包括铜铅锌在内的有色金属冶炼是我国的重要基础行业, 2020年上半年我国锌产量达252.7万吨, 同比增长9.1%。湿法炼锌是世界上较主流和先进的冶炼方法, 资源产出率高, 我国95%以上的锌产品都通过湿法炼锌进行生产^[1]。然而湿法炼锌所产生的固废种类多、数量大, 2018年以来我国每年锌冶炼产生的浸出渣、窑渣、铁矾渣、硫化渣等固废量达300万吨以上, 整体综合利用率仅为60%^[2], 特别是铅锌尾矿综合利用率仅为10%左右^[3], 且其固废资源回收利用过程产生的二次污染问题突出。这些固废中既含有大量铜、铅、锌等有价资源, 也含有镉、汞、砷等环境毒害组分, 其特殊的资源环境复杂属性已成为制约锌冶炼行业及其所在区域或园区绿色可持续发展的关键。针对当前锌冶炼行业普遍存在的能耗高、污染大, 且固废有价金属元素回收率低的问题, 部分企业已开始逐步探索其固废的资源高效回收利用处理模式。如国内某湿法炼锌厂挥发窑渣回收项目投产以来, 采用磁选分离技术, 已累计处理挥发窑渣20多万吨, 创造经济效益2300万。但鉴于目前国内外关于锌在内的有色冶炼固废综合利用模式及工艺路线较多, 因此开展不同固废资源化利用模式下的综合生态效率评估研究, 并选择最优的固废处置路线具有重要的现实意义。

目前针对区域固废资源化处理的生态效率评价研究主要集中在经济和环境影响方面, 如Newman等^[4]提出了城市物质代谢是基于资源输入与废弃物产出分析的生物系统模式；Wan等^[5]采用系统动力学方法研究铜冶炼过程, 提出实现可持续发展的一些措施, 以提高资源回收利用率, 减少废物排放；Huang等^[6]通过投入产出模型与固废组成结构解析, 定量表征了我国固体废物回收的驱动路径；赵薇^[7]建立准动态生态效率分析模型, 并对城市生活垃圾管理系统的经济和环境特性进行分析；吕彬等^[8]采用生态效率分析方法对电子废物回收处理体系的不同策略进行模拟比较, 探索了合理高效的电子废物回收处理模式；岳强等^[9]采用总物流分析模型并结合脱钩指标, 对钢铁工业生态效率进行分析；毛玉如等^[10]基于循环经济理论构建了铝工业共生链网, 以提高铝工业生态效率；黄锡生等^[11]在生态效率视角下定性研究了建筑废弃物减排与利用的法律机制；贾冯睿等^[12]采用物质流分析方法, 构建了铜资源生态效率综合评价体系, 并对未来发展趋势做出预测；张海涛等^[13]采用线性规划法, 对比分析了以煤矿固废为原料的新型墙体材料生产和传统生产的生态效率, 促进了煤炭工业固废资源化利用；Cudjoe等^[14]结合我国钢铁行业及有色冶炼等固废处置现状, 通过建立循环回收利用模型, 分析了固废综合利用过程在电力消耗、温室气体以及空气污染物排放等几个方面的影响。

当前, 铜铅锌联合冶炼作为一种全新的工业发展模式, 在有色金属领域已逐步发展起来。该模式涉及到多种固废综合利用技术及路线的组合, 然而针对这些不同的固废协同处理路线开展相应的生态效率比较研究则相对较少。因此本研究选择我国长江经济带典型的铜铅锌综合冶炼基地为案例, 结合工业园区多尺度物质投入产出分析法、层次分析法与熵值法, 建立了一套锌冶炼园区固废协同利用生态效率评价指标体系；并基于锌冶炼固废的处置现状及其在系统内和系统外, 即铜、铅冶炼系统间的不同处置模式选择, 划分了传统处置方式、内部循环利用、铜铅锌系统间协同三种情景模式, 同时构建了不同模式下的锌冶炼固废物质代谢框架, 追溯其有价及危害元素流动路径；最终从资源消耗、环境风险、物质循环以及经济效益4个维度对3种模式进行综合比较评估, 以期得到最优的固废处置路线。同时, 也为实现铜铅锌联合冶炼清洁生产目标及其所属区域环境效益提升提供理论依据。

1 研究方法 1.1 园区锌冶炼系统物质代谢框架

投入产出分析作为经济学研究的重要方法, 在区域资源能源环境领域上也广为应用, 主要是对行业活动中资源能源投入和环境污染排放进行定量分析^[15]。其中, 价值型投入产出表是投入产出方法的基础^[16], 而基于物质型的投入产出分析方法, 则重点是遵循质量守恒定律来进行构建^[17]。园区锌冶炼系统物质代谢框架(图 1)包括物质投入端、系统物质转换和物质输出端三个部分, 锌精矿等原、辅料在系统内部物质转换后, 一部分以含锌等有价金属元素产品的形式产出, 另一部分则作为“三废”排入园区环境系统。

锌冶炼既含有焙烧、回转窑等高温火法过程, 也含有浸出、电解等化学湿法过程, 既向园区环境中排放包含SO₂、NO₂、CO₂等大量烟气^[18], 也产生大量含Cl^-、SO₄^2-、重金属离子等的生产废水；同时各生产工序排出的过程产物及冶炼渣、尘、泥类固废, 大多属于危险废弃物。锌精矿经焙烧、浸出净化、电解、综合回收等生产阶段后, 可产出锌锭、镉锭、铟锭等金属资源成品；以及钙镁渣、尾矿渣、硫化渣等近20种固体废弃物。

1.2 园区固废综合利用模式情景设置

锌冶炼园区或基地固废综合利用模式即通过锌冶炼系统内部及其与基地内铜、铅冶炼, 或其他系统间的物质循环, 将与锌冶炼相关的不同系统产生的固废中有价元素最大限度回收, 实现基地范围内难处理渣尘泥类固废的减量化和资源化, 使整个锌冶炼工艺能耗降低, 资源产出率提高, 达到节能提效减排的目的。

如锌浸渣是锌湿法冶炼浸出工段的主要产物, 目前其主流资源化处置方式是采用挥发窑火法工艺^[19], 来回收其中所含的Zn、Pb、In、Cd等有价金属资源^[20]。但在其资源化处置过程中, 由于一部分氟、氯化合物以机械夹杂和挥发等方式随同进入锌氧化物烟尘中, 因此, 挥发出的氧化锌粉尘中由于氟、氯含量较高, 仍需采用相应的设备进行脱氟氯处理^[21]后才能再次进入浸出工序。

根据固废常规处理模式及其有价金属元素分布特点, 结合铜铅锌综合冶炼基地实际生产工艺情况, 将锌冶炼固废综合利用模式分成以下3种情景。一是直接堆存售卖处理, 二是锌系统内资源化处置, 三是铜铅锌基地协同冶炼资源化处理, 如图 2所示。

情景1主要涉及锌成品链及烟气脱硫处理等, 部分废渣直接外运至固废资质处置单位；情景2在情景1的基础上新增“挥发窑-多膛炉”火法资源化工艺, 使固废在系统内部循环流动；情景3是将锌冶炼固废转运至基地内的铜、铅系统, 将铜、铅冶炼固废转运至锌系统进行资源化协同冶炼处理。各情景下不同固废具体处置路径如表 1所述。

在锌冶炼产生的固废中, 挥发窑窑渣为一般固体废物, 而多膛炉产生的高氟氯高砷烟尘富集大量氟氯元素, 作为危险废物, 不能直接返回火法冶炼, 需委托相关资质单位进行回收处理。触媒作为烟气制酸转化工序的催化剂, 其废料废触媒的主要成分为五氧化二钒(V₂O₅), 污酸和酸性废水处理过程中, 催化吹脱工序产生的氟氯混酸经过碱液吸收, 生成高氟氯浓盐水, 主要成分为氯化钠、氟化钠, 所产生的结晶盐与废触媒同属危险固废, 需定期运送至危废资质处置单位循环再生。针对委外处理的部分废渣, 本文仅考虑在冶炼生产过程中对环境产生的影响, 分析其中Cu、Zn、Pb等有价金属元素及其危害组分Hg、As元素流动对环境的总体负担。

1.3 生态效率指标及方法构建

为了分析不同情景下锌冶炼系统固废综合利用的生态效率, 本研究将锌冶炼系统作为评估对象整体, 运用层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP), 构建工艺-企业-园区多尺度生态效率评价指标体系, 同时, 结合熵值法(The Entropy method)对各个指标的数据进行标准化处理。指标体系第一层以生态效率综合评价指数作为目标层, 其下一层为准则层, 分为资源消耗、环境风险、物质循环、经济效益四个功能指标, 准则层下为指标层, 根据AHP进行权重赋值, 生态效率评价指标体系如表 2所示。

锌冶炼过程消耗大量的原辅料、新鲜水以及化石能源, 现有的针对铜铅锌等有色金属冶炼生态效率分析中, 大多数的指标选取也都集中在资源能源的消耗^[24-25]、三废的排放^[26-27]以及经济效益^[28-29]三个主要方面。本研究在结合铜铅锌冶炼固废资源化评估相关文献研究与工艺生产实际情况的基础上, 首先设置了资源消耗、环境风险与经济效益三类重要指标, 另外, 不同情景模式下的固废协同利用往往伴随着多种类型固废堆存量的改变及其所含金属元素的流动过程, 对整体的资源流动代谢有着直接影响。因此, 针对固废资源化的特性, 也从物质循环角度综合考虑了固废协同利用下的生态效益情况。

根据各指标间的关系, 结合专家打分值及相关文献^[30-34]对比情况, 对四个准则层的赋值进行两两比较, 得到判断矩阵。运用Yaahp软件对矩阵数据进行处理, 求出相对应的特征向量, 再进行向量标准化处理, 得到各指标相对于准则层的权重。

由于各个指标具有不同的指标特征, 其统计量纲、数量级等具有较大差异, 无法进行指标间的直接对比, 因此需按照一定标准对不同指标值进行数据标准化处理, 使指标之间具有可比性。本研究根据不同指标对生态效率的正向和负向效用, 采用不同的标准化公式^[35]。

正向指标的标准化公式为:

(1)

负向指标的标准化公式为:

(2)

式中, S_ij为指标标准值；A_ij为指标实际值；a_j为对应指标序列最大值；b_j为对应指标序列最小值。其中, i= 1, 2, …, 4；j =1, 2, …, 11。

得到各个指标标准化值后, 对准则层用如下公式^[36]进行计算:

(3)

式中, B为相对应的准则层功能指标值；ω_i为指标层因子指标的相应权重值；D_i为指标层因子指标标准化值；j、m分别为相应元指标的序号。

得到指标层数值后, 生态效率综合评价指数用如下公式^[37]进行计算:

(4)

式中, A为相对应的准则层功能指标值；B_i为准则层因子指标的值；D_i为准则层因子指标标准化值；j、n分别为相应元指标的序号。

2 不同情景生态效率指标评价 2.1 投入产出清单分析

针对典型锌湿法冶炼生产工艺及其铜铅锌基地固废协同消纳情况, 收集了焙烧、酸浸、净化、电解、综合回收等生产阶段的物质投入产出相关数据。其中投入端包括原料消耗、辅料消耗、能耗、水耗及固废消纳5大类别, 产出端包括工业成品、废水特征污染物、废气特征污染物和固废排放4大类别。三种情景均以锌冶炼系统整体为研究对象, 因此在原料投入上只考虑锌精矿的消耗量。其中, 不同情景模式下的物质投入产出情况如表 3所示。

2.2 资源能源消耗

根据本研究案例典型锌冶炼现状(即情景2)物质投入产出清单数据分析, 锌冶炼主要消耗锌精矿原料63.86万t/a, 产生的成品包括锌锭、铟锭、镉锭三种金属产品共计29.16万t/a, 另外副产硫酸60.81万t/a。结合生态效率评价指标体系分析模型, 得到锌冶炼系统不同情景下总体及单位产品的资源能源消耗情况, 如图 3所示。

由图可知, 从案例锌冶炼系统改造前后及未来二次改造后资源能源消耗水平对比来看, 即从情景1到情景3, 在原料锌精矿总消耗量不变前提下, 除总能耗显著增加外, 辅料总耗、水总耗均呈略微递增趋势, 其中情景2和情景3总能耗比情景1增加1倍以上。另外从单位产品资源能源消耗水平来看, 从情景1到情景3原料消耗和新鲜水耗却呈递减趋势, 递减率分别达到6.2%和2.2%的水平；由于情景2投入端中, 钙镁渣、尾矿渣等锌冶炼内部消纳固废和情景3中铜渣、硫酸铅渣等园区内外部消纳固废均不作为辅料进行核算, 因此在单位产品辅料消耗方面, 情景2比情景1增加了约14.2%, 情景3相比情景2仅增加6.3%；同时由于新增的固废协同处理火法工艺流程, 情景2和情景3在单位产品能耗方面显著高出情景1, 分别增加了近89.1%和79.7%。

情景2和情景3在辅料消耗、综合能耗和新鲜水耗方面大幅提升的主要原因是增加了“挥发窑-多膛炉”固废资源化工艺, 目的是处理锌电解过程产生的浸出渣和其他含锌固废, 并通过烟化除氟氯工序及电解工序提取出锌产品, 在增加固废综合利用的同时大幅提升生产效率。而与情景2相比, 情景3在增加了锌-铜协同、锌-铅协同固废资源化装置后, 虽然总体资源能耗水平提升, 但由于其产生了阴极铜、硫酸等伴生产品, 因此在单位产品资源能耗方面, 情景3与情景2差异不大。其中, 固废资源化工艺采用的回转窑装置在焙烧含锌固废过程中, 每吨综合能耗增加约397 kgce^[38], 多膛炉脱氟氯过程每吨综合能耗增加约234 kgce^[39], 因此低能耗回转挥发窑技术的提升将是降低锌冶炼系统固废协同利用能源消耗和增加资源产出率的重点。

2.3 环境风险

从锌冶炼系统对所在区域环境污染排放情况来看, 锌冶炼废水主要由制酸工段和湿法工艺车间产出, 含有较高的H₂SO₄、As元素污染物且氟氯离子含量偏高。废气的排放节点较多, 且含有大量SO₂、NO₂、PM₁₀、氟化物、硫酸雾以及Pb、As、Cd、Hg等重金属污染物质。另外, 锌冶炼固废为湿法冶炼过程中产生的废渣、烟尘和过程物质, 包含Cd、Hg、As等重金属污染元素。结合生态效率评价指标体系分析模型, 得到锌冶炼系统不同情景下水、气、固三种介质特征污染物的排放情况, 如图 4所示。

从废水特征污染物排放情况来看, 三种情景均以H₂SO₄排放量占比最高, 在70%以上, 其次为氯离子排放, 在20%左右, 而水体中的重金属除As外, 基本无排放；另外从不同情景废水中各特征污染物排放总量来看, 情景1到情景3各因子排放呈递增趋势, 但增长率仅为1.7%和4.8%, 差别不显著。而在废气特征污染物排放方面, 情景2和情景3中除Hg无变化外, 不论是SO₂、NO₂、PM₁₀等一般污染物, 还是Pb、As、Cd等重金属污染物的排放均较情景1有显著递增趋势。其中情景2与情景1相比, SO₂、NO₂、氟化物排放量增加了1倍多, As、Cd排放量增加了近3倍；而情景3与情景2相比, 尽管SO₂、NO₂等排放量只增加了2%左右, 但Pb、As排放量却分别增加了14.4%和12.9%, 其他类型污染物排放量如氟化物、Cd等则无明显变化。

从固废中重金属释放的环境风险来看, 情景1到情景3呈明显的递减趋势, 递减率分别达到35%和63%。情景1主要产出浸出渣(尾矿渣)、高镉渣和银精矿等固废, Cd、As含量占比最高, 分别占到固废中重金属总量的40.4%和59.5%；情景2在回收浸出渣、高镉渣中Zn、Cd、Ag等金属的同时, 也排出了含Hg、As的硫酸铅渣、挥发窑渣和高氟氯烟尘, 同时造成了As在固废中重金属总量的占比超过了80%；而情景3在情景2基础上, 新增了硫酸铅渣固废协同处理工艺, 在消除了固废中Cd和Hg的环境风险同时, 使得As元素含量相较于情景2也同比下降了55.3%。

三种情景模式均采用了较为先进成熟的“硫化-电渗析-蒸发-催化吹脱-结晶”工艺, 来处理锌冶炼过程产生的含重金属污酸及酸性废水, 大幅提升了锌冶炼废水的综合利用效率和废水中的污染物排放。情景2和情景3由于增加了锌-铜、锌-铅固废协同资源化工艺, 使得Cd、Hg、As等金属元素在不同相态之间转化, 将原本富集在废水和粉尘之间的毒害元素组分转移至固废当中, 并通过固废资源化过程回收消纳, 从而降低特征污染物在水、气介质中的有害含量。故在废水与废气排放方面, 情景2和情景3与情景1相比, 虽然排放的重金属及氟氯离子污染物含量略微增长, 但在固废环境风险水平上, 递减效益显著。因此, 固废协同处置资源化技术的提升将是直接降低锌冶炼环境风险影响的有效途径。

2.4 物质循环

铜铅锌协同冶炼(即情景3)模式下每年可回收消纳固废约35.6万吨, 新增综合回收Zn、Cu、Pb、Cd等各类有价金属10.4万t。结合生态效率评价指标体系分析模型, 得到锌冶炼系统不同情景下固废协同资源化情况, 如图 5所示。

从固废综合利用总体情况来看, 情景2实现了对锌冶炼活性炭渣、钙镁渣、高镉渣及尾矿渣等近28.3万t/a固废的综合回收, 固废综合回收利用率达到了90.7%；情景3在此基础上, 与基地内铜、铅系统协同转化铜渣、铜钴渣、银精矿以及硫酸铅渣共计5.5万t/a, 固废综合回收利用率比情景2提升了7.7%。另外, 从包括原辅料和协同固废在内所有金属产品的总回收情况来看, 情景1到情景3也呈显著的递增趋势, 且递增率分别达到22%和14.5%；其中, 情景2对锌冶炼固废中Zn、Cd、In的回收量分别为50766、1757、66.42t/a, 金属总回收率达到了94.8%；而情景3又进一步回收了情景2所产生固废中的Cu、Zn、Pb三种金属, 分别为9212、31639、10227t/a, 金属总回收率达到了97.2%。

3种情景模式下的锌冶炼固废均含有丰富的Cu、Pb等有价金属组分, 含量占比分别为51.9%和17.8%, 而情景3中的铜、铅冶炼固废当中又含有近40%的Zn。因此, 在增加锌系统内部固废资源化工艺基础上开展铜铅锌基地协同冶炼, 即可回收大量的Cu、Pb、Zn、Cd、In等金属产品, 同时最终产生的挥发窑渣还可通过“磁选-分离”技术后产出焦粉和铁粉外售, 余渣则作为建筑原料进行跨区域跨产业综合利用。这种园区固废协同资源化模式不仅削减了堆存固废的含量, 使得危废组分降低, 还可以有效地回收有价金属元素, 大幅提高有色冶炼资源产出及利用效率。

2.5 经济效益

本研究案例根据国家“循环经济发展评价指标体系”标准^[40], 经过测算得到锌冶炼系统现状(即情景2)主要资源产出率为6435.52元/t, 固定资产投资额为425088万元, 利润总额为46201万元/a。其中, 锌冶炼系统不同固废资源化情景模式下的资源产出和经济效益情况, 如图 6所示。

锌冶炼固废协同利用模式的产品主要为锌锭、镉锭、铟锭和硫酸, 其中, 锌锭营业收入占比高达86.08%, 镉锭占比最少, 仅为0.38%。在生产过程中, 消耗大量的煤、石油、天然气等化石能源以及铜、铝、铅、锌、镍等有色金属资源, 同时还包括石灰石等非金属资源和木材等生物质资源。其产出的废触媒、硫化渣、高氟氯高砷烟尘等大多为危险废物, 需要委托资质单位处理。以情景1废触媒为例, 其处理成本高达5000元/吨, 每年处理成本约为30万元；而情景2固废系统内部循环工艺针对高镉渣、尾矿渣等固废进行资源化回收后, 从中提取了Cd、In等有价金属元素, 增加销售收入近30000万元/a, 同时节省了危废处置成本近50000万元/a。

锌冶炼系统固定资产投资额包括焙烧、烟气制酸、湿法冶炼及固废协同转化等工程建设投资费用, 不包括建设期贷款利息和铺底流动资金。从情景1到情景3, 在固定资产投资递增率分别为24.9%和1.6%情况下, 利润总额也依旧呈递增趋势, 且情景3利润总额高达48131.30万元/a；同时, 情景3的主要资源产出率也最高, 比情景2增加了701.37元/t, 增长率达到10.9%。因此铜铅锌协同冶炼将是提升有色固废资源化经济效益的最佳途径。

3 不同情景生态效率综合评价 3.1 生态效率各级评价指标分析

根据生态效率评价指标体系分析模型, 得到生态效率综合评价指标的基本权重及不同情景下二级指标对应的标准值, 如表 4所示。

根据公式(1)—(4)及各级评价指标基本权重、标准值结果, 得到锌冶炼固废三种不同协同处理模式下的一、二级指标生态效率评价值, 如图 7所示。

单位产品原料消耗等12项二级指标结果分析已在本研究第二部分进行详细论述。另外, 从资源能耗、环境风险、物质循环、经济效益4项一级指标结果来看, 由于情景1是基于传统的锌冶炼工艺, 消耗的原辅料和能源物料质量相对较低, 其相应的大气与水体环境特征污染物的排放量也相对较低, 因此在资源能耗和环境风险评估方面的指标值也相对较高, 分别达到0.0746和0.1208。而情景2由于增加了“挥发窑-多膛炉”固废资源化工艺, 相应的辅料和能源物质投入增多, 相比于情景1, 其新增的固废, 如铜渣、铜钴渣、银精矿以及硫酸铅渣也未得到充分利用, 且废气、废水和固废中的重金属等污染物排放风险还大幅度增加, 因此情景2资源能耗和环境风险方面的评估值分别低至0.0381和0.0711。而情景3在情景2基础上又新增锌-铜、锌-铅固废协同资源化工艺, 在基本不增加原辅料和能源物质消耗基础上, 既充分回收利用了情景2新增的4种固废, 还大幅降低了其重金属等毒害组分造成的环境风险, 因此在资源能耗和环境风险方面的评估值较情景2又基本提升到了情景1的水准, 分别达到0.0777和0.0844。

在物质循环和经济效益两项指标层面上, 情景2通过增加“挥发窑-多膛炉”固废资源化工艺回收了Zn、Cd、Ag等大量有价金属, 两项指标相较情景1分别提升了306.1%和144.2%；情景3通过增加锌-铜、锌-铅固废协同资源化工艺继续回收了Cu、Pb、Zn等有价金属, 两项指标较情景2又分别提升了21.1%和29.2%。因此, 在锌冶炼固废内部循环利用基础上继续强化铜铅锌基地内不同冶炼固废的协同冶炼, 消纳园区内堆存的大量固废, 即回收了其中的有价金属元素, 减少原辅料的消耗使用, 降低生产成本, 又削减了固废末端处理的成本开支, 达到了有色冶炼降本增效的最优目标。

3.2 生态效率综合评价指数分析

综合各级评价指标数据结果, 同时考虑不同情景的生态效率评价指标之间存在多样权衡关系, 计算得出不同情景模式下的生态效率综合评价指数, 如图 8所示。

可以看出, 情景3固废协同利用模式综合评价指数达0.2246, 生态效率最优, 相较于情景2固废内部循环模式提升近25.5%, 而情景1固废直接处理模式的生态效率综合评价指数最低, 仅为0.0543。综合来看, 情景3由于新增“铜铅锌综合冶炼固废协同资源化处理工艺”, 有利于工业园区内部企业之间固废的协同转化。其中, 锌冶炼系统所产出的铅渣、浮选银精矿及铜渣等均可就近转运, 减少运输损耗成本, 同时优化了生产要素, 提高投入性资源的利用率, 减少冗余量, 降低园区内三废污染物的排放, 提高了固废中Cu、Pb、Zn、Cd、In有价金属元素的回收利用率, 降低了固废中Cd、Hg、As等毒害元素的区域环境释放风险。

4 结论

本研究结合物质投入产出分析法、层次分析法与熵值法构建了铜铅锌基地固废综合利用生态效率评价方法与指标体系, 探究了直接处理、内部循环和协同利用三种不同锌冶炼固废处置情景模式下的生态效率对比情况。生态效率二级指标评价结果表明: 从情景1到情景3, 在原料锌精矿消耗量不变的前提下, 辅料消耗与新鲜水耗均呈略微递增趋势, 总能耗与单位产品能耗情景2和情景3则显著高于情景1, 分别增加了近89.1%和79.7%。与此同时, 在废水废气排放方面, 情景2和情景3与情景1相比, 虽然重金属及氟氯离子污染物排放含量略微增长, 但在固废环境风险上, 递减效益显著。其中, 情景2对锌冶炼活性炭渣、钙镁渣、高镉渣及尾矿渣等近28.3万t/a的固废进行了综合回收, 固废综合回收利用率高达90.7%, 同时节省了危废处置成本近50000万元/a。在此基础上, 情景3又进一步回收了固废中的Cu、Zn、Pb三种有价金属, 金属总回收率达到97.2%, 主要资源产出率也高出情景210.9%。

三种情景模式综合生态效率评价结果表明: 情景3即铜铅锌基地协同冶炼模式下, 锌冶炼系统固废综合利用生态效率最佳, 生态效率综合评估值达到0.2246, 与情景2相比更具经济与环境优势；与情景1相比, 情景3虽然在物料能源消耗与区域大气环境毒害风险两个方面有所增加, 但其综合物质能耗和环境风险仍和情景1基本维持在同一水平上, 并且在固废二次资源综合利用和经济效益方面优势更加明显。

总体来看, 锌冶炼系统生态效率的提升得益于企业产出的固废处置效率和规模提升的综合作用, 考虑到锌冶炼实际生产情况, 增强其与基地内铜、铅系统间协同转化, 提高资源利用效率, 减少资源能源消耗和环境污染排放, 增强固废消纳与物质转换能力是实现企业清洁生产目标的重要举措, 也是提高铜铅锌基地或园区生态效率的最佳策略途径。因此, 湿法炼锌企业在今后发展过程中, 应充分认识到与其所在区域或工业园区内固废协同利用一体化的重要性, 加大对协同工业园区的投入, 鼓励大宗固废区域内及区域之间协同消纳, 实现原生产业与综合回收利用产业之间的协同发展。