原武汉铜材厂退役场地土壤与地下水环境质量调查与风险评估报告
主要应用于熔炼钢、铁、铜、铝及合金等，工频感应电炉比其他熔炼设备有诸多优点：加热速度快，热效率高；适用范围广，能熔炼多种拍好的金属和合金，金属熔损小；在电磁力的作用下，能实现熔体的自动搅拌，使溶沟和炉膛内的金属也能充分传热，且使合金化学成分均匀；设备简单，造价低廉
（4）两辊不可逆式冷轧机
冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，冷轧机是一种新型的钢筋冷轧加工设备，冷轧机采用电动机拖拽钢筋，利用冷轧机的承重辊、工作辊共同将力施加到钢筋的两个面上。通过改变两个轧辊间隙的大小实现轧制出不同直径冷轧带肋钢筋的目的。
（5）两辊可逆式热轧机
热轧是在再结晶温度以上进行的轧制，热轧时金属塑形高，可以减少金属变形时抗力的能量损失，能改善金属及合金的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显著裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高合金的加工性能。
（6）拉丝机
金属拉丝机属于标准件等金属制品生产预加工设备，目的是为了把金属制品生产企业的线材或棒材经过拉丝机的拉拔处理，使线材或棒材的直径、圆度、内部金相结构、表面光洁度和矫直度都达到标准件等金属制品生产需要的原料处理要求。
（7）浇铸机
是通过石墨模具将熔融金属状态直接连续（或半连续）制造棒材或管材的设备。
（8）挤压机
金属挤压机是实现金属挤压加工的最主要设备。金属挤压加工是利用金属塑性压力成形的一种重要方法。其重要的特点是将金属锭坯一次加工成管、棒、型材完成在瞬息之间，几乎没有任何其他方法可以与之匹敌。
（9）水压机
水压机是一种利用油水平衡控制对钢管进行静水压试验的机器。
（10）立式穿孔机
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穿孔机也叫电火花穿孔机、打孔机、小孔机、细孔放电机，其工作原理是利用连续上下垂直运动动的细金属铜管（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属成型。
（11）油压机
油压机是用于粉末冶金、翻边、压装等产品的成型加工工艺。 （12）冷却循环水池
3.2场地污染物分析 3.2.1工艺流程及产污环节
（1）电解法炼铜
铜的电解精炼是将火法精炼铜铸成阳极板，以电解产出的薄铜片（始极片）作为阴极，二者相间地装入盛有电解液（硫酸铜与硫酸的水溶液）的电解槽中，在直流电的作用下，阳极铜进行电化学溶解，阴极上进行纯铜的沉积。由于化学性质的差异，贵金属和部分杂质进入阳极泥，大部分杂质则以离子形态保留在电解液中，从而实现了铜与杂质的分离。
铜电解所处理的阳极成分一般为：Cu（99.2%--99.7%），Ni（0.09%--0.15%），As（0.02%—0.05%），Sb（0.018%--0.3%），Ag（0.058%--0.1%），Au（0.003%--0.007%），Bi（0.0026%），Se（0.017%--0.025%）。
铜电解精炼的原理如下：
阳极反应：Cu－2e==Cu2+ EΘCu/Cu2＋＝0. 34V Me－2e ==Me 2+ EΘMe/Me2＋＜0. 34V H2O－2e==2H＋1/2O2 EΘH2O/O2＝1.229V SO42――2e ==SO3＋1/2O2 EΘSO42－/O2＝2.42V 阴极反应：Cu2＋＋2e ==Cu EΘCu/Cu2＋＜0. 34V 2H＋＋2e==H2 EΘH＋/H2＝0. 0V Me2＋＋2e ==Me EΘSO42－/O2＞0. 34V
式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属，它们从阳极
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上溶解进入溶液。H2O和SO42－失去电子的反应由于其电位比铜正，故在正常情况下不会发生。贵金属的电位更正，不溶解，而进入阳极泥。
在这些反应中，具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原，但它们在阳极不溶解，因此只有铜离子还原是阴极的主要反应。
电解铜生产流程如下：
杂铜→反射炉精炼（蒸出氧化锌）→阳极板（粗铜）→电解→电解铜 粗铜成分 %
电解液成分 g/L
（2）铜板、带材加工
武汉铜材厂建厂初期，以青铅、铸字铅、合金焊件、锡罐和小规格铅板衬材等冶炼产品为主，兼轧少量铜板带（片）材。采用双罐炉、地炉熔炼，泥模铸锭。从1963年开始，逐步形成电炉熔铸、热轧加热、酸洗刷铜等近20道工艺流程。
（3）铜棒生产工艺：
① 熔化→挤压→拉伸→成品退火 ② 熔铸→轧制→拉伸→成品退火 ③ 熔铸→轧制→拔丝→矫直平切 ④ 外进船锭→轧制→拉伸
各生产工艺中退火工艺中，为了防止工业生产过程中循环水对设备的腐蚀，常须加入铬酸盐。 （4）铜线生产工艺：
铜线在拉丝车间中加工生产而成，其工艺主要包括穿模、收线、试机以及拉头。其主要工艺流程见图5。
Cu 40~50 H2SO4 160~200 Sb <0.6 Bi <0.1 Ni <12 As <3 Cu 99.5 S <0.01 Ni <0.2 Pb <0.15 As <0.08 Bi <0.08 19
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低、无氧杆积线架拉丝机穿模绕线噪音废气、废乳化液、铜屑检验打包入库收线机 图5 拉丝车间生产流程
（5）铜排材生产工艺
① 挤压→拉伸
② 轧制→拉伸→刮皮→拉伸 ③ 挤压→拔丝→退火→拔丝 （6）铜管生产工艺
熔铸→挤压→拉伸→精整（或冷轧）→入库 （7）铜杆生产工艺
上引法生产无氧铜杆工艺流程为：
原材料（电解铜）→熔化→经流槽注入保温炉→上引铸造→打卷收线 （8）铝基钢带生产工艺
铝基钢带是是一种理想的骑车发动机轴瓦材料，其产品是一层钢板，一层铝板，原生产工艺中复合轧制前钢板的工艺流程是：铜板下料→酸洗→轧制→退火→酸洗→抛光→复合，从1999年开始改为：铜板下料→酸洗→抛光→复合 （9）铅材（铅和铅锑合金板、管）加工
铅材加工发展缓慢，熔炼部分用铁锅煏锡提炼纯铅，即将废旧铅锡器具或杂铅，用铁锅熔化后，再以铁瓢把锡掏尽，剩下铅液即得。1958年后，改用自制耐火砖熔炼锅和土排炉、平炉及夹层蒸气反应锅煏锡炼铅。
加工铅板起初用手工成型和简易的二辊轧机轧制，规格多在1～2毫米×2毫米之间。铅管制作以手工锻打铅板成管形，后焊接管缝制成。“二五”时期，加工铅板改用铜材轧机，规格扩大到2～5×300～1500毫米。加工铅管采用拉伸机拉拔铅管，填补了武汉市无缝铅管的空白。1977年制成400吨油压机挤压铅管，为生产各种规格的无缝铅管提供了条件。 （10）锌板加工
镉在自然界中常与铅锌同生，是炼锌业的副产品。
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3.2.2地块上建筑及车间布局
调查场地成方形展布，生产车间在场地均匀分布，对土壤及地下水的环境压力较大，因此，本节重点介绍武汉铜材厂内的建筑及车间布局（见图6、表1），为污染点位的设置作为依据。
3.2.3场地土壤环境潜在污染因子
综上所述，能对场地土壤与地下水环境质量产生影响及对人体环境健康有危害的、能确定的污染因子有铜、砷、铅、锌、镍、镉、铬、汞、锑，在油罐附近，需要检测总石油和PAHs。由于PCBs是用作电气设备如变压器等的热交流介质，厂区内存在发电设备，可能有总PCBs的污染。
3.3调查方案设计
依据上述分析，制定调查方案包括采样位置，现场采样和检测方法；样品数；采样过程的描述；样品收集、保存、运输的要求等。
3.3.1 采样点布局
根据资料分析结果，场地内土地使用功能划分为工业区，工业区内又有生产区、办公区。生产区的划分以构筑物或生产工艺为单元，包括场地整平前各生产车间、原料及产品储库、废水处理等；办公区包括办公建筑、广场、道路、绿地等。
根据《全国土壤污染状况调查点位布设技术规定》（环发〔2006〕129号）对重点区域之一“工业企业遗留或遗弃场地”的点位布设要求为，布点网格基本要求为50m×50m（网格面积约4亩1个点），可根据场地大小调整网格尺度；在该厂区内，按50m×50m网格划分网格，在网格的中心布点，另外根据污染较集中区域布设采样点。拟定监测点位布局见图7。共设计了33个土壤取样点，取样点的设计见表2。
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