有色金属冶炼废渣的循环利用

2018-04-20樊琳翠

世界有色金属 2018年3期

樊琳翠

（北京亚航天际工贸有限责任公司，北京 100000）

发展循环经济的目的是通过高效和循环利用，实现污染的低排放甚至零排放，保护环境，实现经济与环境的可持续发展，有色金属冶炼行业产品应用领域广、关注度高，但资源保障程度不高，自主创新能力不强，再生利用水平较低。通过采用适用工艺技术，开发利用金属冶炼产生的废渣，提高资源的综合利用水平，推广废渣等固体废弃物的应用，实现金属冶炼企业低排放、低消耗、低污染的高效益，推动有色金属冶炼行业循环经济发展[1]。有色金属冶炼过程中产生的砷、镉、锌、铜、铅、铋等重金属废渣属于危险废弃物，处理不当就会引发相当严重的重金属污染，然而由于冶炼金属废渣中可回收金属的含量低，过去主要靠堆放和填埋来处置，这样占用极大空间而且极易引发土壤、地下水和空气的污染风险。有色金属冶炼废渣主要包括火法冶炼的熔渣、湿法冶炼排出的残渣、湿法收尘的泥污以及冶炼中排出的烟尘，国内有色金属废渣最多的是赤泥，然后是铜渣，再是铅锌锡镍汞等其他各种有色金属废渣，有时还有微量贵金属。

1 我国有色金属资源化利用现状分析

1.1 资源综合利用率低

我国有色金属排放量和堆放量都相当巨大，这些放错了地方的资源对于生态环境的危害是无以复加的，而且过去粗放型经济发展模式大大地低估了有色金属的污染和危害。必须要承认的是我国是有色金属冶炼资源利用率非常低的国家，我国有色金属冶炼规模巨大，每年废渣超过3000万吨，而铜渣超过1300万吨，超过全球的三分之一，而处理全球最大规模的废渣我国却还是以堆放、回填为主，提取有价金属方面因为含量少，工艺流程复杂，操作难度高而导致利用率很低，总体来说，我国有色金属资源化利用主要集中在无害化处理方面，而在有色金属产量增加还远达不到20%～30%的水平，不用说和日本德国这样已经建立循环经济体系的相比，就是和欠发达国家相比，有色金属资源化的水平也是极低。

2 我国有色金属资源化利用的主要途径

（1）从废渣中提取有价金属。从赤泥中回收有价金属：一般采用碱石灰烧结法、联合法和拜尔法分析赤泥主要成分，提取赤泥有综合回收法、还原炼铁发、焙烧还原-磁选-浸出法、直接浸出法、直接浸出生产冰晶石法、稀有、稀土元素提取法等工艺流程[2]。

从铜渣中提取铜锌金银：铜渣中包含硅酸铁、硅酸钙、少量硫化物和有色金属等，一般采用氯化挥发法提铟、氧化焙烧法生产硫酸铜并且提取有色金属等工艺。

从其他废渣中提取有色金属：通过氯化铅渣回收铅、铋等有色金属，浸锌渣回收铟、锗、铅、银工艺，镍渣生产氧化镍工艺，钼渣生产焙烧法生产流程，钼渣酸分解生产钼酸铵化工产品等等。

（2）回填井下。许多企业在回填过程中以废渣代替水泥，以铜渣代替黄砂作为骨料，回填法简单易用，而且省去了大量的繁琐工程。但是回填法的一大危害就是对于突然和地下水的污染无法避免。

（3）生产做工业材料。有色金属中的二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝和氧化镁等可以用作玻璃材料，虽然有色金属废渣生产的玻璃机械性能好，耐磨抗腐蚀，但是在生产过程中可能会带来更大的污染。而有色金属废渣中的三氧化二铁、氧化钙和二氧化硅等可以用作建材原料，其吸水率小、强度大、软化系数较高。水淬铜渣与水泥混合以高于9比1的比例混合可以制成保温隔热、质量轻便、防渗透的砖和隔热板。有色金属废渣在水泥和水泥混合材方面运用极为广泛，对提高水泥的耐磨性等性状有很大帮助。

（4）其他用途。有色金属废渣还被用作路基铺设，这是由于赤泥的固化作用，而钒渣可以提高路基强度。此外有色金属废渣还可以生产陶瓷、化肥、化工原料。

赤泥还可以制造炼钢保护渣、生产塑料填充剂、生产流态自硬砂硬化剂。赤泥对保护环境也有重要用途：处理废水，除去重金属离子，除去氟，吸收砷离子，修复水中有机物污染；治理大气污染，吸收硫化氢等废气；降低土壤中重金属含量，修复土壤肥力。

2 我国有色金属资源化利用的根本问题和治理

2.1 我国有色金属资源化利用的根本问题

我国有色金属资源化利用起步晚，发展慢，利用率低，二次污染严重，目前主要的利用措施方面都没有注重对重金属离子的处置以及避免二次污染，尤其是废生废的现象层出不穷，本来废渣的污染就很严重，从废渣中提炼黄金造成的二次污染更大。之所以这样，是因为我国工业起步晚，以GDP为纲的观念一直没有改变，企业轻视环境污染而重视经济效益，加之有色金属行业一直是粗放型开采，对资源的掠夺观念始终没有改变。有色金属资源化根本上并不是一个技术问题，正如德国日本从垃圾分类开始建立循环经济体系一样，有色金属资源化的根本问题是我们的企业还没有建立起来资源化生产的思维。

2.2 循环利用治理模式

发展有色金属循环废弃物再利用产业是解决我国当前有色金属废渣堆放问题的根本办法，不要走先污染后治理的途径，而要从企业生产的阶段就全面引进国外先进的设备和方法，有色金属的循环生产不要局限在铜、锌、铅上，要多样化利用有色金属，尤其是增加生产工艺流程，提高循环水平，而不是将废渣送到水泥厂和砖厂。其实每一种废渣放在正确的环境中都是资源，只是因为过去工厂单一化的生产方式造成了废渣无用的现象。我们完全可以借鉴国外先进生产流程如图1所示，多次循环利用废渣，建立集中净水回水系统，将危险废渣通过综合工艺处置成适合建筑用的材料。