淺析有色冶金廢渣中的有價金屬回收技術

賈康樂

（巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司，內蒙古 巴彥淖爾 015000）

基于國內經(jīng)濟迅速發(fā)展的作用下，與能源匱乏相關的問題逐漸顯現(xiàn)出來。如今，能源緊缺在無形之中會對經(jīng)濟發(fā)展帶來較為嚴峻的影響。金屬資源在國內社會發(fā)展當中占據(jù)了重大的影響力，金屬資源需求量呈現(xiàn)出逐漸上漲的態(tài)勢。但是基于當下的時代背景下，由于計劃經(jīng)濟所帶來的影響，依舊沿用的是以往的經(jīng)濟增長模式，這種情況下無法確保所有的金屬資源應用都建立在合理性原則的基礎之上，形成了較為嚴重的浪費現(xiàn)象。有效落實經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的目標是現(xiàn)代社會發(fā)展的核心所在，為了充分貼合國內現(xiàn)代社會發(fā)展的實際需求，圍繞著有價金屬回收的實際情況展開探究具有深刻的現(xiàn)實意義。

為了有效處理以上問題，國內資源開發(fā)策略由長遠的角度著手，可以借助海洋資源和二次資源回收利用等途徑得以實現(xiàn)。盡管人們在海洋當中陸續(xù)探尋到了很多全新的金屬物質，有部分資源的儲備量較多，但是深海挖掘技術還不成熟，依舊處于試驗環(huán)節(jié)，和實際需求相比還要不少改善的空間。金屬替代品短時間內無法有效落實大范圍的應用。結合國內技術以及經(jīng)濟等方面著手，二次資源利用在其中的實用價值更高，這種情況下能夠借助廢物回收將金屬資源的效用充分展現(xiàn)出來，同時也是確保經(jīng)濟以及社會穩(wěn)定發(fā)展的前提條件之一。相較于國際水平，國內廢棄物二次運用占比在三成至五成，還有不少需要完善支出。所以，在國內經(jīng)濟迅速發(fā)展的作用下，人類在生態(tài)環(huán)境方面的要求呈現(xiàn)出不斷上漲的態(tài)勢，金屬資源面臨相對匱乏的困境，我國在固體廢物資源化發(fā)展方向還有不少改進的空間，其中需要重點關注的便是礦業(yè)廢物當中有價金屬回收。

因為我國一直沿用的是相對傳統(tǒng)的經(jīng)濟發(fā)展模式，首次資源開發(fā)的過程中需要加強對金屬回收的重視程度，這種情況下會有部分有價金屬呈現(xiàn)出較為浪費的情況。如今，有必要對一部分觀念進行轉變，對已經(jīng)廢棄的資源需要樹立良好的認知，這部分資源也包含在資源的范疇之中，需要站在全局的角度著手，研發(fā)出全新的技術，確保廢物資源化運用的目標能夠有效落實，在廢料當中完成多種金屬的回收工作，確保原料和工藝等處于循環(huán)使用的狀態(tài)，將資源價值充分展現(xiàn)出來。

1 有色冶金廢渣和有價金屬的簡介

1.1 有色冶金廢渣

結合有色金屬冶煉來看，其中時常會出現(xiàn)于鋼、鉛等有關的廢棄物，以上都包含在有色金屬廢渣的行列當中。經(jīng)歷過水淬環(huán)節(jié)之后，這部分廢渣會演變?yōu)檩^為密集的顆粒，并且呈現(xiàn)出亮黑色的狀態(tài)。冶金廢渣當中蘊含了較多的硅酸鐵，一般來講，廢渣當中的硅酸鐵占比在六成左右。

1.2 有價金屬

有價金屬代表的是提煉金屬時，排除金屬部分之后，在金屬原料當中可以進行回收的其他有價金屬。對有色金屬進行冶煉的過程中，稀散金屬以及貴金屬在貴重金屬當中的占比較高。對有價金屬進行回收是借助某項技術圍繞著有價金屬進行提煉，從而有效落實二次運用的目標。

1.3 有價金屬回收的意義

基于社會迅速發(fā)展的影響下，資源匱乏所產(chǎn)生的一系列問題逐漸顯現(xiàn)出來，金屬資源在我國經(jīng)濟發(fā)展當中占據(jù)了重大的影響力，不論是其實際效用還是價值層面都有較為顯著的影響。我國有色冶金廢渣當中的占比較高，同時貴金屬在廢渣當中的含量較高。當對廢渣進行隨意處理時，有可能會形成一定的資源浪費現(xiàn)象，甚至會給生態(tài)環(huán)境帶來不利影響。我國落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以來，加強了對資源循環(huán)運用的重視程度，發(fā)展經(jīng)濟儼然成為了國內社會發(fā)展的核心所在。站在國內有色冶金廢渣的角度著手，有必要盡可能提升有價金屬的回收率，其中具有深刻的現(xiàn)實意義。第一，金屬資源在國內經(jīng)濟發(fā)展進程中所占據(jù)的地位往往會呈現(xiàn)出逐年上漲的態(tài)勢，利用有價金屬回收能夠有效緩和國內能源匱乏的困境，充分滿足國內經(jīng)濟社會發(fā)展的基本需求，有效落實可持續(xù)發(fā)展的目標。第二，有效維護生態(tài)環(huán)境，上述有色金屬廢棄物當中有大量都被廢棄到了環(huán)境當中，給生態(tài)環(huán)境帶來了沉重的壓力。所以，有必要落實有色冶金廢渣的回收工作，盡可能削減給環(huán)境帶來的負面影響，確保環(huán)境的質量。結合當前的實際情況可以了解到，有色冶金有價金屬回收充分響應了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。為構建節(jié)約型社會奠定了良好的基礎，確保經(jīng)濟處于不斷增長的態(tài)勢，同時也是必然發(fā)展趨勢。

1.4 有色冶金廢渣現(xiàn)狀

結合相關統(tǒng)計結果可以了解到，21世紀初，國內有色冶煉廢渣已經(jīng)超過了一千萬噸，有色金屬采礦業(yè)將近80萬噸，而有色金屬冶煉將近1060萬噸；而有色冶煉尾礦將近12000萬噸。綜上可知，冶金廢渣數(shù)量占比較高，其成份呈現(xiàn)出多樣化的特征。表1為我國有色金屬冶煉廢渣當中組成結構。而表2為有色冶煉尾礦當中的金屬含量。從表當中能夠了解到，有色金屬冶煉廢渣種類往往會呈現(xiàn)出多樣性的特征，有價元素在其中的占比較高，其利潤收益也相對可觀。目前所堆放的有色金屬在15億噸左右，其中蘊含了較高的隱藏價值。有色金屬冶煉廢渣往往會呈現(xiàn)出多元化的特征，有價元素在其中的占比較為可觀，因此能夠獲得不錯的利潤收益。所以，圍繞著冶金廢渣等方面落實二次循環(huán)利益是建設和諧社會的重要因素之一，將廢渣以及尾礦當中性價比較高的金屬物提煉出來，是確保礦山和其他廢棄物向著資源化方向發(fā)展的主要方式之一。

表1 國內有色金屬冶煉廢渣的主要金屬含量

表2 我國有色金屬礦山各類尾礦的主要金屬含量

2 有色冶金廢渣中金屬回收技術

2.1 選冶技術

選冶技術一般會作用在有價金屬以及非金屬回收利用當中。尾礦當中不論是有色金屬還是其他方面都處于相對落后的狀態(tài)，工業(yè)產(chǎn)品當中的核心組成部分便是粗精礦，其回收率處于相對落后的狀態(tài)，其經(jīng)濟效益并不樂觀，無形之中會對相關企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動產(chǎn)生一定的影響。所以，有必要圍繞著尾礦表面的化學性質展開研究，選擇一套行之有效的選礦流程，最終挑選出滿足標準精礦，這種情況下能夠獲得較為可觀的經(jīng)濟效益，確保尾礦當中不論是有色金屬還是金銀回收環(huán)節(jié)都處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

吉林鎳業(yè)公司所選定的浮選尾礦當中的鎳含量在0.4%左右，緊接著由北京礦冶研究之中對這部分尾礦進行選型，確保浮選尾礦當中的鎳金屬回收是建立在有效性原則的基礎之上。該公司在此過程中引入了將近20臺BL1500-B型號的溜槽，同時引入了相應的重選工藝，利用泵針對浮選尾礦進行重新篩選，最終結果相當可觀，該廠的總回收率提升了3%左右。

在濕法煉鋅的作用下將廢渣當中的鍺等有價物質提煉出來，其中蘊含了較高的回收價值。上述物質當中蘊含了較高的親鐵元素在內，中南大學針對上述物質的回收推出了全新的工藝模式。有色冶金廢渣有價金屬回收技術可以借助還原過程，將鎵等元素額作用到金屬鐵當中，這種情況下可以借助磁選的形式將其由原先的燒渣當中分離開來。結合相關研究可以了解到，當溫度處于1100℃，恒溫還原需要耗費150min的情況下，利用濕法煉鋅將廢渣分離出來，能夠知曉鎵品位在2200g/t左右，其回收率將近就成，站在鍺的層面來看，其品質在1600g/t左右，回收率將近99%。

湘西金礦能夠借助老尾礦完成相應的加工環(huán)節(jié)，同時獲得回收金，其中老尾礦在35萬噸左右，每噸的金含量將近4g，一般情況下堆放時間在三十年左右，選擇浮選以及尾礦氰化相結合的冶煉方式，金回收率可以超過七成。利用低度鎢完成尾礦加工環(huán)節(jié)時，按照既定的流程返回到試驗當中，這種情況下每噸礦當中的金含量將近6g，而每噸精礦當中的金含量超過了90g，金回收概率將近八成。

結合贛州區(qū)域來看，其中有色金屬冶煉廠當中大多數(shù)使用的浮-重-磁相結合的模式，這種情況下能夠圍繞著尾礦當中的鎢精選尾礦進行系統(tǒng)地研究。其中不論是規(guī)模較小的試驗還是工業(yè)試驗等，其各項指標都處于相對可觀的狀態(tài)。結合銅精礦來看，其中銅含量占比一成左右，而銀含量不超過1%，前者回收率超過八成，而后者不超過六成。20世紀90年代，選礦廠耗費了兩年的時間共計回收銅資源數(shù)量在5600t左右，鎢金屬將近4700t等等，這種情況下能夠產(chǎn)生的直接受益約52000萬人民幣。

2.2 濕法冶金技術

由金屬提煉的層面來看，濕法冶金在其中占據(jù)了重大的影響力。濕法冶金往往會呈現(xiàn)出較為可觀的選擇性，換言之能夠在水溶液當中運用一定的元素有效落實選擇性分離，將物料當中現(xiàn)有價值較高的成分剝離開來，確保其回收利用率處于較高的狀態(tài)，這種情況下能夠確保原料當中的有價元素以及脈石分離開來。濕法冶金工藝對于勞動條件有著較高的要求，其有毒氣體的排放量滿足既定的標準，能夠充分滿足清潔生產(chǎn)所產(chǎn)生的要求。所以，冶金廢渣處于相對繁雜的狀態(tài)，其尾礦開發(fā)很多時候都是建立在濕法冶金新技術的基礎之上完成開發(fā)。

當粉狀硫化鉛精礦配料處于高溫氧化焙燒脫硫與燒結成塊的過程中，其中所蘊含的鉛、鉈等化合物處于易揮發(fā)的狀態(tài)，一般來講重點體現(xiàn)在煙塵當中，大多數(shù)汞會和煙氣融合在一起?；谏鲜鰲l件下，每年的燒結煙產(chǎn)量將近1.7萬噸，因為上述煙塵是基于氧化性的作用下?lián)]發(fā)出來的，所以其鎘和鉈可溶性較高，此時能夠借助濕法流程在具備鎘元素當中的煙塵中提煉出鎘以及鉈等元素。

面對Cu以及Ni等鎳含量較高的廢渣時，需要優(yōu)先使用酸浸對有價金屬進行提煉，一次性將其中的銅等提煉出來，緊接著落實結晶脫水環(huán)節(jié)，在其中添加一定量的碳酸鈉，確保各種元素處于分離的狀態(tài)，緊接著添加一定量的硫酸，去除雜質之后再次進行結晶脫水，最終能夠將硫酸鎳等物質提煉出來，整個流程并不復雜，并且需要的設備并不多。

電收塵煙灰往往是經(jīng)歷重力除塵以后，借助電收塵的方式所得出的產(chǎn)物，其中的銅含量通常高于2.5%，鋅含量在一成左右，除此之外可以將眾多雜質揮發(fā)出來。這部分煙灰可以按照原先的規(guī)劃經(jīng)歷配料以及混捏等環(huán)節(jié)，這種情況下會耗費較為的精力以及資金，同時還會給煉銅帶來一定的負面影響。如今借助濕法回收能夠將煙灰當中的有價金屬提煉出來，從而獲得較為可觀的經(jīng)濟效益。

江西某家冶煉廠每一年的轉爐渣產(chǎn)出將近9萬噸，在此過程中選擇的是浮選工藝完成銅回收，這種情況下能夠將金和銀聚集在一起，在銅冶煉當中挑選電積法完成淬煉環(huán)節(jié)，在部分重金屬的幫助下，結合浸出工序挑選滿足選擇性原則的溶浸碲，浸出率一般都維持在九成以上，其中鉛含量以及硅含量溶出的可能性并不高，或多或少都會對浸出渣產(chǎn)生一定的抑制效果，全流程碲回收率通常在八成左右。

2.3 火法冶金技術

由于目前生態(tài)環(huán)境污染相對嚴峻，火法冶金會造成較多能源消耗，這種方法的使用頻率呈現(xiàn)出逐漸下降的態(tài)勢，回收冶金廢渣有價金屬時往往會選擇將火法冶煉和濕法技術有效銜接在一起。

站在株洲硬質合金廠的角度來看，其主要從事硬質合金和其他加工品的生產(chǎn)任務。該公司所推出的冶煉系統(tǒng)當中引入了堿壓煮的模式，在處理鎢渣是加工火法冶煉和濕法技術結合起來，通過還原鎢渣，獲得較為可觀的鐵元素以及錳元素等等。鎢鐵合金的運用范圍較為廣泛，其中鑄鐵件當中高的使用頻率最高，熔煉渣是通常會選擇濕法處理的形式，緊接著對氧化鈧以及重鈾酸等方面的產(chǎn)品進行回收。由鎢濕法冶煉工藝著手，該廠應用的是鎂鹽法，這種情況下能夠將鎢酸鈉溶液當中的眾多雜質分離開來，繼而形成磷砷渣，針對磷砷渣進行酸溶以及萃取等方面，借助上述工藝對鎢的氧化物進行回收。此時所形成的砷鐵渣當中有將近一成都屬于原磷砷渣，同時渣型處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，無法和強堿等向融合。

站在贛州冶煉廠的角度來看，可以在蘊含著鈧元素的爐渣當中提煉出氧化鈧。該廠主要從事的是與鎢、鈷相關的產(chǎn)品生產(chǎn)活動，除此之外還兼顧氧化鈧的萃取。經(jīng)營與鎢相關的產(chǎn)品工藝時，有必要針對黑鎢精礦落實堿煮以及壓濾等環(huán)節(jié)，此時能夠將鐵以及錳等元素分離開來，針對這部分廢渣進行反復焙燒，緊接著利用電爐對熔煉進行還原，此時便能夠獲得鎢鐵錳合金。

站在云南錫業(yè)公司的角度來看，針對錫資源進行冶煉時會衍生出含有一定毒性的砷銻鋁錫渣，經(jīng)歷過焙燒以及水浸等工藝環(huán)節(jié)之中便可以衍生出錫鉛焊料等原材料。20世紀80年代，有效處理的砷銻鋁錫渣數(shù)量將近660噸，由此衍生出來的巴氏軸承合金在400t左右，除此之外還包含了將近20t的錫鉛焊料。該廠在此過程中沿用的是聯(lián)合流程處理模式，由此衍生出來的硝酸渣金銀占比相對較低，結合原材料的特性，可以對其進行氧化焙燒，緊接著添加適量的硫酸化，最終能夠成功提煉出銀。浸出渣在硫酸及鹽酸組成的低酸度混酸溶液中，加入氯化鈉，使金優(yōu)先浸出，得到的金粉、銀粉都能達到99.99%。

3 結論

基于國內經(jīng)濟迅速發(fā)展的作用下，與能源匱乏相關的問題逐漸顯現(xiàn)出來，使得我國有色金屬資源面臨著較為嚴峻的局面。同時，我國現(xiàn)代有色冶金行業(yè)中，受粗放型經(jīng)濟增長方式的影響，有色冶金效率低，資源利用不高。在我國有色冶金行業(yè)中，有色冶金廢渣總量，有色冶金廢渣金屬含量較大，且這些金屬可以被回收利用。在發(fā)展社會主義現(xiàn)代化事業(yè)過程中，發(fā)展節(jié)約經(jīng)濟，提高資源利用效率，走可持續(xù)化發(fā)展道路已成為我國現(xiàn)代社會發(fā)展的主要內容。面對我國緊張的能源問題，加大有色冶煉金屬廢渣中的有價金屬的回收利用既是我國現(xiàn)代社會發(fā)展的內在要求，也是我國實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展的內在要求，加大有價金屬回收技術的應用，加大有色冶金廢渣中有價金屬的回收利用，不僅可以為我國現(xiàn)代社會發(fā)展提供充足的能源需求，同時也是對我國環(huán)境保護的一種重要途徑，有著重要的作用和意義。

有色冶金廢渣中有價金屬的回收利用具有非常重要的經(jīng)濟、環(huán)境和社會意義。我國已開始重視這一領域的發(fā)展。中國已將合理利用資源和保護環(huán)境列為“中國21世紀議程”的四大主要內容之一。目前，低污染、低能耗、技術經(jīng)濟上可行的新工藝仍需繼續(xù)開發(fā)。同時，要充分重視新技術、新工藝的工業(yè)應用，把實驗室的研究成果轉化為生產(chǎn)力。