有色冶金的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展探討

韓飛洪

（江蘇省安康安全技術(shù)服務(wù)有限公司 江蘇 鹽城 224200）

在多年的發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)有色冶金技術(shù)有了很大進(jìn)展和突破，其生產(chǎn)效率和工藝水平獲得了一定程度的提升。但與世界先進(jìn)水平相比，我國(guó)有色冶金技術(shù)水平還比較低，一些生產(chǎn)工藝比較落后，設(shè)備的生產(chǎn)能力較低，其先進(jìn)性和自動(dòng)化水平不足，而導(dǎo)致企業(yè)在生產(chǎn)中產(chǎn)能低而能耗大，對(duì)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展形成嚴(yán)重制約。要實(shí)現(xiàn)有色冶金工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，就要根據(jù)當(dāng)前其發(fā)展需求，在技術(shù)方面不斷改進(jìn)，促進(jìn)其生產(chǎn)效率提升，提升節(jié)能環(huán)保和自動(dòng)化水平。

1 有色冶金概述

有色冶金就是從成分復(fù)雜的礦物集合體中，將需提取的金屬分離出來(lái)，而得到粗金屬產(chǎn)品，完成有色金屬粗煉。再對(duì)粗金屬進(jìn)行提純，而獲得更加合格的精煉金屬產(chǎn)品。在其冶金過(guò)程中，需要使用一定技術(shù)方法來(lái)分離主要金屬和其它金屬，從而得到較高純度的金屬，具體可采用化學(xué)冶金和物理冶金技術(shù)。

具體其冶金流程主要是，煉前處理、粗煉和精煉這三大環(huán)節(jié)。是利用物理原理、化學(xué)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)冶金中物化反應(yīng)，而達(dá)到冶金目的。

2 有色金屬的優(yōu)勢(shì)分析

我國(guó)是有色金屬生產(chǎn)大國(guó)，我國(guó)有色金屬工業(yè)的發(fā)展是具有一定優(yōu)勢(shì)的。首先，我國(guó)要實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化發(fā)展，使發(fā)展實(shí)現(xiàn)信息化和低碳化，就需要有色金屬產(chǎn)業(yè)的支持，因此我國(guó)有色金屬工業(yè)的發(fā)展是有較大空間的；其次，在當(dāng)前我國(guó)深化改革的歷史機(jī)遇下，有色金屬產(chǎn)業(yè)面臨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的時(shí)代環(huán)境，經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展和我國(guó)對(duì)外開(kāi)放的程度加強(qiáng)，都為有色金屬產(chǎn)業(yè)提供了更大的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)舞臺(tái)；最后，當(dāng)前，我國(guó)依然存在固有體制機(jī)制，但國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)還在穩(wěn)步發(fā)展，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，我國(guó)當(dāng)前仍具備低成本優(yōu)勢(shì)，因此在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中具有一定優(yōu)勢(shì)，有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

在我國(guó)工業(yè)化發(fā)展的過(guò)程中，作為工業(yè)的基礎(chǔ)，有色金屬行業(yè)的發(fā)展成效將對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)產(chǎn)生很大影響，今后在其穩(wěn)定發(fā)展中，要改進(jìn)其中技術(shù)方面不足，使其更加契合時(shí)代需求。

3 有色冶金技術(shù)現(xiàn)狀分析

3.1 有色冶金常用技術(shù)

第一是火法冶金技術(shù)，在當(dāng)前金屬提純中，火法冶金是最早使用也最常用的方法，其使用中要進(jìn)行選礦、冶煉和精煉這三項(xiàng)主要環(huán)節(jié)。主要是在選礦結(jié)束后，將所得細(xì)粒精礦配入冶金溶劑，按照合適的比例進(jìn)行混合，在其均勻混合之后，在高溫?zé)挔t中冶煉，會(huì)形成爐渣、含部分雜質(zhì)金屬液，再經(jīng)過(guò)吹煉、精煉處理環(huán)節(jié)，即可得到含有少量雜質(zhì)的有色金屬，使其精度得以提高。當(dāng)前在有色冶金中使用火法冶金技術(shù)，可以通過(guò)將冶煉溫度提高、使用閃速熔煉方法等，來(lái)使實(shí)際冶煉中的力學(xué)條件得以改善，反應(yīng)速度可以提升，而強(qiáng)化冶煉的強(qiáng)度。使有色冶金效率提高，同時(shí)其消耗的能源也可減少。

第二，濕法冶金技術(shù)，這種技術(shù)實(shí)際運(yùn)用中，幾乎涉及到除了鋼以外的各種金屬冶煉工業(yè)。在有色金屬冶煉中，主要是進(jìn)行礦物分解，利用濕法冶金可以進(jìn)行去除和提取，將其還原為金屬。具體冶煉過(guò)程中，要先在溶液中轉(zhuǎn)入有用的成分，浸取溶液，將其與殘?jiān)鼘?shí)現(xiàn)分離，并且洗滌和回收在殘?jiān)袏A帶的冶金溶劑、金屬離子。然后凈化浸取溶液，并進(jìn)行富集這些浸取溶液。最后，在凈化液中就可提取到有色金屬，或者提取到有色金屬化合物。當(dāng)前，很多有色金屬及其化合物都可采用這一技術(shù)方法來(lái)冶煉，特別是在鋅、鋁和鈾等生產(chǎn)中，大部分都是選擇該方法來(lái)生產(chǎn)的。

這種技術(shù)方法的優(yōu)勢(shì)就在于可以高效回收原料中有價(jià)金屬，在環(huán)境保護(hù)方面有著積極意義，并且可以在有色冶金中實(shí)現(xiàn)連續(xù)、自動(dòng)化生產(chǎn)。當(dāng)前，鋅濕法冶煉技術(shù)還在持續(xù)發(fā)展，原始方法逐漸被淘汰，其發(fā)展不斷加快。在近年來(lái)研發(fā)的新壓井工藝中，在氧壓浸出基礎(chǔ)上發(fā)展出了常壓浸出工藝，其工藝得到進(jìn)一步簡(jiǎn)化，操作和控制都更加簡(jiǎn)單，提高了浸出的回收率，在實(shí)際使用中也取得了不錯(cuò)的成效。

第三是電冶金技術(shù)，有色金屬冶煉中，電冶金技術(shù)是運(yùn)用能源條件實(shí)現(xiàn)目的的，來(lái)對(duì)金屬進(jìn)行提取和處理。具體根據(jù)其實(shí)際電能轉(zhuǎn)化的形式，可以再將其分為兩種技術(shù)方法，即電化冶金和電熱冶金。以鋁生產(chǎn)為例，其工業(yè)生產(chǎn)使用的方法是單一的，就是冰晶石—氧化鋁熔鹽電解法，這種技術(shù)操作有兩項(xiàng)步驟，就是在鋁土礦中生產(chǎn)氧化鋁，然后進(jìn)行氧化鋁電解。其電解工藝需要在電解槽中執(zhí)行，將直流電通入，在經(jīng)過(guò)電解質(zhì)后，可以分解氧化鋁。在冶煉過(guò)程中，電流產(chǎn)生的焦耳熱，其電解溫度需維持在950℃～970℃，陰極和陽(yáng)極上電解可以分別生成液體鋁、氧。碳陽(yáng)極會(huì)氧化，而將二氧化碳等氣體析出，通過(guò)真空管法，將其中的鋁液抽出，經(jīng)過(guò)一定的凈化、澄清處理，然后澆筑形成商品鋁錠，其產(chǎn)品質(zhì)量也可得以保證。

3.2 國(guó)外有色冶金技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外的冶金工程公司，其具備核心設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)的能力，可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能性設(shè)計(jì)，其技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)如下。

可滿足設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性要求；在設(shè)備上會(huì)固化一些技術(shù)和工藝，如控制系統(tǒng)等；掌握先進(jìn)的操作技術(shù)；具備優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)人力資源，其設(shè)計(jì)人員整體素質(zhì)水平較高，且其經(jīng)驗(yàn)豐富。人員具體組成具有國(guó)際化特征，職業(yè)道德、創(chuàng)新意識(shí)和市場(chǎng)意識(shí)較強(qiáng)；設(shè)計(jì)硬件資源良好，具備完備計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)、產(chǎn)品試驗(yàn)條件、產(chǎn)品測(cè)試手段等；軟件設(shè)計(jì)資源方面，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工作平臺(tái)、相關(guān)軟件、情報(bào)檢索軟件等都相當(dāng)完備。

4 有色冶金的技術(shù)發(fā)展

4.1 完善運(yùn)用新技術(shù)

在有色冶金技術(shù)發(fā)展中，要將相關(guān)學(xué)科成就和工程技術(shù)新成就積極融入，對(duì)冶金技術(shù)進(jìn)一步充實(shí)和更新。還要深入研究有色冶金方面的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)工程學(xué)等。并在研究成果基礎(chǔ)上，建立起智能化特征的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，加大對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用力度和水平提升，逐步實(shí)現(xiàn)冶金系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化，以及其冶金自動(dòng)控制。在生產(chǎn)方面更加具有柔性化和高速化特征，能夠連續(xù)生產(chǎn)而充分利用相關(guān)資源和能源，切實(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

比如將真空技術(shù)應(yīng)用于有色冶金中，在真空中進(jìn)行冶金生產(chǎn)活動(dòng)，改善了實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境，在常壓下無(wú)法很好地完成的作業(yè)，可以在真空環(huán)境下順利完成，且對(duì)環(huán)境的污染也更少。對(duì)此，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)應(yīng)用設(shè)備研究，以確?？身樌瓿缮a(chǎn)任務(wù)。

4.2 電解制鋁技術(shù)發(fā)展

鋁冶金技術(shù)將來(lái)會(huì)實(shí)現(xiàn)電解制鋁發(fā)展，使熔體的性質(zhì)得以改善。電解生產(chǎn)鋁工藝應(yīng)用中，由于其中的純冰晶石熔點(diǎn)高、導(dǎo)電差、易腐蝕、溶解量小等原因，導(dǎo)致其實(shí)際生產(chǎn)中需要消耗大量電能，生產(chǎn)成本也相對(duì)較高。因此，很多研究人員來(lái)著手研究開(kāi)發(fā)新的制鋁原料，當(dāng)前取得的主要成就就是將一些理想添加物加入，以改善熔融溫度使其降低，在未來(lái)發(fā)展中該設(shè)想是比較可行的。

這一技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用有多方面意義，首先可以使電流效率提高，熔融溫度高，會(huì)使電流效率降低，而保持低溫操作可以提升其效率；其次是電解槽的使用壽命也可延長(zhǎng)，在電解制鋁工藝中需要使用電解槽，而其被腐蝕的可能性很大，其使用壽命也非常短，因此企業(yè)的成本較高，而在未來(lái)發(fā)展中對(duì)電解槽材料的研發(fā)，可實(shí)現(xiàn)其使用壽命的延長(zhǎng)；再次是有利于環(huán)境保護(hù)，進(jìn)一步加強(qiáng)其中污染物排放水準(zhǔn)，對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)化和再利用，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)；最后是純鋁的純度可以進(jìn)一步提高，未來(lái)研究中，電解槽中鋁液平穩(wěn)性改善，可以使電磁冶金的應(yīng)用更加成熟，進(jìn)而使制鋁的效率和純度提高。

5 結(jié)語(yǔ)

有色冶金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)技術(shù)的支持，我們要加大人才培養(yǎng)力度，對(duì)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行推廣和使用，積極研發(fā)新的冶金技術(shù)，使有色冶金效率、質(zhì)量提高的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)高效回收利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。