再生有色金屬利用與節(jié)能

胡斌

摘要：作為我國有色金屬工業(yè)重要組成部分、緩解我國有色金屬資源瓶頸有效途徑和節(jié)能減排重要舉措的再生有色金屬產(chǎn)業(yè)，面臨著前所未有的發(fā)展機(jī)遇，再生有色金屬產(chǎn)業(yè)大有可為。整個再生有色金屬產(chǎn)業(yè)只有科學(xué)發(fā)展、全面進(jìn)步、才能不負(fù)重托，彰顯支撐作用和發(fā)展活力。

關(guān)鍵詞：有色金屬；再生利用；再生

引言

隨著我國有色金屬生產(chǎn)和消費(fèi)水平的提高， 社會上可用的廢雜金屬的積蓄量也不斷增加， 利用好這些再生資源， 不僅可以提高有色金屬資源利用率， 而且能夠減少污染， 保護(hù)生態(tài)環(huán)境， 節(jié)約寶貴的金屬資源， 對創(chuàng)建社會文明和進(jìn)步起到積極作用。另外礦產(chǎn)資源是不可再生的，用一點(diǎn)就少一點(diǎn)，而且我國又是有色金屬資源短缺的國家，節(jié)約和合理使用資源顯得特別重要。

一、廢雜銅的循環(huán)回收利用技術(shù)

廢雜銅回收一般包括兩部分：一是企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角廢料；二是報(bào)廢的銅產(chǎn)品。2010年我國再生銅產(chǎn)量占原生銅產(chǎn)量比例的30%，約有38%的廢雜銅進(jìn)入銅加工行業(yè)直接做成銅制品，12%進(jìn)入熔煉銅精礦的轉(zhuǎn)爐或陽極爐處理，50%的廢雜銅進(jìn)入專門冶煉廢雜銅的工廠或生產(chǎn)系統(tǒng)處理。截止到2011年9月份，我國再生銅產(chǎn)量達(dá)到193萬t，隨著各行業(yè)對銅的需求量不斷加大，再生銅的比例會越來越大。

西班牙的LaFargaLacambra開發(fā)了用廢雜銅生產(chǎn)“火法精煉高導(dǎo)電銅”即FRHC工藝，用的92%以上的廢雜銅，生產(chǎn)的銅桿質(zhì)量可達(dá)到EN1977（1988）CW005A標(biāo)準(zhǔn)，含銅量>99.93%，導(dǎo)電率>100.4%IACS，最高可達(dá)到>100.4%IACS。意大利Continuus-propeizi也開發(fā)了類似的技術(shù)。我國貴溪冶煉廠2001年引進(jìn)了德國Maerz公司的傾動爐，用以處理含銅品位在92%以上的廢雜銅。采用重油加20%左右富氧空氣助燃，壓縮空氣氧化，LPG還原，每爐年產(chǎn)陽極銅約10萬t，爐渣含銅約35%。該技術(shù)的缺點(diǎn)是設(shè)備龐大，精煉效率低。針對國內(nèi)廢雜銅的特點(diǎn)，中國瑞林工程技術(shù)有限公司開發(fā)了NGL爐工藝及設(shè)備。NGL爐既可采用氣體燃料，也可使用粉煤等固體燃料，爐體簡單，轉(zhuǎn)動靈活，自動化程度搞，爐體密閉，環(huán)保好。主要處理含銅品位90%以上的廢銅料，爐渣含銅可控制在20%左右。采用稀氧燃燒后，熱效率可提高40%，減少碳排放45%，減少氮化物排放87%。目前，在國內(nèi)已經(jīng)投入使用，運(yùn)轉(zhuǎn)效果良好。

二、含鉛物料再生利用技術(shù)

我國再生鉛工業(yè)起步于20世紀(jì)50年代，原料來源較多，其中85%以上來自廢鉛酸蓄電池，少量來自電纜包皮、耐酸器皿襯里和鉛錫焊料。近年來，隨著我國對環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)的重視，我國再生鉛行業(yè)取得了巨大的進(jìn)步。截止到2011年9月，我國再生鉛產(chǎn)量達(dá)到93萬t。河南豫光金鉛集團(tuán)采用底吹熔煉法處理含鉛物料。該方法自動化程度高，塑料與鉛泥分離效果好，選出的鉛渣可直接生產(chǎn)鉛銻合金，充分利用了廢舊蓄電池中的銻、錫等有價金屬元素，已經(jīng)獲得成功應(yīng)用。

三、含鋅物料再生利用技術(shù)

鋅的再生利用比其他有色金屬的回收較困難。鋅主要應(yīng)用于冶金產(chǎn)品鍍鋅、干電池、氧化鋅和壓鑄合金等，但這些鋅都不易回收，而且回收率較低。國內(nèi)再生鋅的原料主要來自于鋼廠產(chǎn)生的含鋅煙塵，但是目前只有少量工廠采用回轉(zhuǎn)窯還原揮發(fā)工藝生產(chǎn)氧化鋅煙塵，而且存在能耗高、污染大等系列問題。

徐州北礦金屬再生利用研究院開發(fā)了“鋅灰磁化焙燒-磁選鐵精礦-粗氧化鋅生產(chǎn)電解鋅”新工藝，使鋅、鐵等有價金屬均得到利用。鐵回收率大于90%，鋅回收率大于93%。該院還開發(fā)了富氧側(cè)吹熔煉技術(shù)和轉(zhuǎn)底爐技術(shù)，該技術(shù)不僅可回收鐵、鋅等金屬，還可充分利用其中的鎳、鉻等金屬。

四、二次電池綜合回收技術(shù)

對于失效干電池的再生利用，西方國家多數(shù)采用巖洞封存待處理或防滲水泥固化后填海造地，絕大多數(shù)未實(shí)現(xiàn)無害化處理。只有美、德、日、韓等國家開發(fā)出較成熟的處理工藝和技術(shù)設(shè)備。

韓國資源技術(shù)回收公司（R-tec）開發(fā)了用等離子體技術(shù)處理失效“鋅錳電池”，并回收其中的鐵錳合金和金屬鋅的生產(chǎn)線，年處理失效鋅錳電池?cái)?shù)量達(dá)6000t。

國內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)在20世紀(jì)80年代初就開始了失效干電池濕法冶煉綜合回收工藝的研究工作。針對目前國內(nèi)外失效干電池回收處理技術(shù)普遍存在的操作費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用偏高、經(jīng)濟(jì)上不合理的缺點(diǎn)，北京礦冶研究總院在吸收有關(guān)工藝精髓的基礎(chǔ)上，提出了失效干電池?zé)o害化處理的“一步法”工藝技術(shù)方案。失效電池經(jīng)一步高溫還原揮發(fā)，使電池中的鋅、汞、鎘及有機(jī)物在高溫下分解或還原揮發(fā)，然后分步冷凝回收鋅、汞、鎘等，電池中的鐵和二氧化錳則被熔煉成錳鐵合金，取消了BATREC工藝中電耗高的感應(yīng)爐還原熔煉工藝，只保留一套輔助煙塵、廢氣、廢水的處理系統(tǒng)，具有投資省、操作成本和運(yùn)行成本低、經(jīng)濟(jì)效益較好的特點(diǎn)。初步試驗(yàn)表明，該工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行。

五、廢高溫合金綜合回收技術(shù)

近年來，我國高溫合金的年產(chǎn)量在5000t以上，每年從各航空工廠等有關(guān)廠家產(chǎn)出的高溫合金回收料約數(shù)千噸。但是由于我國廢高溫合金回收料的再生利用還處于一個較低的水平，多數(shù)經(jīng)過簡單的分離后就以低品質(zhì)的合金再次用到小企業(yè)中，難以實(shí)現(xiàn)保質(zhì)再生，而且回收過程中污染比較大。徐州北礦金屬再生利用研究院開發(fā)了“廢合金強(qiáng)化電解-合金組份調(diào)控再生”技術(shù)、“廢合金高溫分離鎳鈷-還原再生”技術(shù)，以及廢合金高溫組份調(diào)控再生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高溫合金的直接利用。

六、有色金屬再生利用展望

雖然近年來我國有色金屬循環(huán)利用取得了巨大的進(jìn)步，但是由于起步晚，和國外相比仍有不小差距。再生資源產(chǎn)業(yè)總體實(shí)力不強(qiáng)。由于企業(yè)過于分散，回收隊(duì)伍龐雜，很難發(fā)展成具有國際競爭力的再生有色金屬企業(yè)集團(tuán)。再生金屬產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備水平不高。國內(nèi)多數(shù)企業(yè)和回收設(shè)備簡陋，技術(shù)落后，金屬回收率低，而且多金屬品種混雜，質(zhì)量不穩(wěn)定，難以生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品。產(chǎn)業(yè)集約化程度低，低水平重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重。目前全國再生金屬企業(yè)約有5000 多家，多數(shù)為民營企業(yè)，大中型骨干企業(yè)僅占1%～2%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模普遍偏小，產(chǎn)業(yè)集約化程度低，整個產(chǎn)業(yè)處于小、亂、散的狀態(tài)。此外，法制體系還不夠健全，回收、物流體系不完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳濱.中國有色金屬工業(yè)節(jié)能現(xiàn)狀及未來趨勢[J].資源科學(xué)，2011，（04）：647-652.