再生有色金屬利用與節能

胡斌

摘要：作為我國有色金屬工業重要組成部分、緩解我國有色金屬資源瓶頸有效途徑和節能減排重要舉措的再生有色金屬產業，面臨著前所未有的發展機遇，再生有色金屬產業大有可為。整個再生有色金屬產業只有科學發展、全面進步、才能不負重托，彰顯支撐作用和發展活力。

關鍵詞：有色金屬；再生利用；再生

引言

隨著我國有色金屬生產和消費水平的提高， 社會上可用的廢雜金屬的積蓄量也不斷增加， 利用好這些再生資源， 不僅可以提高有色金屬資源利用率， 而且能夠減少污染， 保護生態環境， 節約寶貴的金屬資源， 對創建社會文明和進步起到積極作用。另外礦產資源是不可再生的，用一點就少一點，而且我國又是有色金屬資源短缺的國家，節約和合理使用資源顯得特別重要。

一、廢雜銅的循環回收利用技術

廢雜銅回收一般包括兩部分：一是企業在生產過程中產生的邊角廢料；二是報廢的銅產品。2010年我國再生銅產量占原生銅產量比例的30%，約有38%的廢雜銅進入銅加工行業直接做成銅制品，12%進入熔煉銅精礦的轉爐或陽極爐處理，50%的廢雜銅進入專門冶煉廢雜銅的工廠或生產系統處理。截止到2011年9月份，我國再生銅產量達到193萬t，隨著各行業對銅的需求量不斷加大，再生銅的比例會越來越大。

西班牙的LaFargaLacambra開發了用廢雜銅生產“火法精煉高導電銅”即FRHC工藝，用的92%以上的廢雜銅，生產的銅桿質量可達到EN1977（1988）CW005A標準，含銅量>99.93%，導電率>100.4%IACS，最高可達到>100.4%IACS。意大利Continuus-propeizi也開發了類似的技術。我國貴溪冶煉廠2001年引進了德國Maerz公司的傾動爐，用以處理含銅品位在92%以上的廢雜銅。采用重油加20%左右富氧空氣助燃，壓縮空氣氧化，LPG還原，每爐年產陽極銅約10萬t，爐渣含銅約35%。該技術的缺點是設備龐大，精煉效率低。針對國內廢雜銅的特點，中國瑞林工程技術有限公司開發了NGL爐工藝及設備。NGL爐既可采用氣體燃料，也可使用粉煤等固體燃料，爐體簡單，轉動靈活，自動化程度搞，爐體密閉，環保好。主要處理含銅品位90%以上的廢銅料，爐渣含銅可控制在20%左右。采用稀氧燃燒后，熱效率可提高40%，減少碳排放45%，減少氮化物排放87%。目前，在國內已經投入使用，運轉效果良好。

二、含鉛物料再生利用技術

我國再生鉛工業起步于20世紀50年代，原料來源較多，其中85%以上來自廢鉛酸蓄電池，少量來自電纜包皮、耐酸器皿襯里和鉛錫焊料。近年來，隨著我國對環境保護和資源循環的重視，我國再生鉛行業取得了巨大的進步。截止到2011年9月，我國再生鉛產量達到93萬t。河南豫光金鉛集團采用底吹熔煉法處理含鉛物料。該方法自動化程度高，塑料與鉛泥分離效果好，選出的鉛渣可直接生產鉛銻合金，充分利用了廢舊蓄電池中的銻、錫等有價金屬元素，已經獲得成功應用。

三、含鋅物料再生利用技術

鋅的再生利用比其他有色金屬的回收較困難。鋅主要應用于冶金產品鍍鋅、干電池、氧化鋅和壓鑄合金等，但這些鋅都不易回收，而且回收率較低。國內再生鋅的原料主要來自于鋼廠產生的含鋅煙塵，但是目前只有少量工廠采用回轉窯還原揮發工藝生產氧化鋅煙塵，而且存在能耗高、污染大等系列問題。

徐州北礦金屬再生利用研究院開發了“鋅灰磁化焙燒-磁選鐵精礦-粗氧化鋅生產電解鋅”新工藝，使鋅、鐵等有價金屬均得到利用。鐵回收率大于90%，鋅回收率大于93%。該院還開發了富氧側吹熔煉技術和轉底爐技術，該技術不僅可回收鐵、鋅等金屬，還可充分利用其中的鎳、鉻等金屬。

四、二次電池綜合回收技術

對于失效干電池的再生利用，西方國家多數采用巖洞封存待處理或防滲水泥固化后填海造地，絕大多數未實現無害化處理。只有美、德、日、韓等國家開發出較成熟的處理工藝和技術設備。

韓國資源技術回收公司（R-tec）開發了用等離子體技術處理失效“鋅錳電池”，并回收其中的鐵錳合金和金屬鋅的生產線，年處理失效鋅錳電池數量達6000t。

國內的科研機構在20世紀80年代初就開始了失效干電池濕法冶煉綜合回收工藝的研究工作。針對目前國內外失效干電池回收處理技術普遍存在的操作費用和運行費用偏高、經濟上不合理的缺點，北京礦冶研究總院在吸收有關工藝精髓的基礎上，提出了失效干電池無害化處理的“一步法”工藝技術方案。失效電池經一步高溫還原揮發，使電池中的鋅、汞、鎘及有機物在高溫下分解或還原揮發，然后分步冷凝回收鋅、汞、鎘等，電池中的鐵和二氧化錳則被熔煉成錳鐵合金，取消了BATREC工藝中電耗高的感應爐還原熔煉工藝，只保留一套輔助煙塵、廢氣、廢水的處理系統，具有投資省、操作成本和運行成本低、經濟效益較好的特點。初步試驗表明，該工藝技術經濟可行。

五、廢高溫合金綜合回收技術

近年來，我國高溫合金的年產量在5000t以上，每年從各航空工廠等有關廠家產出的高溫合金回收料約數千噸。但是由于我國廢高溫合金回收料的再生利用還處于一個較低的水平，多數經過簡單的分離后就以低品質的合金再次用到小企業中，難以實現保質再生，而且回收過程中污染比較大。徐州北礦金屬再生利用研究院開發了“廢合金強化電解-合金組份調控再生”技術、“廢合金高溫分離鎳鈷-還原再生”技術，以及廢合金高溫組份調控再生技術，實現了高溫合金的直接利用。

六、有色金屬再生利用展望

雖然近年來我國有色金屬循環利用取得了巨大的進步，但是由于起步晚，和國外相比仍有不小差距。再生資源產業總體實力不強。由于企業過于分散，回收隊伍龐雜，很難發展成具有國際競爭力的再生有色金屬企業集團。再生金屬產業技術裝備水平不高。國內多數企業和回收設備簡陋，技術落后，金屬回收率低，而且多金屬品種混雜，質量不穩定，難以生產高質量產品。產業集約化程度低，低水平重復建設嚴重。目前全國再生金屬企業約有5000 多家，多數為民營企業，大中型骨干企業僅占1%～2%，產業規模普遍偏小，產業集約化程度低，整個產業處于小、亂、散的狀態。此外，法制體系還不夠健全，回收、物流體系不完善。

參考文獻：

[1]吳濱.中國有色金屬工業節能現狀及未來趨勢[J].資源科學，2011，（04）：647-652.