關(guān)于礦渣廢棄物中貴金屬提取技術(shù)的探討

柏述文

（山東黃金冶煉有限公司，山東 煙臺 261400）

貴金屬自身具備較高的熱量和電能引導性能，其自身結(jié)構(gòu)具有較高的溫度穩(wěn)定性、抗化學腐蝕性、抗氧化性以及較低膨脹系數(shù)等相關(guān)優(yōu)勢和特點，所以在高精尖技術(shù)生產(chǎn)中，具有不可或缺實際作用。而采礦、冶煉中，含有大量的貴金屬物質(zhì)，所以需要使用環(huán)保、科學的提煉技術(shù)進行二次處理，保證其資源的使用效率，尤其是在現(xiàn)階段我國礦產(chǎn)資源逐漸下降的大環(huán)境下，針對其廢物的提出技術(shù)研究具有重要的現(xiàn)實意義和實際作用[1]。

1 礦渣廢棄物貴金屬種類

隨著我國礦產(chǎn)的開采和技術(shù)的不斷提升和發(fā)展，在礦渣廢棄物內(nèi)部成分結(jié)構(gòu)中，其貴金屬種類相對比較復(fù)雜。

1.1 金

金物質(zhì)金屬的基礎(chǔ)性能相對穩(wěn)定，自身具備較高的抗化學腐蝕性和穩(wěn)定性，并且自身化學基礎(chǔ)性質(zhì)相對比較穩(wěn)定，是所有貴金屬中惰性相對較高的金屬物質(zhì)，由于其物質(zhì)特點比較柔軟，極易加工，所以金物質(zhì)常用于工業(yè)生產(chǎn)中小電流電路板，或者低電壓的電子元件，比如：電子設(shè)備中的觸頭設(shè)備、插座設(shè)備、焊料零部件、繼電器設(shè)備以及印刷線路板設(shè)備等。

1.2 銀

銀物質(zhì)屬于電力引導性質(zhì)較強的金屬，自身具備強大的抗氧化能力和抗蒸汽水分能力，同時銀金屬物質(zhì)也同樣極易加工，所以一般銀物質(zhì)主要使用在工業(yè)零部件的開關(guān)、銀質(zhì)繼電器、抗氧化電池以及膠片等相關(guān)物質(zhì)和零部件。

1.3 鉑

鉑金屬物質(zhì)自身具備較高的抗氧化性質(zhì)、抗腐蝕性質(zhì)以及催化物質(zhì)表面活動等相關(guān)性質(zhì)所以其金屬物質(zhì)被廣泛在各個工業(yè)生產(chǎn)和加工行業(yè)中，加上其金屬物質(zhì)，十分耐磨損，與電源連接后內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，并且自身物質(zhì)使用壽命相對較長，所以一般使用在電偶、或者電阻結(jié)構(gòu)中。

1.4 鈀

由于鈀金屬物質(zhì)自身的結(jié)構(gòu)密度相對較小，并且其化學特性十分穩(wěn)定，僅次于鉑金屬物質(zhì)，但是在實際投入使用時，其經(jīng)濟成本相對較低，并且在實際應(yīng)用過程中，具有較高的抗硫化特性、抗腐蝕特性以及抗磨性，所以是目前我國可以直接代替鉑金屬的金屬物質(zhì)，通常被使用在電力接觸材質(zhì)和電阻材質(zhì)方面上。

1.5 釕

釕金屬物質(zhì)在日常工業(yè)生產(chǎn)過程中，作為鉑金和鈀金的高校硬化金屬，自身具備較高的化學穩(wěn)定特點、熱量穩(wěn)定性以及高度耐濕特點，并且自身電阻數(shù)值精準程度相對較寬，其電阻溫度系數(shù)相對較小，并且其環(huán)境噪音較低，可以有效與銀金屬物質(zhì)進行有效兼容，因此主要使用在工業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)厚膜電阻零部件[2]。

2 金屬提取技術(shù)必要性

2.1 金屬資源性

礦渣廢棄物在實際開采過程中，會涉及到大量的金屬物質(zhì)和煤炭資源，雖然在煤炭內(nèi)部結(jié)構(gòu)中所產(chǎn)生總量相對較少，但是其自身金屬再利用的實際價值相對較大，是我國金屬提取再利用的核心經(jīng)濟利益出發(fā)點。而礦渣廢棄物內(nèi)部所蘊含的金物質(zhì)、銀物質(zhì)、鉑物質(zhì)以及鈀物質(zhì)等貴金屬隨著我國開采技術(shù)不斷提升而提高，加上國際貴金屬價格逐漸呈現(xiàn)出上升趨勢，導致礦渣廢棄物的經(jīng)濟回收價值也不斷提高。現(xiàn)階段我國1 噸礦渣廢棄物的貴金屬價值大約在20 萬左右，雖然在煤炭內(nèi)部結(jié)構(gòu)中所纏身過的貴金屬總體含量相對較低，但是其金屬的經(jīng)濟性卻相對較高。

2.2 金屬危害性

在煤炭廢棄物中，經(jīng)過開采和提煉后，會產(chǎn)生大量的鉛物質(zhì)、鉻物質(zhì)等，如果不能即使進行技術(shù)處理，人體吸收或者經(jīng)過呼吸道，會對人體產(chǎn)生一定程度的危害。并且在煤炭廢棄物中，由于金屬或者有害物質(zhì)不能依靠自身簡單的分解只能通過技術(shù)手段進行轉(zhuǎn)移或者轉(zhuǎn)化其存在模式，如果不能即使進行處理，會產(chǎn)生環(huán)境污染或者危害[3]。

3 礦渣廢棄物中貴金屬提取技術(shù)探索

3.1 金屬提取技術(shù)原理

礦渣廢棄物技術(shù)原理主要致使礦渣廢棄物內(nèi)部的金屬物質(zhì)以及非金屬物質(zhì)進行有效分離，其中包含技術(shù)拆分、破碎以及篩選等相關(guān)流程。通過進行技術(shù)拆分有效去除礦渣廢棄物內(nèi)部的有害物質(zhì)，最終進行集中化技術(shù)處理。而高密度的技術(shù)粉碎是貴金屬以及非金屬物質(zhì)的有效分離關(guān)鍵環(huán)節(jié)，經(jīng)過技術(shù)人員不斷進行技術(shù)研究最終發(fā)現(xiàn)，當?shù)V渣廢棄物整體粉碎顆粒直徑達到0.6mm 時，金屬物質(zhì)金本上可以實現(xiàn)100%的物質(zhì)分離，而現(xiàn)階段使用較多的粉碎技術(shù)和系統(tǒng)主要包含高速沖擊破碎模式、高壓擠壓破碎模式以及剪切破碎模式等。

而貴金屬分選環(huán)節(jié)則需要根據(jù)礦渣廢棄物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體密度、基礎(chǔ)導電特性、磁性以及基礎(chǔ)表面特點等存在的差異性，使用自身重力分選模式、磁力分選模式、靜電分選模式、渦流分選模式以及漂浮分選模式等相關(guān)系統(tǒng)和科學技術(shù)，致使礦渣廢棄物自身的高價值成分進行集合，從根本上降低后續(xù)技術(shù)處理的整體難度。為了更加高校、科學的分離貴金屬物質(zhì)，一般會使用破碎技術(shù)以及分選技術(shù)相互結(jié)合模式。比如：德國某公司已經(jīng)相繼開發(fā)出四階段的破碎技術(shù)，致使礦渣廢棄物經(jīng)過粉碎技術(shù)、冷凍技術(shù)、再次粉碎技術(shù)、分選技術(shù)以及靜電區(qū)分技術(shù)等。其中礦渣廢棄物經(jīng)過預(yù)先粉碎后，致使其達到一定細致程度后，經(jīng)過高壓液氮進行全面冷凍后再次進行粉碎、分選，最終使用靜電進行最終篩選，從而得到貴金屬物質(zhì)。而此種系統(tǒng)模式在初次粉碎后，使用液氮進行全面冷凍，更加有利于結(jié)構(gòu)的再次粉碎，加上液氮自身物理和化學特性，可以有效防止非金屬的氧化，最大限度避免有害物質(zhì)的產(chǎn)生，乎此之外，該公司還研發(fā)出其設(shè)備的搭配裝置，將已經(jīng)有效分理出的金屬顆粒進行有效回收[4]。

3.2 金屬提取技術(shù)流程

由于煤炭廢棄物內(nèi)部接受的金屬組合相對比較復(fù)雜，所以需要使用貴金屬提取技術(shù)進行有效處理。

3.2.1 火焰冶金技術(shù)

火焰冶金技術(shù)是現(xiàn)階段我國礦渣廢棄物中貴金屬提取技術(shù)中，比較常見的貴金屬冶金技術(shù)之一，通常包含焙燒模式、煉吹煉模式、火法精煉模式、電解精煉模式以及化學精煉模式等相關(guān)方式。但是由于火焰冶金模式在重金屬回收過程中，需要通過高溫燃燒模式，所以會產(chǎn)生大量的有害氣體，導致貴金屬提取過程中的污染問題嚴重。

3.2.2 水分冶金技術(shù)

水分冶金技術(shù)的基礎(chǔ)原理則是將已經(jīng)粉碎后的煤炭廢棄物顆粒完全放置水資源溶液內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，并且通過化學方式或者物理方式有效完成化學冶金的整體流程。比如：王水模式、氰化模式、溶劑萃取模式以及氨-硫代硫酸鹽模式等。其中使用王水模式進行冶金過程中，首先需要將已經(jīng)粉碎后的煤炭廢棄物使用王水法進行初步篩選，隨后使用氰化物物質(zhì)進行進一步技術(shù)處理，而氰化法可以更加直觀有效的將原材料中的特殊金屬進行過濾，其中黃金提取機率相對較高，可以達到90%以上，并且其經(jīng)濟支出成本相對較低，設(shè)備和操作方式比較簡單，有效。但是在礦渣廢棄物中貴金屬提取技術(shù)中，王水以及氰化法相結(jié)合在實際應(yīng)用中整體流程比較復(fù)雜，并且化學藥劑的整體消耗總量較大，并且一旦分理出后，后期的貴金屬處理技術(shù)要求層次較高，同時在操作過程中，其物質(zhì)對于環(huán)境污染和破壞十分嚴重。所以需要技術(shù)人員進行合理化技術(shù)完善，才能從根本上滿足國家對其環(huán)境保護的實際要求。

隨著我國科學技術(shù)不斷提升，現(xiàn)階段項目研究重點主要集中在化學萃取藥劑的選擇和萃取基礎(chǔ)環(huán)境的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。目前我國常用萃取藥劑抱恨：陰離子交換萃取藥劑、中性含磷萃取藥劑、中性含硫萃取藥劑、中性含氧萃取藥劑等。而在貴金屬提出過程中，使用包含三異辛胺物質(zhì)的陰離子作為整體萃取體系的交換，可以有效從礦渣廢棄物中成功提取金屬銅，并且從中得到濃度為99%的硫酸銅物體。而使用磷酸三丁酯物質(zhì)可以在氰化液體環(huán)境中有效萃取中金物質(zhì)。而硫醚物質(zhì)可以有效提取鉑金屬物質(zhì)。由于使用化學水資源萃取技術(shù)，雖然物質(zhì)組合模式相對比較復(fù)雜，但是在實際操作后，藥劑總體使用總量相對較大，需要搭配全新的萃取技術(shù)，有效解決此問題。

3.2.3 生物冶金技術(shù)

生物冶金技術(shù)主要指的是利用生物有效提取礦渣廢棄物中的貴金屬物質(zhì)的綜合技術(shù)。此項技術(shù)在20 世界已經(jīng)開始引起研究學者的關(guān)注和重視，但是真正投入應(yīng)用技術(shù)相對較少。但是近幾年我國全面開展和貫徹環(huán)保政策和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，因此生物冶金技術(shù)逐漸受到了全面應(yīng)用和重視[5]。其中生物冶金提取技術(shù)主要分為兩種，其一為生物浸出提取技術(shù)，其二為生物吸附提取技術(shù)。其中生物冶金技術(shù)一般提出貴金屬需要通過拆分、粉碎、生物浸出、金屬處理等相關(guān)環(huán)節(jié)，并且以此作為基礎(chǔ)，進一步驗證了生物冶金技術(shù)在實際操作過程中的可行性和穩(wěn)定性。

生物冶金技術(shù)現(xiàn)階段被作為具有環(huán)保、高經(jīng)濟價值的最潛力冶金模式之一，與傳統(tǒng)冶金模式相比較，生物冶金技術(shù)自身的吸附功能實際操作十分簡單、經(jīng)濟費用較低、功能操作簡單、有害物質(zhì)排放總量較少、綠色環(huán)保等相關(guān)優(yōu)勢。同時使用生物進行金屬冶金，可以有效利用其自身的環(huán)保技術(shù)，取代傳統(tǒng)的火焰冶金技術(shù)，成為現(xiàn)階段冶金技術(shù)的主要應(yīng)用手段。然而在實際操作和系統(tǒng)運行過程中，生物冶金技術(shù)需要生物長時間浸泡在專業(yè)溶液中，對于基礎(chǔ)金屬含量較高的礦渣廢棄物冶金效果并不明顯，所以目前需要技術(shù)人員對其進行完善和優(yōu)化。而且生物在實際吸附過程中，需要尋找自身吸附能力較強的細菌或者活性物質(zhì)，所以此項技術(shù)仍然要不全完善。

3.2.4 真空蒸餾冶金技術(shù)

在礦渣廢棄物中貴金屬提取技術(shù)中，真空蒸餾液技術(shù)主要依靠專業(yè)技術(shù)，煤炭中含有的多重金屬在真空空間內(nèi)進行分別處理，經(jīng)過蒸發(fā)和冷凝后，最終形成分離的回收貴金屬。在整體物質(zhì)分離過程中需要在專業(yè)的真空環(huán)境和裝置中開展，所以真空爐需要包含原材料加工設(shè)備、連續(xù)進料裝置、原材料冷凝收集裝置等，當貴金屬在真空涉筆中經(jīng)過連續(xù)加熱，進而不斷蒸發(fā)后，技術(shù)人員將使用所方位的冷凝設(shè)備進行持續(xù)冷卻，進而有效實現(xiàn)貴金屬的提煉，得到金物質(zhì)、銀物質(zhì)、鉑物質(zhì)等貴金屬，使用此種模式進行冶金和提煉，所得到的貴金屬純度相對較高，并且在整體回收過程中不會產(chǎn)生二次環(huán)境污染，同時在提純時，同樣不會產(chǎn)生廢氣或者廢水等優(yōu)勢。

4 結(jié)束語

由此可見，礦渣廢棄物中貴金屬提取技術(shù)在實際操作和應(yīng)用中，可以有效創(chuàng)造經(jīng)濟收益，尤其是針對其廢物進行再利用，可以有效完成和實現(xiàn)綠色、環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)戰(zhàn)略，對適應(yīng)低碳經(jīng)濟的社會發(fā)展具有十分重要的作用和現(xiàn)實含義。但是目前我國貴金屬提取技術(shù)仍然需要進行進一步技術(shù)處理，并且以此作為基礎(chǔ)，將其技術(shù)有效提升和優(yōu)化，在根本上確定其研究重點。