有色金屬冶煉廢渣濕法回收技術(shù)研究

齊兆軒，于 洋

（河鋼集團(tuán)唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北 唐山 263000）

有色金屬在我國(guó)占據(jù)著不可撼動(dòng)的地位，在過(guò)去的30年里，有色金屬漸漸地成為決定一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、國(guó)防建設(shè)等發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和綜合實(shí)力的代表。有色金屬資源短缺與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求之間的矛盾日益突出，與此同時(shí)我國(guó)的工業(yè)與有色金屬相關(guān)聯(lián)得個(gè)各行業(yè)出現(xiàn)了競(jìng)爭(zhēng)危機(jī)[1]。

因此，有色金屬的冶煉成為了解決這一難題的方法之一，有色金屬的冶煉可以減少在開(kāi)采有色金屬礦時(shí)對(duì)土地及礦山造成的傷害[2]。但是在有色金屬冶煉的過(guò)程中通常會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣。傳統(tǒng)處理廢渣方法有填埋、堆置儲(chǔ)存、焙燒和濕法浸提等技術(shù)。有色金屬的廢渣的堆積，不僅導(dǎo)致大量重金屬的流失還會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。如果對(duì)廢渣處理的不夠恰當(dāng)，不僅會(huì)造成環(huán)境的污染，還會(huì)影響到人們的日常生活。有色金屬冶煉產(chǎn)生廢渣處理方式有很多種，其中包括中和法、生物法、硫化法、鐵鹽除鉀法、吸附法以及膜分離技術(shù)等。中和法操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉，但是沉淀量大，操作環(huán)境復(fù)雜；生物法可以與其他工藝結(jié)合，適用于前端操作，但是剩余殘?jiān)木C合研究還待思考；硫化法可以在低PH值下除去重金屬，但是容易產(chǎn)生二氧化硫造成二次污染并且成本高；鐵鉀除鹽法適用于低濃度的鉀處理，但是實(shí)際用量大且成本高；吸附法適用于低濃度的重金屬處理，但是吸附劑再生頻繁、解吸液回收利用困難；膜分離技術(shù)處理技術(shù)好，產(chǎn)生可回收的油性物質(zhì)，但是會(huì)造成膜污染、成本較高。為了解決該問(wèn)題，提出了有色金屬冶煉廢渣濕法回收技術(shù)。

1 基于濕法技術(shù)回收有色金屬冶煉廢渣

1.1 有色金屬冶煉廢渣產(chǎn)生原理

通常會(huì)在有色金屬的冶煉過(guò)程中加入一些酸性試劑等，這些都會(huì)成為廢渣的主要成分，對(duì)環(huán)境造成污染。有色金屬冶煉最常見(jiàn)的冶煉辦法是火法冶煉，采用這種傳統(tǒng)的冶煉技術(shù)會(huì)在后期用水淬冷卻時(shí)產(chǎn)生少量重金屬污染物廢水，因此形成有色金屬冶煉廢渣。這些廢渣中重金屬含量較高并且種類復(fù)雜。這些廢渣處理方式近些年來(lái)是人們關(guān)注的問(wèn)題。一旦廢渣的處理方式不恰當(dāng)，不慎流入生態(tài)系統(tǒng)，可能會(huì)造成農(nóng)作物減產(chǎn)、水生動(dòng)植物死亡，甚至對(duì)土壤造成不可挽回的傷害。一旦有色金屬冶煉的廢渣污染水源，給人類生產(chǎn)生活帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。因此，提出了有色金屬冶煉廢渣濕法回收技術(shù)。

1.2 濕發(fā)回收技術(shù)的實(shí)施

圖1 具體浸出過(guò)程

濕法回收技術(shù)具有回收率高、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。用濕法回收冶煉有色金屬產(chǎn)生的廢渣包括浸出、凈化，金屬沉淀等三個(gè)過(guò)程。因此，使用濕法回收技術(shù)回收有色金屬冶煉中的廢渣將會(huì)減少有色金屬冶煉中廢渣對(duì)環(huán)境的污染，這是我國(guó)現(xiàn)階段需要解決主要問(wèn)題。濕法處理技術(shù)主要包括酸法和堿法兩種方式。用濕法回收技術(shù)回收有色金屬冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣包括三個(gè)過(guò)程：浸出，凈化，金屬沉淀。濕法回收技術(shù)具有回收率高、環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。

（1）浸出試劑選擇。浸出過(guò)程是冶金過(guò)程中最重要單元，選出適量溶劑使廢渣選擇性溶解。廢渣中成分復(fù)雜，含有多種礦物質(zhì)，因此需要選擇合適溶劑和浸出方法進(jìn)行合理浸出。具體浸出過(guò)程如圖1所示。

由圖1可知：分析浸出劑特點(diǎn)、浸出原料以及浸出壓力和溫度。根據(jù)這幾種浸出方式有具體可分為以下浸出方法：水浸出、酸浸出、堿浸出、鹽浸出、氯化浸出、氧化浸出、還原浸出、細(xì)菌浸出；金屬浸出、氧化物浸出、硫化物浸出；高溫高壓和常溫常壓浸出。根據(jù)不同浸出方式，我們選擇堿性浸出方式來(lái)回收有色金屬冶煉過(guò)程中產(chǎn)生廢渣。

（2）凈化過(guò)程設(shè)計(jì)。為了在沉淀中提取有用的重金屬，必須除去原料溶于浸出溶液中一些金屬雜質(zhì)。為了使主體金屬與原溶液分開(kāi)一般有兩種方法:一種是從溶液中析出主體金屬;而另一種是先將雜質(zhì)析出然后使主體金屬留在溶液中。在工業(yè)上凈化方法有有機(jī)溶劑萃取法，離子交換法，離子沉淀法和還原法。溶劑萃取法主要利用金屬離子在有機(jī)試劑中分配不同，根據(jù)不同的溶點(diǎn)分離出有機(jī)試劑和金屬離子，再用稀釋劑從有機(jī)溶劑中將金屬離子分離出來(lái)。離子交換技術(shù)中的離子交換樹脂是離子交換過(guò)程中的重要物質(zhì)。因?yàn)殡x子交換樹脂容量大，性質(zhì)穩(wěn)定。因此被高頻率應(yīng)用在工業(yè)中的金屬回收中。沉淀法是用沉淀劑是溶液中的某種離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成氧化物從而實(shí)現(xiàn)沉淀的效果水解沉淀，硫化物沉淀，共沉淀這三種沉淀方法是通常情況下常用的沉淀方法。凈化過(guò)程多采用萃取技術(shù)，溶劑萃取法在有色金屬冶煉濕法回收廢渣過(guò)程中得到大規(guī)模應(yīng)用，原因是溶劑萃取法具有選擇性高、分離效果好等優(yōu)點(diǎn)。

（3）金屬沉淀。濕法回收有色金屬冶煉中的廢渣最后一步是金屬沉淀，通常采用電解法，電解法可以直接制取純金屬，是濕法冶金技術(shù)的最后一道程序，也是很重要的程序，由此完成有色金屬冶煉廢渣濕發(fā)回收。

2 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于我國(guó)有色金屬冶煉過(guò)程中產(chǎn)生廢渣回收問(wèn)題是一項(xiàng)操作復(fù)雜，并且影響因素多且時(shí)間較長(zhǎng)的一項(xiàng)重要任務(wù)。為了減少?gòu)U渣處理不當(dāng)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成危害，人們提出很多回收廢渣方法。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各個(gè)行業(yè)對(duì)于有色金屬需求越來(lái)越大，有色金屬合理開(kāi)采成為了我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略必須面臨重要難題。因此，提出的濕法回收技術(shù)，具有回收率高，減輕環(huán)境污染的優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛關(guān)注。這一回收技術(shù)還需不斷探索和完善，在今后研究過(guò)程中，采用濕法回收技術(shù)可以達(dá)到能符合國(guó)家行業(yè)要求、政策規(guī)定也能夠保證工藝投資和運(yùn)行費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性，減少對(duì)環(huán)境的污染和破壞。