有色金屬冶煉廢渣濕法回收技術研究

齊兆軒，于 洋

（河鋼集團唐山鋼鐵集團有限責任公司，河北 唐山 263000）

有色金屬在我國占據著不可撼動的地位，在過去的30年里，有色金屬漸漸地成為決定一個國家經濟、科學技術、國防建設等發展的重要物質基礎，是體現一個國家經濟和綜合實力的代表。有色金屬資源短缺與國民經濟發展需求之間的矛盾日益突出，與此同時我國的工業與有色金屬相關聯得個各行業出現了競爭危機[1]。

因此，有色金屬的冶煉成為了解決這一難題的方法之一，有色金屬的冶煉可以減少在開采有色金屬礦時對土地及礦山造成的傷害[2]。但是在有色金屬冶煉的過程中通常會產生大量的廢渣。傳統處理廢渣方法有填埋、堆置儲存、焙燒和濕法浸提等技術。有色金屬的廢渣的堆積，不僅導致大量重金屬的流失還會對環境產生一定的影響。如果對廢渣處理的不夠恰當，不僅會造成環境的污染，還會影響到人們的日常生活。有色金屬冶煉產生廢渣處理方式有很多種，其中包括中和法、生物法、硫化法、鐵鹽除鉀法、吸附法以及膜分離技術等。中和法操作簡單，費用低廉，但是沉淀量大，操作環境復雜；生物法可以與其他工藝結合，適用于前端操作，但是剩余殘渣的綜合研究還待思考；硫化法可以在低PH值下除去重金屬，但是容易產生二氧化硫造成二次污染并且成本高；鐵鉀除鹽法適用于低濃度的鉀處理，但是實際用量大且成本高；吸附法適用于低濃度的重金屬處理，但是吸附劑再生頻繁、解吸液回收利用困難；膜分離技術處理技術好，產生可回收的油性物質，但是會造成膜污染、成本較高。為了解決該問題，提出了有色金屬冶煉廢渣濕法回收技術。

1 基于濕法技術回收有色金屬冶煉廢渣

1.1 有色金屬冶煉廢渣產生原理

通常會在有色金屬的冶煉過程中加入一些酸性試劑等，這些都會成為廢渣的主要成分，對環境造成污染。有色金屬冶煉最常見的冶煉辦法是火法冶煉，采用這種傳統的冶煉技術會在后期用水淬冷卻時產生少量重金屬污染物廢水，因此形成有色金屬冶煉廢渣。這些廢渣中重金屬含量較高并且種類復雜。這些廢渣處理方式近些年來是人們關注的問題。一旦廢渣的處理方式不恰當，不慎流入生態系統，可能會造成農作物減產、水生動植物死亡，甚至對土壤造成不可挽回的傷害。一旦有色金屬冶煉的廢渣污染水源，給人類生產生活帶來嚴重的威脅。因此，提出了有色金屬冶煉廢渣濕法回收技術。

1.2 濕發回收技術的實施

圖1 具體浸出過程

濕法回收技術具有回收率高、環境友好等優點。用濕法回收冶煉有色金屬產生的廢渣包括浸出、凈化，金屬沉淀等三個過程。因此，使用濕法回收技術回收有色金屬冶煉中的廢渣將會減少有色金屬冶煉中廢渣對環境的污染，這是我國現階段需要解決主要問題。濕法處理技術主要包括酸法和堿法兩種方式。用濕法回收技術回收有色金屬冶煉過程中產生的廢渣包括三個過程：浸出，凈化，金屬沉淀。濕法回收技術具有回收率高、環境友好的優點。

（1）浸出試劑選擇。浸出過程是冶金過程中最重要單元，選出適量溶劑使廢渣選擇性溶解。廢渣中成分復雜，含有多種礦物質，因此需要選擇合適溶劑和浸出方法進行合理浸出。具體浸出過程如圖1所示。

由圖1可知：分析浸出劑特點、浸出原料以及浸出壓力和溫度。根據這幾種浸出方式有具體可分為以下浸出方法：水浸出、酸浸出、堿浸出、鹽浸出、氯化浸出、氧化浸出、還原浸出、細菌浸出；金屬浸出、氧化物浸出、硫化物浸出；高溫高壓和常溫常壓浸出。根據不同浸出方式，我們選擇堿性浸出方式來回收有色金屬冶煉過程中產生廢渣。

（2）凈化過程設計。為了在沉淀中提取有用的重金屬，必須除去原料溶于浸出溶液中一些金屬雜質。為了使主體金屬與原溶液分開一般有兩種方法:一種是從溶液中析出主體金屬;而另一種是先將雜質析出然后使主體金屬留在溶液中。在工業上凈化方法有有機溶劑萃取法，離子交換法，離子沉淀法和還原法。溶劑萃取法主要利用金屬離子在有機試劑中分配不同，根據不同的溶點分離出有機試劑和金屬離子，再用稀釋劑從有機溶劑中將金屬離子分離出來。離子交換技術中的離子交換樹脂是離子交換過程中的重要物質。因為離子交換樹脂容量大，性質穩定。因此被高頻率應用在工業中的金屬回收中。沉淀法是用沉淀劑是溶液中的某種離子發生化學反應形成氧化物從而實現沉淀的效果水解沉淀，硫化物沉淀，共沉淀這三種沉淀方法是通常情況下常用的沉淀方法。凈化過程多采用萃取技術，溶劑萃取法在有色金屬冶煉濕法回收廢渣過程中得到大規模應用，原因是溶劑萃取法具有選擇性高、分離效果好等優點。

（3）金屬沉淀。濕法回收有色金屬冶煉中的廢渣最后一步是金屬沉淀，通常采用電解法，電解法可以直接制取純金屬，是濕法冶金技術的最后一道程序，也是很重要的程序，由此完成有色金屬冶煉廢渣濕發回收。

2 結語

對于我國有色金屬冶煉過程中產生廢渣回收問題是一項操作復雜，并且影響因素多且時間較長的一項重要任務。為了減少廢渣處理不當對生態環境造成危害，人們提出很多回收廢渣方法。隨著社會經濟發展，各個行業對于有色金屬需求越來越大，有色金屬合理開采成為了我國可持續發展戰略必須面臨重要難題。因此，提出的濕法回收技術，具有回收率高，減輕環境污染的優點，受到了廣泛關注。這一回收技術還需不斷探索和完善，在今后研究過程中，采用濕法回收技術可以達到能符合國家行業要求、政策規定也能夠保證工藝投資和運行費用的經濟性，減少對環境的污染和破壞。