编者按
国家水专项“稀土、电解锰和黄金冶炼等典型重污染冶金行业清洁生产水污染防治技术评估研究与示范课题”立足水污染控制与治理技术评估体系构建，经过3年多的科研攻关，提出了清洁生产技术评估方法，丰富了最佳可行技术评估体系，弥补了环境技术管理体系中生产过程污染防治技术评估方法的缺失，指导了流域重污染行业污染防治技术的筛选。通过冶金行业清洁生产技术实证测试探索出适合我国生产过程污染防治技术的验证制度。制定完成的冶金行业污染防治最佳可行技术指南和政策已列入环保部环境技术管理体系，稀土冶炼行业污染防治最佳可行技术指南被用于指导环保部稀土环保核查工作。该课题研究成果支撑了流域水环境综合管理体系，提升了流域水污染防治技术水平，促进了地区污染减排。
一、研究背景
稀土、电解锰和黄金冶炼行业是我国的战略优势资源行业，其产品稀土、锰和黄金广泛应用于航空航天、国防军工和高新材料、能源环保、冶金机械、电子信息等领域。近年来，这三个行业飞速发展，在为我国国民经济发展做出重要贡献的同时也造成了严重的环境污染。
原料品位低、工艺技术落后、装备简陋、操作粗放是三个行业污染严重的根本原因。稀土生产排放的废弃物中存在铀、钍等放射性废渣，以及工艺排放的高浓度氨氮和含氟、硫废水等；电解锰在生产过程中会产生含有锰、铬和氨氮等特征污染物的污染；黄金冶炼过程排放污染物中涉及砷、汞、铅、镉、六价铬，同时存在剧毒氰化物的污染。相对于稀土、电解锰和黄金冶炼行业三个行业重要的国民经济地位、复杂的工艺流程和严重的环境污染，国家对行业的清洁生产技术和水污染治理技术的研究投入严重不足。
本课题系“流域水污染防治监控预警技术与综合示范”主题的“水污染控制与治理技术评估体系研究与示范”项目下设置的“稀土、电解锰和黄金冶炼等典型重污染冶金行业清洁生产水污染防治技术评估研究与示范”课题（编号：2009ZX07529-005），主要针对我国水污染综合控制技术缺乏科学技术评估问题，开展稀土、电解锰和黄金冶炼行业清洁生产水污染综合控制技术评估指标体系和评估方法研究；研究稀土、电解锰和黄金冶炼行业清洁生产技术评估的关键技术；筛选出稀土、电解锰和黄金冶炼行业水污染综合控制技术成套最佳可行技术；提出稀土、电解锰和黄金冶炼行业污染防治技术测试评估规范，并进行测试评估；完成稀土、电解锰和黄金冶炼行业污染防治最佳可行技术指南。为行业及流域水污染控制及治理提供技术支撑。
二、研究成果
课题研究实施以来，开展了对稀土、电解锰、黄金冶炼行业具有代表性的大中型企业的全面调研，调研的技术覆盖了三个行业生产过程污染防治技术和末端治理技术；构建了三个行业的污染防治技术评估指标体系，建立了清洁生产技术评估方法，评估筛选出了三个行业最佳可行技术组合；并在3家稀土企业、6家电解锰企业及3家黄金冶炼企业开展了污染防治最佳可行技术的实证测试工作。在以上研究基础上，编制完成了行业污染防治技术政策和最佳可行技术指南及政策建议等。研究成果显著，支撑了水专项项目目标的实现，促进了流域水污染控制和污染减排。
成果一（标志性成果）：建立了清洁生产技术评估方法
清洁生产技术评估方法通过两大创新：一是提出了清洁生产技术的分类方法，并构建了源头削减、过程减量、末端循环利用分类评估指标体系；二是建立了与目标工序现有技术直接比较的定量评估方法，评估结果直观反映清洁生产技术的改进程度，从以下两方面支撑项目目标的实现。
（1）弥补环境技术管理体系中生产过程污染防治技术评估方法的缺失
结合清洁生产技术的特征效应，建立了源头削减、过程减量、末端循环利用三类清洁生产技术分类评估指标体系。分类评估可简化评估指标，同时评估结果的指导性和针对性更强。运用该评估体系在电解锰行业清洁生产技术评估的结果显示，评估结果实用有效，对该行业先进污染防治技术的推广起到了明显促进作用，具有重要的实践价值。
（2）指导流域重污染行业清洁生产技术的筛选
获得的行业关键节点特征信息表、行业备选清洁生产技术的资源－环境－经济数据、行业清洁生产技术清单，可支持流域特征污染信息来源确定、技术升级或淘汰清单制定、污染削减预测等，并为流域污染监控和预警体系构建奠定技术基础。
成果二：提出了典型冶金行业水污染防治技术评估体系
行业污染防治技术评估程序及体系如图1。
成果三：分析集成调研成果，剖析我国冶金行业污染防治的现状问题，形成行业污染防治技术发展报告
通过对我国典型冶金行业（稀土、电解锰和黄金冶炼）开展多环境要素（水、气、渣）、全过程（生产过程和末端治理）的调研，获得大量关于我国冶金行业污染防治现状的第一手基础数据，全面掌握了目前我国冶金行业生产过程及污染治理状况，发现了行业污染防治存在的问题。
共调研企业100余家，调研产能均占各行业的40-50%以上，收集数据13000余个，收集信息约6000条；基础数据包括主要原材料消耗、能源消耗、主要生产工艺、单位产品污染物产生量和排放量、污染治理工艺及成本、污染物排放达标情况等。
通过调研发现：①生产过程工艺技术落后，致使企业污染物产生量过大，浓度过高，给末端治理带来较大的负荷；②我国冶金行业现有污染物末端治理技术难以实现冶金企业污染稳定达标；③我国冶金行业已有一些清洁生产技术，这些技术可从源头大幅度减少污染物产生量。
在上述工作的基础上，完成了行业污染防治技术发展报告，对典型工艺特点、行业主要污染产排及技术发展等与国内外进行了比较分析，提出了行业发展与污染治理的主要问题与建议，为后续研究打下了坚实的基础，大大支持了课题、项目和水专项目标的实现。
成果四：构建了水污染防治BAT筛选评估模型，并开展20多项技术实证，最终筛选与集成冶金行业污染防治最佳可行技术
（1）冶金行业污染防治备选技术筛选与集成
针对冶金行业污染物种类多、污染产生量大、重金属污染重的特点，在调研分析与评估工作基础上，筛选出行业清洁生产（生产工艺过程）和污染物末端治理两方面的备选BAT技术清单。
（2）首次建立冶金行业清洁生产技术评估方法，丰富了最佳可行技术评估体系
明确提出清洁生产技术定义和边界，并结合清洁生产技术特征效应的基础上，提出了清洁生产技术的分类方法，形成了清洁生产技术评估方法和体系、编制了清洁生产技术评估通则、建立了行业清洁生产技术评估指标体系。
从以下三个方面丰富了最佳可行技术评估体系：①评估内容方面，增加了清洁生产技术评估，实现生产过程污染防治最佳可行技术的评估；②评估要素方面，建立了水、气、渣全环境要素评估指标体系；③评估重点方面，将特征污染物作为显著指标。
（3）构建水污染防治BAT筛选评估模型，并编制《典型冶金行业（稀土、电解锰和黄金冶炼）水污染防治测试评估规范》，冶金行业的技术评估工作程序规范化
BAT筛选是一项复杂的多准则的决策过程，课题系统分析国内外污染防治技术评估方法，结合冶金行业生产工艺过程和末端治理的特点，构建指标体系要素及特征，应用多指标综合评价法和属性综合评价法，构建了冶金行业污染防治最佳可行技术筛选方法。应用定性定量相结合的评估方法，通过权重计算，对课题调研确定的备选技术进行评估计算确定冶金行业污染防治最佳可行技术。清洁生产技术评估方法的研究成果已申请专利“一种清洁生产技术的评价方法”（专利申请号：201210292585.X）。
《一种清洁生产技术的评价方法》提出的清洁生产技术的评估方法建立了4个阶段15个步骤的清洁生产技术评估流程，通过评估获得了行业关键节点特征信息表、清洁生产技术调研表、备选清洁生产技术清单、清洁生产技术清单、清洁生产技术评估报告，提高评估结果的指导性和实用性。
（4）开展冶金行业BAT现场实证研究，不仅提出了清洁生产技术实证测试方法，而且通过实证工作形成系统规范的现场实证程序，可为冶金行业BAT现场实证工作规范化开展提供实施依据
鉴于评估过程中存在的数据缺失，信息量不足及其虚假信息，构建现场实证示范方法及程序，编制了《冶金行业水污染防治测试评估规范》，规定了实证企业的选择、测试周期、采样频率、采样点设置、指标测试、数据采集及质量控制等原则性和通用性要求。通过现场工作人员对正在运行的工艺过程中的每个处理单元或设备设置监控仪器或取样点，现场实际测试获取评估所需的信息，从而快速得到真实、准确、能够客观反应污染防治工艺技术及其设备性能的科学数据，进而按照规定的技术指标体系及方法进行评估。
本课题实证测试中首次提出了清洁生产技术实证测试中跟踪生产过程物料走向的流程化布点方法。工艺系统性方面，不仅考虑技术的减排效果，还综合考虑某项技术对其所在生产工艺的其他生产工段及整个生产工艺系统的影响。建立了全面反映物料、能源和污染物变化的测试指标。在我国对清洁生产技术的实证方面进行试点探索，填补国内在BAT领域在清洁生产技术实证测试方面的空白，为今后我国污染防治BAT技术体系的完善、健全积累经验。
成果五：系统集成调研评估成果构建我国冶金行业环境技术管理体系文件
编制的《电解锰行业污染防治技术技术政策》已由环境保护部发布实施。编写的《稀土工业污染防治技术政策》、《黄金冶炼行业污染防治技术政策》、《稀土冶炼行业污染防治最佳可行技术指南》、《电解锰行业污染防治最佳可行技术指南》、《黄金冶炼行业污染防治最佳可行技术指南》等五项文件均已列入国家环境技术管理体系，完成《战略性稀土产业环境保护政策建议》。其中《稀土冶炼行业污染防治最佳可行技术指南》为2011年以来的稀土环保核查工作提供技术支撑。稀土企业为了能够顺利通过环保核查工作，主动采用指南中所推荐的污染防治技术，行业投入40万元用于环保设施和工艺改善；经治理整顿，已有81家稀土企业被列入符合环保要求的稀土企业名单公告。
三、成果应用
行业最佳可行技术推广及应用，对社会、企业有着积极的作用，同时也为我国流域水质改善、行业污染减排做出贡献。
（1）稀土冶炼行业
环太湖流域有稀土企业10余家，按年分离处理2.0万吨南方离子型稀土矿计，采用稀土冶炼行业污染预防最佳可行技术中无氨氮萃取分离技术和无氨氮沉淀技术完全革除了液氨和碳铵使用，每年直接减少NH3-N排放2.0万吨，减排NH3-N废水200万吨。
稀土冶炼行业污染防治最佳可行技术在全行业内推广，预计每年可减排硫酸雾约3.5万吨、氟化物（以氟计）约7000吨，减排氨氮10万吨、含氨氮废水1000万吨以上。
（2）电解锰行业
课题评估的电解锰行业最佳可以技术，可以使电解锰企业实现废水达标排放，即TMn浓度≤2mg/L，Cr浓度≤0.5mg/L，锰渣中Mn含量降低1.5%。按目前“锰三角”地区41家企业总产能约60万吨/年计算，每年可减少向湘江流域排放重金属Cr约540吨，Mn约1万吨。
电解锰行业最佳可行技术全行业推广应用，将年减排废水270.1万吨，锰渣400万吨，减排回收锰、重铬酸钾和氨氮分别为17.0万吨、3747吨和6.6万吨，可新增利润17.96亿元。
（3）黄金冶炼行业
辽河及湘江流域黄金冶炼处理矿石主要为低品位难处理黄金矿石，污染严重、利用率低，辽河流域大型黄金冶炼企业近5家，年黄金产量约为6吨左右,采用BAT技术中堆浸技术可以有效利用0.5g/t低品位矿石，辽河流域低品位矿石量分别以0.5亿吨计，可产近25t黄金，实现低品位废石利用，同时解决矿石中含泥量高的问题，避免泥石流地质灾害。
黄金冶炼行业中的堆浸技术在全行业推广示范，将可实现0.5-1.0 g/t低品位金矿的利用，利用量达1.8亿吨，可生产近100 t黄金。构建典型重污染冶金行业清洁生产技术评估方法，丰富行业污染防治最佳可行技术评估体系，提升行业污染防治技术水平，促进我国流域污染减排
编者按
国家水专项“稀土、电解锰和黄金冶炼等典型重污染冶金行业清洁生产水污染防治技术评估研究与示范课题”立足水污染控制与治理技术评估体系构建，经过3年多的科研攻关，提出了清洁生产技术评估方法，丰富了最佳可行技术评估体系，弥补了环境技术管理体系中生产过程污染防治技术评估方法的缺失，指导了流域重污染行业污染防治技术的筛选。通过冶金行业清洁生产技术实证测试探索出适合我国生产过程污染防治技术的验证制度。制定完成的冶金行业污染防治最佳可行技术指南和政策已列入环保部环境技术管理体系，稀土冶炼行业污染防治最佳可行技术指南被用于指导环保部稀土环保核查工作。该课题研究成果支撑了流域水环境综合管理体系，提升了流域水污染防治技术水平，促进了地区污染减排。
一、研究背景
稀土、电解锰和黄金冶炼行业是我国的战略优势资源行业，其产品稀土、锰和黄金广泛应用于航空航天、国防军工和高新材料、能源环保、冶金机械、电子信息等领域。近年来，这三个行业飞速发展，在为我国国民经济发展做出重要贡献的同时也造成了严重的环境污染。
原料品位低、工艺技术落后、装备简陋、操作粗放是三个行业污染严重的根本原因。稀土生产排放的废弃物中存在铀、钍等放射性废渣，以及工艺排放的高浓度氨氮和含氟、硫废水等；电解锰在生产过程中会产生含有锰、铬和氨氮等特征污染物的污染；黄金冶炼过程排放污染物中涉及砷、汞、铅、镉、六价铬，同时存在剧毒氰化物的污染。相对于稀土、电解锰和黄金冶炼行业三个行业重要的国民经济地位、复杂的工艺流程和严重的环境污染，国家对行业的清洁生产技术和水污染治理技术的研究投入严重不足。
本课题系“流域水污染防治监控预警技术与综合示范”主题的“水污染控制与治理技术评估体系研究与示范”项目下设置的“稀土、电解锰和黄金冶炼等典型重污染冶金行业清洁生产水污染防治技术评估研究与示范”课题（编号：2009ZX07529-005），主要针对我国水污染综合控制技术缺乏科学技术评估问题，开展稀土、电解锰和黄金冶炼行业清洁生产水污染综合控制技术评估指标体系和评估方法研究；研究稀土、电解锰和黄金冶炼行业清洁生产技术评估的关键技术；筛选出稀土、电解锰和黄金冶炼行业水污染综合控制技术成套最佳可行技术；提出稀土、电解锰和黄金冶炼行业污染防治技术测试评估规范，并进行测试评估；完成稀土、电解锰和黄金冶炼行业污染防治最佳可行技术指南。为行业及流域水污染控制及治理提供技术支撑。
二、研究成果
课题研究实施以来，开展了对稀土、电解锰、黄金冶炼行业具有代表性的大中型企业的全面调研，调研的技术覆盖了三个行业生产过程污染防治技术和末端治理技术；构建了三个行业的污染防治技术评估指标体系，建立了清洁生产技术评估方法，评估筛选出了三个行业最佳可行技术组合；并在3家稀土企业、6家电解锰企业及3家黄金冶炼企业开展了污染防治最佳可行技术的实证测试工作。在以上研究基础上，编制完成了行业污染防治技术政策和最佳可行技术指南及政策建议等。研究成果显著，支撑了水专项项目目标的实现，促进了流域水污染控制和污染减排。
成果一（标志性成果）：建立了清洁生产技术评估方法
清洁生产技术评估方法通过两大创新：一是提出了清洁生产技术的分类方法，并构建了源头削减、过程减量、末端循环利用分类评估指标体系；二是建立了与目标工序现有技术直接比较的定量评估方法，评估结果直观反映清洁生产技术的改进程度，从以下两方面支撑项目目标的实现。
（1）弥补环境技术管理体系中生产过程污染防治技术评估方法的缺失
结合清洁生产技术的特征效应，建立了源头削减、过程减量、末端循环利用三类清洁生产技术分类评估指标体系。分类评估可简化评估指标，同时评估结果的指导性和针对性更强。运用该评估体系在电解锰行业清洁生产技术评估的结果显示，评估结果实用有效，对该行业先进污染防治技术的推广起到了明显促进作用，具有重要的实践价值。
（2）指导流域重污染行业清洁生产技术的筛选
获得的行业关键节点特征信息表、行业备选清洁生产技术的资源－环境－经济数据、行业清洁生产技术清单，可支持流域特征污染信息来源确定、技术升级或淘汰清单制定、污染削减预测等，并为流域污染监控和预警体系构建奠定技术基础。
成果二：提出了典型冶金行业水污染防治技术评估体系
行业污染防治技术评估程序及体系如图1。
成果三：分析集成调研成果，剖析我国冶金行业污染防治的现状问题，形成行业污染防治技术发展报告
通过对我国典型冶金行业（稀土、电解锰和黄金冶炼）开展多环境要素（水、气、渣）、全过程（生产过程和末端治理）的调研，获得大量关于我国冶金行业污染防治现状的第一手基础数据，全面掌握了目前我国冶金行业生产过程及污染治理状况，发现了行业污染防治存在的问题。
共调研企业100余家，调研产能均占各行业的40-50%以上，收集数据13000余个，收集信息约6000条；基础数据包括主要原材料消耗、能源消耗、主要生产工艺、单位产品污染物产生量和排放量、污染治理工艺及成本、污染物排放达标情况等。
通过调研发现：①生产过程工艺技术落后，致使企业污染物产生量过大，浓度过高，给末端治理带来较大的负荷；②我国冶金行业现有污染物末端治理技术难以实现冶金企业污染稳定达标；③我国冶金行业已有一些清洁生产技术，这些技术可从源头大幅度减少污染物产生量。
在上述工作的基础上，完成了行业污染防治技术发展报告，对典型工艺特点、行业主要污染产排及技术发展等与国内外进行了比较分析，提出了行业发展与污染治理的主要问题与建议，为后续研究打下了坚实的基础，大大支持了课题、项目和水专项目标的实现。
成果四：构建了水污染防治BAT筛选评估模型，并开展20多项技术实证，最终筛选与集成冶金行业污染防治最佳可行技术
（1）冶金行业污染防治备选技术筛选与集成
针对冶金行业污染物种类多、污染产生量大、重金属污染重的特点，在调研分析与评估工作基础上，筛选出行业清洁生产（生产工艺过程）和污染物末端治理两方面的备选BAT技术清单。
（2）首次建立冶金行业清洁生产技术评估方法，丰富了最佳可行技术评估体系
明确提出清洁生产技术定义和边界，并结合清洁生产技术特征效应的基础上，提出了清洁生产技术的分类方法，形成了清洁生产技术评估方法和体系、编制了清洁生产技术评估通则、建立了行业清洁生产技术评估指标体系。
从以下三个方面丰富了最佳可行技术评估体系：①评估内容方面，增加了清洁生产技术评估，实现生产过程污染防治最佳可行技术的评估；②评估要素方面，建立了水、气、渣全环境要素评估指标体系；③评估重点方面，将特征污染物作为显著指标。
（3）构建水污染防治BAT筛选评估模型，并编制《典型冶金行业（稀土、电解锰和黄金冶炼）水污染防治测试评估规范》，冶金行业的技术评估工作程序规范化
BAT筛选是一项复杂的多准则的决策过程，课题系统分析国内外污染防治技术评估方法，结合冶金行业生产工艺过程和末端治理的特点，构建指标体系要素及特征，应用多指标综合评价法和属性综合评价法，构建了冶金行业污染防治最佳可行技术筛选方法。应用定性定量相结合的评估方法，通过权重计算，对课题调研确定的备选技术进行评估计算确定冶金行业污染防治最佳可行技术。清洁生产技术评估方法的研究成果已申请专利“一种清洁生产技术的评价方法”（专利申请号：201210292585.X）。
《一种清洁生产技术的评价方法》提出的清洁生产技术的评估方法建立了4个阶段15个步骤的清洁生产技术评估流程，通过评估获得了行业关键节点特征信息表、清洁生产技术调研表、备选清洁生产技术清单、清洁生产技术清单、清洁生产技术评估报告，提高评估结果的指导性和实用性。
（4）开展冶金行业BAT现场实证研究，不仅提出了清洁生产技术实证测试方法，而且通过实证工作形成系统规范的现场实证程序，可为冶金行业BAT现场实证工作规范化开展提供实施依据
鉴于评估过程中存在的数据缺失，信息量不足及其虚假信息，构建现场实证示范方法及程序，编制了《冶金行业水污染防治测试评估规范》，规定了实证企业的选择、测试周期、采样频率、采样点设置、指标测试、数据采集及质量控制等原则性和通用性要求。通过现场工作人员对正在运行的工艺过程中的每个处理单元或设备设置监控仪器或取样点，现场实际测试获取评估所需的信息，从而快速得到真实、准确、能够客观反应污染防治工艺技术及其设备性能的科学数据，进而按照规定的技术指标体系及方法进行评估。
本课题实证测试中首次提出了清洁生产技术实证测试中跟踪生产过程物料走向的流程化布点方法。工艺系统性方面，不仅考虑技术的减排效果，还综合考虑某项技术对其所在生产工艺的其他生产工段及整个生产工艺系统的影响。建立了全面反映物料、能源和污染物变化的测试指标。在我国对清洁生产技术的实证方面进行试点探索，填补国内在BAT领域在清洁生产技术实证测试方面的空白，为今后我国污染防治BAT技术体系的完善、健全积累经验。
成果五：系统集成调研评估成果构建我国冶金行业环境技术管理体系文件
编制的《电解锰行业污染防治技术技术政策》已由环境保护部发布实施。编写的《稀土工业污染防治技术政策》、《黄金冶炼行业污染防治技术政策》、《稀土冶炼行业污染防治最佳可行技术指南》、《电解锰行业污染防治最佳可行技术指南》、《黄金冶炼行业污染防治最佳可行技术指南》等五项文件均已列入国家环境技术管理体系，完成《战略性稀土产业环境保护政策建议》。其中《稀土冶炼行业污染防治最佳可行技术指南》为2011年以来的稀土环保核查工作提供技术支撑。稀土企业为了能够顺利通过环保核查工作，主动采用指南中所推荐的污染防治技术，行业投入40万元用于环保设施和工艺改善；经治理整顿，已有81家稀土企业被列入符合环保要求的稀土企业名单公告。
三、成果应用
行业最佳可行技术推广及应用，对社会、企业有着积极的作用，同时也为我国流域水质改善、行业污染减排做出贡献。
（1）稀土冶炼行业
环太湖流域有稀土企业10余家，按年分离处理2.0万吨南方离子型稀土矿计，采用稀土冶炼行业污染预防最佳可行技术中无氨氮萃取分离技术和无氨氮沉淀技术完全革除了液氨和碳铵使用，每年直接减少NH3-N排放2.0万吨，减排NH3-N废水200万吨。
稀土冶炼行业污染防治最佳可行技术在全行业内推广，预计每年可减排硫酸雾约3.5万吨、氟化物（以氟计）约7000吨，减排氨氮10万吨、含氨氮废水1000万吨以上。
（2）电解锰行业
课题评估的电解锰行业最佳可以技术，可以使电解锰企业实现废水达标排放，即TMn浓度≤2mg/L，Cr浓度≤0.5mg/L，锰渣中Mn含量降低1.5%。按目前“锰三角”地区41家企业总产能约60万吨/年计算，每年可减少向湘江流域排放重金属Cr约540吨，Mn约1万吨。
电解锰行业最佳可行技术全行业推广应用，将年减排废水270.1万吨，锰渣400万吨，减排回收锰、重铬酸钾和氨氮分别为17.0万吨、3747吨和6.6万吨，可新增利润17.96亿元。
（3）黄金冶炼行业
辽河及湘江流域黄金冶炼处理矿石主要为低品位难处理黄金矿石，污染严重、利用率低，辽河流域大型黄金冶炼企业近5家，年黄金产量约为6吨左右,采用BAT技术中堆浸技术可以有效利用0.5g/t低品位矿石，辽河流域低品位矿石量分别以0.5亿吨计，可产近25t黄金，实现低品位废石利用，同时解决矿石中含泥量高的问题，避免泥石流地质灾害。
黄金冶炼行业中的堆浸技术在全行业推广示范，将可实现0.5-1.0 g/t低品位金矿的利用，利用量达1.8亿吨，可生产近100 t黄金。
