解析 | 有色冶金废渣回收技术的现状和趋势

01、有色冶金废渣回收技术的应用现状

有色冶金废渣具体是指在有色金属冶炼的过程中产生的各种有色金属残渣，其中较为常见的有铜渣、锌渣、铝渣、镍渣等。除此之外，还有从铝土矿提炼氧化铝时排出的赤泥、轧钢过程中产生的氧化铁渣等。通常情况下，有色金属废渣经过水萃取之后会呈现出亮黑色的致密颗粒物，其中含60%~70%的SiFe。如果将铜渣置于回转窑内进行氧化焙烧，然后再以还原法进行处理，便可回收粒铁。铜、锌、铝、镍等重金属炉渣中含有大量的铁化合物，可用其替代铁矿粉作为生产水泥的原材料，同时，这些炉渣经过破碎处理后还能作为骨料，用于混凝土的拌制。综上所述，由于有色冶金废渣应用比较广泛，因此，相关专家学者加大了对其回收技术的研究力度，并取得了一定的成果。目前，较为常用的回收技术主要有以下几种。

1.1选冶法

该技术在有色金属尾矿的回收中比较常用。由于尾矿中所含的有色金属相对较少，加之粗精矿的回收率偏低，致使尾矿中有色金属的提炼效果并不理想，由此产生的经济效益很小，无法调动矿山企业的积极性。而通过选冶法的应用，能够使上述问题得到有效解决。例如，某有色金属冶炼厂采用了浮选+重选+磁选的联合选冶工艺，对尾矿中的有色金属进行回收。由该尾矿的地质勘探资料得知，其中主要的有色金属为铜、银、钨，使用选冶法回收到的精矿石当中的铜、银、钨含量分别为13.41%，0.148%，23.64%，回收率分别为83.88%，58.23%，41.16%.选冶法的应用使得该冶炼厂的经济效益获得显著提升。又如，某选矿厂的浮选尾矿当中的镍含量为0.3%~0.5%，该厂采用尾矿再选型螺旋溜槽对尾矿中的镍金属进行回收，同时，为了提高回收率，又增设了一段重选工艺，并将设备配置成14台一次粗选、2台一次精选的格局，由此大幅度提高了回收率，并获得了巨大的经济效益。

1.2湿冶法

该技术是目前国内有色冶金废渣回收最为常用的一种，也是最有效的方法之一。湿法冶金主要是利用酸、碱、微生物水溶液浸出的方法，对废渣中的金属元素进行提取，然后再用电解法对水溶液中的金属进行抽取。该回收技术具有对劳动条件的要求较低、回收过程中不会产生高温和粉尘等危害、金属回收效率较高、有毒气体排放量非常小等特点，属于清洁型生产工艺，因此，常被用于尾矿再开发和复杂废渣冶金当中。该技术的应用现状如下:①在对铅锌精矿进行焙烧的过程中，矿石中所含的大量金属元素很容易聚集到烟尘当中，在氧化性条件下，焙烧所形成的烟尘具有挥发性的特点，因此，可直接应用湿法冶炼对其中的金属元素进行回收。通过酸浸出、净化收集、氧化、压缩熔炼等工艺能够回收到金属镉和铊。②在粗铜冶炼的过程中，会产生大量的电收尘烟尘，其中约含2.5%的铜、10%的锌。如果对此类烟尘进行直接反炉熔炼，不仅无法回收到废渣中的有色金属，而且还可能对粗铜的冶炼过程造成影响。而采用湿法冶炼可以有效解决这一问题，首先用水对废渣进行浸泡处理，借此来将其中的一些难溶物沉淀成铅渣。在这一过程中，铜和锌等金属元素会溶于水中，然后再利用锌粉便可以将溶液中的金属元素提取出来。③由于镍渣当中含有大量的有价金属，例如Ni、Cu等，因此，可用湿法冶金对其进行回收。具体回收时，先用酸溶液对镍渣进行浸泡处理，使渣中的有价金属溶解到溶液当中;然后再进行结晶脱水处理，并使用碳酸钠将有价金属分离出来，随后加入硫酸进行反应;最后进行过滤、结晶、脱水，便可获得硫酸镍和硫酸铜等。

1.3干冶法

该方法又被称为火法冶金，具体是指在高温条件下，对有色金属废渣进行提炼。因其整个工艺过程不需要使用任何水溶液，所以被称为干冶法。由于该方法在冶炼的过程中不但需要消耗大量的能源，而且还会生成多种污染物，对环境的污染极其严重，因此，在实际中应用得较少。但通过该方法，也能从冶金废渣中回收到有价金属，并且可以减少矿石的使用，从而减低生产成本。正是基于这一原因，一些小型冶炼厂仍在使用该方法。

02、未来发展趋势

根据有关预测，我国在2019-2023年期间的人均铜消耗量将会达到峰值，为3.7~4.6kg，以此为基数，未来20年的人均铜需求量为7800万~8100万t，这将会使铜缺口总量达到5×107t以上。为了解决这一问题，国家采取了各种措施，例如寻找金属替代产品、资源回收再利用等。从整体情况来看，最有实际应用价值的应属资源回收再利用这一措施了，尤其是对有色冶金废渣的回收利用。因此，在未来一段时期内，加大有色冶金废渣回收技术的研究力度是非常有必要的。由上文分析可知，选冶法、湿冶法、干冶法是目前国内冶金废渣提炼中较为常用的三种技术，虽然这三种技术都能对冶金废渣进行有效回收，但考虑到环境保护，干冶法显然已经不再适用，所以有必要探寻一种更加有效的回收技术来替代干冶法。与此同时，还应当对现有的选冶法和湿冶法进行不断的改进和完善，使其在满足环保要求的前提下，提高有价金属的回收效率。只有这样，才能真正变有色冶金废渣为宝，从而缓解我国未来金属短缺的问题，促进我国的稳定、持续发展。

文章来源：《冶金与材料》 网址: http://www.yjyclzz.cn/zonghexinwen/2020/1111/669.html