有色冶金廢渣中有價金屬回收技術探析

覃小霞

摘要：

分析了我國金屬資源及有色冶金廢渣現狀，提出有色冶金廢渣中有價金屬的綜合回收是我國有色冶金、金屬資源可持續發展的必然選擇，同時提出多層次、多元化綜合利用有色冶金廢渣的概念， 文章還介紹了我國有色冶金廢渣中回收有價金屬的主要技術。

關鍵詞：有色冶金廢渣；回收；二次資源；有價金屬

金屬資源是人類社會的寶貴財富， 是人類發展必不可少的物質基礎， 它對國民經濟發展起著重要作用。21 世紀我國金屬礦業面臨嚴峻挑戰，一是我國雖是礦業大國，但非礦業強國；二是除極少數礦種如銻、稀土可持續利用外，很多與國計民生息息相關的礦產資源短缺，需國外進口；三是到21 世紀末期，多種金屬面臨世界性短缺。

為解決上述問題， 我國資源開發策略從長遠看主要是利用海洋資源、尋求金屬替代產品及二次資源回收利用這三種途徑。就我國目前技術、經濟、環境的實際情況來說，最具有實際應用價值的就是二次資源利用這一措施， 通過從數量巨大的各種廢物中回收利用金屬資源，變廢為寶，達到減量化、無害化和資源化，是環境、經濟、社會可持續發展的必然選擇。我國廢棄物二次資源利用率僅達世界平均水平的1/3～1/2 左右， 具有巨大的發展空間。因此，隨著我國經濟的穩步發展，人類對環境生態要求的不斷提高及金屬資源的不斷貧瘠， 我國固體廢物資源化將有巨大的發展前景， 尤其是礦業冶金廢物中提取有價金屬這一方向。

一、有色冶金廢渣現狀

據國家環保局的統計，2004 年我國的有色冶煉廢渣為1136 萬t（其中有色金屬采礦業為78 萬t；有色金屬冶煉及延壓加工業為1058 萬t），有色冶煉尾礦11 987 萬t（有色金屬采礦業為9 870 萬t；有色金屬冶煉及延壓加工業為2 117 萬t）。總體來說，冶金廢渣的數量巨大，成份相對復雜。

二、有色冶金廢渣中金屬回收技術

（一）選冶技術

選冶技術主要用于有色金屬尾礦中有價金屬、非金屬的回收利用。尾礦中有色金屬與金銀品位普遍較低甚至很低，工業產品以粗精礦為主，回收率不高，經濟效益不顯著，礦山企業的積極性不高。因此，應該針對尾礦的表面物理化學性質， 采用適合尾礦再選的新型選礦流程或新型藥劑直接選出最終合格精礦，使尾礦再選產生顯著的經濟效益，使尾礦中伴存的有色金屬和金銀的綜合回收工作步入良性循環發展。

（二）濕法冶金技術

濕法冶金在金屬提取中具有日益重要的地位。濕法冶金過程有較強的選擇性， 即在水溶液中控制適當條件使不同元素能有效地進行選擇性分離，對物料中有價成分的分離、提取和綜合回收利用率相對較高， 可以有效地使原料中有價元素和脈石分離，對解決當前越來越迫切的低品位尾礦和冶金廢渣處理問題有較大的優勢， 同時濕法冶金工藝勞動條件好、無高溫及粉塵危害，一般有毒氣體排放較少，能達到清潔生產的要求。因此，復雜的冶金廢渣和尾礦的開發利用更多地依賴濕法冶金新技術的開發。在鉛鋅精礦燒結焙燒時，精礦中鉛、鎘、鉈、汞及其化合物易于揮發，富集在煙塵中，汞則絕大部分進入煙氣中。這樣的燒結煙塵年產約17 000t，主要組成質量分數為（%）：Pb50～60、Zn1.5、Cd5.0～6.0、Ti 0.12～0.15、Hg 0.1～0.2、Au 0.9g/t 和Ag 300g/t。由于此類煙塵是在氧化性氣氛下揮發， 鎘和鉈的可溶率較高，從含鎘煙塵中單獨提取鎘、鉈可直接采用濕法流程處理，主要步驟是：酸性浸去- 凈化- 鋅粉兩次置換- 海綿鎘、含鉈海綿鎘- 氧化- 水浸、凈化、置換- 海綿鉈-壓團熔鑄- 金屬鉈，海綿鎘送精餾提純產出精鎘。對于Ni、Cu、Co 等含有較高的鎳渣，其有價金屬的提取方法是先酸浸，一次提取鎳渣中的Ni、Cu、Co等，再結晶脫水，通過加入碳酸鈉實現銅、鎳和鈷的分離，在分別加入硫酸，除雜過濾之后，結晶脫水，最終得到成品硫酸鎳、硫酸銅和硫酸鈷，整個工藝流程較簡單，所用設備較少。

粗銅冶煉廠電收塵煙灰是經重力除塵后， 再通過電收塵而獲得的產物，一般含銅低于2.5%，含鋅超過10%，此外還含有鉛、砷等揮發性雜質成分。這些煙灰按原設計經過配料、混捏、返回煉銅爐熔煉，不僅不經濟還給煉銅帶來危害。現用濕法回收煙灰中的有價金屬，在低投資下獲得明顯經濟和環境效益。具體的流程為： 水浸取，Pb 和Bi 等不溶物進入沉淀，得到鉛渣，而Zn、Cu、Cd 等元素進入溶液，通過鋅粉除銅、凈化除鐵、砷、置換除鎘，最后濃縮結晶得到硫酸鋅產品。

（三）火法冶金技術

火法冶金因為其環境污染， 耗能大而逐漸面臨淘汰， 目前多用火法冶煉技術與濕法技術相結合回收冶金廢渣中的有價金屬。株洲硬質合金廠主要生產硬質合金、鎢、鉬、鉭、鈮及其加工產品。該廠鎢冶煉系統采用堿壓煮工藝生產仲鎢酸銨及藍鎢時產出鎢渣，鎢渣用火法- 濕法聯合流程處理，即鎢渣還原熔煉得到含鐵、錳、鎢、鈮、鉭等元素的多元鐵合金（簡稱鎢鐵合金）和含鈾、釷、鈧等元素的熔煉渣。鎢鐵合金用于鑄鐵件，熔煉渣采用濕法處理，分別回收氧化鈧、重鈾酸和硝酸釷等產品。

（四）展望

有色冶金廢渣中有價金屬的回收利用有著非常重要的經濟、環境和社會意義。我國已經開始重視這個領域的發展， 國家將資源的合理利用及環境保護列為“中國21 世紀議程”的4 個主要內容之一。目前，低污染、低能耗、技術及經濟可行的新工藝仍然有待繼續開發， 同時新技術新流程的工業化應用應該得到充分的重視，使實驗室的研究變成生產力。

【參考文獻】

[1]雷貴春.尾礦資源化進展[J].礦產保護與利用，1999（05）

[2]孫偉.有色金屬礦山尾礦綜合回收與利用[J].有色金屬：選礦部分，1999（03）

【作者單位：廣西工業建筑設計研究院】