有色冶金工業固體廢物綜合利用技術

摘要：隨著環保理念深入人心，對污染嚴重的有色冶金工業而言，如何處理好工業生產過程中產生的固體廢物，成為當前必須關注的問題。通過合適的綜合利用技術，可以將這些冶金工業固體廢物從潛在的污染源轉變為重要的可利用二次資源。

關鍵詞：有色冶金;固體廢物;綜合利用

Abstract：With the concept of environmental protection deeply rooted in the hearts of the people，for the non-ferrous metallurgical industry with severe pollution，how to properly handle solid waste generated during industrial production has become a current issue that must be paid attention to.Through appropriate comprehensive utilization technology，these metallurgical industry solid wastes can be transformed from potential pollution sources into important available secondary resources.

Key words：Non-ferrous metallurgy;Solid waste;Comprehensive utilization

1 有色冶金工業固體廢物綜合利用現狀

1.1 冶金固體廢物類型

冶金過程是將礦產從天然存在的巖石礦物中通過物理化學方法提取出來，形成可供工業利用的金屬礦物。這其中涉及了一系列物理化學變化過程，從礦石粉碎到加熱反應、試劑浮選等一系列加工流程中，均會出現大量的冶煉廢棄物，包括工業固體廢物、廢水廢液、有害氣體等，不同的廢物類型對環境造成的影響也不一樣，所采取的處理措施也不相同，本文主要關注于產量較大，同時具有較大回收利用價值的固體廢棄物。冶煉渣、尾礦廢石、粉煤灰、塵泥等都屬于有色金屬固體廢棄物的范疇。2018年，工業企業尾礦產生量約為8.8×108t，占一般固體廢物產生量的27.4%，綜合利用量為2.4×108t，綜合利用率為27.1%。其中，尾礦產生量最大的行業是有色金屬礦采選業，其產生量為4.0×108t，綜合利用率僅有23.4%。這些冶金過程產生的固體廢棄物，包含有大量重金屬離子，極易產生環境污染。

1.2 冶金固體廢物處理方法

按照冶金廢物的物理化學性質，目前對冶金工業固體廢物常用的綜合處理技術主要有火法熔煉、濕法浸出、選礦三法（浮選、磁選、重力法）、直接利用法等。火法熔煉指的是高溫加熱使金屬還原或者變成蒸汽，從而得到金屬礦產，其優點是適應品種多、處理量大、操作流程簡單但耗能高，處理過程中仍有污染產生;濕法浸泡指的是利用化學試劑浸泡冶煉工業廢物，使雜質與有用金屬成分分離開來，優點是回收率高、更環保，但操作流程復雜、容易腐蝕設備、對工作人員技術要求較高;浮選和重力法是利用礦渣各成分密度的不同，通過離心分選作用將其分開后回收。以上三種方法精細高效，但費時費力，對于礦石尾渣而言，除非經濟利用價值很高，不然較少采用;直接利用指的是將一些金屬冶煉后留存下來的泥質成分，用作建造生產水泥、玻璃、建材等，處理方法簡單但適用面窄，僅適用于少部分污染較小的礦種。

1.3 冶金固體廢物利用現狀及意義

固體礦產是我國國民經濟發展的重要物質基礎，金屬礦石選冶過程總要經歷過一系列復雜物理化學變化，會產生大量固體廢渣，其中含有大量金屬，具備較大的污染性，同時也是重要的可回收資源。受限于技術條件，我國目前冶金固體廢物利用率仍然很低，2018年，我國工業固體廢棄物綜合利用率在72%左右，而有色金屬工業固體廢棄物的利用率僅為45%，大量固體廢物沒有進行回收處理。這不僅與目前我國大力倡導的“青山綠水”環保理念相違背，也是對資源的巨大浪費。做好有色冶金工業固體廢物綜合利用，既對企業自身有利，也對社會負責，因此要求政府監管部門制定法規引導，并提供相關技術渠道支持。

2 有色冶金工業固體廢物綜合利用存在的問題

2.1 環保理念不足，廢物綜合利用效率較低

最早工業革命時期，在金屬礦產生產的過程中，由于技術不成熟，加之一味追求經濟效益最大化、沒有相應環保意識，尾礦廢渣往往不做處理，造成了大量土壤和地下水被污染的事件發生。日本曾經著名的“痛痛病”事件，就是生產金屬鎘的過程中，廢渣未做無害化處理，最后通過地下水循環進入人體，使得當地數百人染病致死。我國工業化進程較晚，冶金固體廢物資源綜合利用技術還不夠發達，利用效率較低，這也和礦企相關領導環保重視不足有關。

2.2 專業技術水平不足

目前我們國家在冶金工業廢物處理方面技術還有待提高。礦產固體廢物成分復雜，含有多種金屬化合物和硅酸鹽成分，要想對其進行綜合利用回收處理，需要對整體選冶流程非常熟悉，并具備很強的專業知識水平，而這樣的人才往往非常稀缺，很多礦業公司不具備這樣的技術基礎。

2.3 政府政策支持力度不夠

目前政府對于冶金工業廢物處理方面技術發展方面的支持力度還不夠，很多企業由于缺乏相應資金，很難開展這方面的研究工作。政府相關部門應建立起合適的獎懲機制，為做得好的企業宣傳并提供實際獎勵，對于違反環保禁令的企業則應嚴厲處罰。

3 有色冶金綜合利用技術

3.1 尾礦廢石綜合利用

礦石在冶煉過程中，除了高品位的精礦被冶煉成金屬，還會殘留有大量品位較低的尾礦和廢石，這些可以進一步用于浮選回收利用金屬成分，尤其是浮選機底部的沉砂、泡沫槽的結垢中金屬成分含量較高，有較高的經濟價值。云南白銀有色金屬公司1979年2月建成了日處理3 000t的選礦系統來處理浸染銅尾礦。經實踐，能產出品位40%的優質硫精砂，硫的回收率80%以上。中條山有色金屬公司采用酸浸除雜-重選富集-火法熔煉的回收工藝，最后可得85%以上的合質金，回收率達到85%～90%，每年可回收黃金5kg，盈利20萬元。

3.2 冶煉渣回收利用

冶煉渣包括冶煉過程中產生的轉爐渣、試劑中和渣等。其主要成分也是金屬離子加上部分碳、硅化合物，可以通過酸-堿浸泡、電極法等方法進行金屬提取。部分鈣、鋰礦還可以用來生產特殊品種玻璃、水泥等建筑材料。中南大學在這一方面研究程度較高，開展“從廢棄尾礦回收鉍的新工藝”“利用銻渣和煙塵制備活性玻璃澄清劑”等項目，并獲得國家和省部級獎項。成都電冶廠利用密閉鼓風爐處理該廠各種廢渣，1961～1987 年已處理各種廢渣12 065t，生產出含鎳50 %的高冰鎳6 854t，回收SO2 生產亞硫酸銨2 570t，獲利約66萬元。

3.3 冶金塵泥綜合利用

冶金塵泥主要指的是金屬冶煉過程中所產生的細小塵土狀物質，比如高爐塵泥、除塵灰等。它們的共同特點就是顆粒細小，金屬含量高，不適合用火法烘焙或制造填充物等，根據礦種性質可以采用合適的試劑浮選或者重磁法選取金屬。鄭州輕金屬研究院等單位把聯合脫堿赤泥用作活性混合材料生產水泥的工業試驗獲得成功，克服了其他混合材料水泥凝結時間長，早期強度低等缺點。可生產425#以上高標號水泥，且能回收堿和水，經濟效益顯著。山東鋁廠從1957年開始進行赤泥綜合利用研究，1988年以前就已形成了年產1.1×106t水泥的生產能力，其中包括用于防腐蝕設施和水下工程的抗硫酸水泥，經濟效益巨大。

4 有色冶金廢物綜合利用建議

4.1 加強技術研發與政策扶持

有色冶金過程復雜，不同礦種、不同冶煉方法所產生的固體廢物也不盡相同，不能簡單地套用同一種方法。我國工業固體廢棄物綜合利用技術，整體上而言還不夠發達，很多少見礦床類型的廢渣沒有合適的處理方法，目前廢渣多集中于單一主要元素的回收，而廢渣中往往含有多種金屬混合，包括金、銀等貴金屬，若不能有效利用，就會造成資源的巨大浪費。因此，相關礦產企業需要建立專業的技術研發團隊，建立起一套從技術研發、設備標準到成果轉化的完善機制。

政府有關部門應加快制定相關鼓勵政策，對廢物綜合利用表現良好的相關企業的減免稅收等一系列措施需盡快落地，同時應大力鼓勵相應專利申報，建立相關獎項，盡可能促使企業提高對廢物綜合利用的重視程度。

4.2 加強行業內部交流，建設信息平臺

目前有色金屬冶金行業內部并沒有形成很好的交流，很多技術性問題交流較少，行業整體技術水平發展緩慢。很多掌握方法的企業沒有相關項目，而持有礦石的公司則缺乏對應礦床冶金固體廢物綜合利用的技術，因此加強交流，建立合適的合作機制和信息交流平臺是非常有必要的。

5 結束語

我國礦產品固體廢物綜合利用技術整體上起步較晚，發展時間短導致水平較低。以往由于追求經濟效益的最大化，對難處理利用的尾渣廢物往往是簡單填埋堆積為主，不僅造成嚴重污染，而且對資源的回收利用率極低。在這方面，歐美等發達國家由于起步較早，積累了大量的技術經驗，走在行業的前列。他們有著較為完善的技術設備、理論體系，能夠最大化地利用固體廢物。我們也應重視起這方面的研究工作，為保障我國資源安全、切實做好環保工作做出努力。

參考文獻

[1]王英碩，孫體昌，郭曉霜，等.有色金屬尾礦綜合利用的方法比較[J].現代礦業，2019，35（11）：20-24.

[2]曾祥龍.有色金屬尾礦綜合利用的研究進展[J].世界有色金屬，2019（16）：284-286.

[3]陳留慧.湖南省有色金屬工業固廢綜合利用產業發展SWOT分析[J].企業技術開發，2015，34（19）：16-19.

[4]喬燕，邵筠婭.探索城市工業固廢規范化管理對策[J].環境與發展，2016，28（01）：118-121.

收稿日期：2020-05-10

作者簡介：楊燕麗（1985-），女，漢族，研究生學歷，中級職稱，研究方向為生態學與固廢綜合利用。