“不错，你们辛苦了，干了一件大事，彻底实现了资源化。”今年5月，中央生态环境保护督察组第三次督查时，对锑都环保的砷碱渣无害化处理给出上述肯定。这一锑行业世界性难题攻克背后，有怎样“变废为宝”的故事？
锑是“工业味精”，广泛用于合金、玻璃、半导体、电池等领域，是不可再生的战略性矿产资源。我国是世界上最大的锑生产国，湖南冷水江锡矿山撑起世界锑产业的半壁江山，有着一个多世纪锑开采冶炼史，被称为“世界锑都”。
但早期粗放式的矿产开采，也让“世界锑都”的生态环境伤痕累累。锑精炼过程中，会产生一种固体浮渣——砷碱渣，其中含有砷酸钠，易溶于水、有剧毒。21世纪初，满目疮痍的锡矿山上砷碱渣长期堆积成山，带来极大的安全隐患与环境风险。
为祛除百年沉疴，2010年，冷水江市重拳开展整治，依法整顿关闭80余家不符合环保要求的锑矿采选厂、锑冶炼厂，将11万吨历史遗留无主砷碱渣收集暂存渣库。
砷碱渣无害化资源化处理一直是锑行业世界性难题，国内外诸多团队多年探索均未寻得破解之道。2012年5月，冷水江市政府为解决锡矿山和周边地区砷碱渣问题，特成立冷水江锑都环保有限责任公司（简称“锑都环保”）。2017年7月，该公司由于采用的“综合理化法”工艺技术不成熟而停产。
临危受命，2019年3月，在湖南省发改委组织协调下，由湖南有色产业投资集团（简称“有色集团”，原湖南黄金集团）代持项目资产进行提质扩能改造，联合中南大学、湖南省环境保护科学研究院、赛恩斯环保股份有限公司等单位开展砷碱渣资源化利用的技术攻坚。
百年辰州
砷碱渣处理关键技术策源地
为何选择有色集团牵头？因为彼时，有色集团子公司辰州矿业已建成一条砷碱渣处理生产线。
国内大型炼锑企业自上世纪六十年代就对砷碱渣的处理进行研究与工业生产实践，主要分为“火法”和“湿法”。早在1975年，辰州矿业便成立“三废治理办公室”，开展矿区三废治理，其先后采用了四套砷碱渣处理工艺及系统：
第一代工艺 上世纪八十年代，采用砷酸钠混合盐生产工艺，为“湿法”的一种。但因热水浸出、蒸发、结晶等工序中，砷形成有毒蒸汽，职业病防治成最大难点，同时系统结晶盐堵塞严重，含砷废水也不能处理。该工艺系统于1989年停产。
第二代工艺 2003年，采用反射炉熔炼法，即“火法”，将砷碱渣中的锑大部分回收，但锑回收率低、产生大量二次砷碱渣，同样职业危害大，无法从根本上将砷减量化、无害化。该工艺系统于2004年停产。
第三代工艺 2009年，辰州矿业对第一代技术进行改进，采用综合理化法处理。该生产工艺仍有高温浸煮工序，职业病难防，此外转化出的砷酸钠产品也无销路，于2011年停产。
第四代工艺 2012年，辰州矿业先后到山东、陕西、河南、云南、江西等地考察，提出在常温清水浸出条件下解决砷碱渣中砷、碱浸出率高的浸出工艺与方法。同时，提前回收单质锑，对高浓度含砷废水进行脱砷处理等，由此设计出一套砷碱渣无害化处理工艺流程。
2015年9月，砷碱渣无害化处理生产线正式生产，日处理能力达12吨/天。这也是全行业唯一一条自主研发，且投入运行的砷碱渣处理生产线。2017年5月，中央生态环境保护督察组对一次砷碱渣无害化处理生产线进行专项督查，认为该生产线技术可行、可靠，为国内及锑行业首创。
后经提质改造，该生产线日处理能力提高至50吨/天，既能处理一次砷碱渣，又能处理二次砷碱渣，还可混合处理。砷碱渣浸出液中的碱，用来喷淋冶炼厂鼓风炉的二氧化硫废气，实现“以废治废”，浸出渣固化填埋，实现无害化。
“砷碱渣处理过程中使用热水浸出或蒸发工艺，最大的难题就是职业病防治，我们自主突破使用常温水浸出，从根本上解决了上述问题。”项目领衔人辰州矿业科协秘书长、冶金高级工程师王亲雄亲历了四次技术革新。
八年自主攻关，一次及二次砷碱渣常温清水浸出技术、浸出液中碱综合利用技术，达到世界先进水平，让辰州矿业开创了砷碱渣处理资源化、无害化技术之先河。该技术项目申报发明专利4项，获发明专利授权3项。“砷碱渣无害化处理工艺研究与应用”项目荣获2021年度中国黄金协会科学技术二等奖。
三次技术迭代
突破再突破 成功攻克世界性难题
11万吨历史遗留无主砷碱渣，来自锡矿山地区百余家锑冶炼厂，各冶炼厂工艺不同导致砷碱渣成分异常复杂。
2019年，有色集团受领任务后，迅速从辰州矿业等子公司抽调技术骨干，在辰州矿业第四代砷碱渣处理技术基础上，进行二次砷碱渣无害化处理工艺的试验、研究、论证和设计。
2020年，正值新冠疫情暴发初期，辰州矿业派出28名以党员为骨干的施工队伍，逆行奔赴锡矿山。一边“把霍香正气水当茶喝”埋头苦干，一边“极限吊装优化设计”精思巧干，他们连续奋战100天，高标准按期完成了主体施工、设备吊装安装和调试。
“旧生产线已停运2年，容器中大量的碳酸盐和砷酸盐造成管道结晶、泵结晶，我们只能身穿防化服，半小时一轮，在全封闭空间内一点点把生产线拉通。”有色集团派驻的锑都环保总工程师沈吉峰，至今仍奋斗在生产管理一线。
从工艺流程到生产线，从中试基地到工业化应用，谈何容易。2020年12月，项目开始在锑都环保带料调试。但由于砷碱渣来自不同时期的各冶炼厂，工艺不同导致其成分差异极大。照搬原有工艺，会出现管道堵塞，成品无法结晶的情况，生产难以继续。
为解决技术“梗阻”，有色集团召回远在国外子公司的技术骨干彭竣作为项目现场负责人主持技术再攻关，组织各方技术能手联合修改技术方案。
“2021年3月，山上气温接近0℃，攻关团队5天5夜守在现场，饿了啃干粮，累了就躺地板小睡一会，盯紧每个生产环节的温度、浓度，全流程不间断监测各项数据，对药剂精准计量，并做出相应调整。”锑都环保党支部书记、负责人，高级工程师彭竣谈到。
功夫不负有心人，经过三次技术迭代，彭竣团队最终形成“中性中温连续盐析工艺”，让生产线能够长期稳定运行，并实现生产废水、废气零排放，攻克了砷碱渣处置这一锑行业世界性难题，成本还由10000元/吨下降到2230元/吨左右。
一批批从集中渣库转运过来的砷碱渣，被生产线“吃干榨尽”，产出雪白的碳酸氢钠，提炼出纯度高杂质少的单质砷或砷酸盐。工艺流程实现水循环利用，取消锅炉系统，减少碳排放15000吨/年、固碳6000吨/年以上。
2021年7月，经中国有色金属学会组织的专家技术鉴定，该工艺技术成功对砷碱渣无害化、资源化处理，将减污与降碳融为一体，达到国际领先水平。自此，在砷碱渣综合治理方面，有色集团已成为其产业化技术最为全面的公司。
2023年，彭竣团队牵头参与的“砷碱渣短流程制备高纯金属砷关键技术研究与应用”项目，成功揭榜全省重大科技攻关“揭榜挂帅”项目。目前，该生产线每天可处理砷碱渣约60吨。截至今年6月底，已累计处理砷碱渣2.8万余吨，计划在2028年实现锡矿山历史遗留砷碱渣处置清零目标。
变废为宝
高值化转化 发展新质生产力
固废污染治理，一头连着减污，一头连着降碳，是生态文明建设的重要内容。走向“高效、高值、规模化”，是国家倡导的重要方向。
依托该技术，锑都环保将提炼出来的碱产品用于陶瓷生产及脱硫工艺，高纯度砷及砷化物作为半导体原材料，广泛用于激光器、高速集成电路、太阳能电池等生产。
技术革新没有完成时，只有进行时。目前，彭竣科研团队正持续攻关，推动砷产品、碱产品向高值化方向发展，将生态环境治理转变为一种新质生产力，让砷产品、碱产品广泛运用于医药医疗、家庭康养、工业生产等领域。
作为“砷碱渣无害化处理技改项目”的牵头方及锑都环保代持方，有色集团践行国企担当，整合技术优势，发挥技术协作，勇于突破，实现了矿冶开发前端与废渣利用后端的融汇贯通，有效履行了国企的政治责任和社会责任。“要全力以赴把科技创新优势转化为创新发展优势，因地制宜培育新质生产力，以科技创新推动产业创新，赋能企业高质量发展。”有色集团党委书记、董事长王选祥表示。
伴随着砷碱渣等污染的治理，锡矿山生态修复和植绿复绿工程持续推进。“砷”清气爽，曾经“天上灰蒙蒙，地上满地尘”的矿山，而今又现绿水青山，变身金山银山。
