿法炼铅对于低品位铅矿和复杂原料的适应性较强。
湿法—火法熔炼工艺
用湿法—火法联合的方法，通过对铅膏进行湿法脱硫转化，转化后生成副产品CaSO4和Na2SO4，Na2CO3然后进行火冶炼，不仅降低了冶炼温度，而且减少了铅蒸气和粉尘的产生量，缓和了环境污染。也可以将废铅蓄电池的电池膏与铅精矿组合处理，将熔化后产生的SO2与精矿熔化烟一起输送到硫酸的制造中。
存在以下问题：
1) 增加脱硫系统的投资;
2) 转化率不足90%，硫得不到充分利用;
3) 造成下一步熔炼的环境污染和铅回收率的降低。
工艺优缺点对比
核心设备改进
反射炉处理废铅蓄电池铅膏等再生铅物料采用还原固硫工艺， 主要是基于沉淀熔炼原理， 在还原性气氛条件下， 将PbSO4转化为PbS，再利用对硫的亲和力大于铅的金属(如铁) 将PbS中的Pb置换出来。
存在以下弊端：
1) 床能力低，处理规模能力小;
2) 设备密闭性差， 作业环境差;
3) 机械化和自动化程度低， 工人劳动强度大;
4) 热效率低，能耗高;
5) 弃渣含铅量高， 金属回收率低环境污染严重。
鼓风炉
鼓风炉处理铅膏、硫酸铅渣等再生铅物料采用直接还原熔炼工艺， 主要是基于反应熔炼原理， 在还原性气氛条件下， 物料中的PbSO4容易被炭质还原剂还原为 PbS， 生成的PbS与物料中的PbSO4和PbO发生交互反应，生成金属Pb和SO2。
存在以下弊端：
1 ) 物料需烧结或制块压砖，无法处理粉状物料;
2) 返渣量大，有效处理能力低;
3) 采用空气熔炼，工艺烟气量大， 环保治理费用高;
4) 设备密闭性差，操作现场环境差;
5) 弃渣含铅量相对较高，环境污染严重。
富氧侧吹炉
富氧侧吹熔池熔炼过程中，富氧空气通过设置于炉体两侧墙铜水套上的一次风口鼓入渣层，使熔池上部剧烈搅动，形成喷流层; 物料、熔剂及燃料等通过炉顶加料口送入富氧侧吹炉内。在喷流层中， 迅速完成熔炼、造渣等冶金物理化学反应，生成的渣、金属落入下部熔池中，在重力作用下澄清分离为炉渣层和粗铅层， 最后炉渣和粗铅分别从渣口和铅口放出。
具有以下优点:
1）铅回收率高，渣含铅量不超过1.0%;
2）搅拌功率高，强化了传质、传热，加速了反应过程;
3）烟气二氧化硫浓度高，有利于硫资源的回收利用。
再生铅连续富氧侧吹低温熔炼技术
该技术开发了低温熔盐清洁冶金技术，采用“铁-硅-钙-钠”四元渣系，以Na2CO3熔盐为反应介质，充分利用硅酸钠的低熔点特性，将火法炼铅温度从传统工艺的1350℃~1500℃降低至1100℃以下，大大降低了熔炼能耗，减少了碳排放。此外，该技术中利用硫铁矿与氧气发生氧化反应:
4FeS2+7O2＝2Fe2O3+8SO2 ΔH＝-1654.64 kJ/mol(1000℃)，反应放热，补充熔炼所需热量，减少燃料消耗，降低因燃料消耗引起的碳排放。
炉型优缺点
燃料改进
焦炭：焦炭可以做发热剂，促进炼铅炉内的反应发生，使得内部物质融化，还可以做还原剂，焦炭中的固定碳和它燃烧后产生的CO以及H2与铅矿石中的各级氧化物反应后，将铅还原出来。
但有以下弊端：
1）燃烧产生的CO2释放到大气中会增加大气中CO2浓度，使温室效应加重；
2）会产生SO2、CO、NOX及烟尘等有害物质。
煤：多数情况焦炭价格是燃料煤价格的2倍以上。在某实际生产中,焦炭价格约为1550元/t,燃料煤价格700元/t。
但有以下弊端：
1）直接燃煤会污染环境，引发酸雨、温室效应和光化学烟雾；
2）会产生SO2、CO、NOX及烟尘等有害物质。
天然气：天然气与煤相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长炉子的使用寿命，也有利于减少维修费用的支出。
天然气作为一种清洁能源，能减少SO2和粉尘排放量近100%，减少CO2排放量60%和NOX排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。
煤+天然气：
煤在铅冶炼过程中作还原剂，将铅还原出来。天然气作为燃料为铅冶炼的反应提供热量。由于天然气的主要成分是CH4，具有单位热值高、排气污染小、供应可靠、价格低等优点；可根据原料成分的不同，灵活调整煤和天然气的比例，最大程度地减少燃料成本。
“以废治废”
除煤和天然气外，部分危废（如废活性炭等）的主要成分为碳，可以将这类危废作为还原剂代替煤的使用，达到“以废制废”的效果，同时可以减少投资成本。
燃料优缺点对比
总结与思考
1、碳减排不能只考虑碳的排放量，需综合考虑运行成本、安全系数等指标；
2、单纯从碳排放量考虑，全湿法冶炼工艺的碳排放量要小于火法冶炼工艺，但湿法冶炼工艺存在直收率低、工艺流程长、运行成本高、废水难处理等问题，所以目前70%以上的废铅酸蓄电池回收工艺，采用全火法工艺，约25%以上的回收工艺，采用湿法+火法相结合的工艺，只有不到5%的回收工艺，采用全湿法流程；
3、应充分尊重火法熔炼工艺简单、成本低、回收率高等优点的事实，所以如何在火法冶炼中降低碳的排放量是实现碳减排的重要课题，主要包括以下几个方面。
① 将传统炉窑更换为熔池熔炼炉，可以有效降低碳的使用量；采用替代能源或二次能源替换原生能源，可以有效降低生产成本；以生物质燃料代替部分化石燃料，降低碳排放，提升能源利用效率，推动能源资源高效配置、高效利用；
② 通过各种方式降低熔炼温度；
③ 寻求新的还原剂和燃料代替碳燃烧，例如氢冶金；
④ 进一步探索和研究全湿法冶炼工艺工业化的可行性。
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