有色冶金的技术现状与发展探讨

2019-01-03韩飞洪

中国金属通报 2019年8期

韩飞洪

（江苏省安康安全技术服务有限公司江苏盐城 224200）

在多年的发展过程中，我国有色冶金技术有了很大进展和突破，其生产效率和工艺水平获得了一定程度的提升。但与世界先进水平相比，我国有色冶金技术水平还比较低，一些生产工艺比较落后，设备的生产能力较低，其先进性和自动化水平不足，而导致企业在生产中产能低而能耗大，对行业的进一步发展形成严重制约。要实现有色冶金工业的进一步发展，就要根据当前其发展需求，在技术方面不断改进，促进其生产效率提升，提升节能环保和自动化水平。

1 有色冶金概述

有色冶金就是从成分复杂的矿物集合体中，将需提取的金属分离出来，而得到粗金属产品，完成有色金属粗炼。再对粗金属进行提纯，而获得更加合格的精炼金属产品。在其冶金过程中，需要使用一定技术方法来分离主要金属和其它金属，从而得到较高纯度的金属，具体可采用化学冶金和物理冶金技术。

具体其冶金流程主要是，炼前处理、粗炼和精炼这三大环节。是利用物理原理、化学原理来实现冶金中物化反应，而达到冶金目的。

2 有色金属的优势分析

我国是有色金属生产大国，我国有色金属工业的发展是具有一定优势的。首先，我国要实现城镇化发展，使发展实现信息化和低碳化，就需要有色金属产业的支持，因此我国有色金属工业的发展是有较大空间的；其次，在当前我国深化改革的历史机遇下，有色金属产业面临着产业结构调整的时代环境，经济全球化发展和我国对外开放的程度加强，都为有色金属产业提供了更大的国际竞争舞台；最后，当前，我国依然存在固有体制机制，但国内经济还在稳步发展，各地区经济在快速发展，我国当前仍具备低成本优势，因此在市场竞争中具有一定优势，有利于产业发展。

在我国工业化发展的过程中，作为工业的基础，有色金属行业的发展成效将对经济增长产生很大影响，今后在其稳定发展中，要改进其中技术方面不足，使其更加契合时代需求。

3 有色冶金技术现状分析

3.1 有色冶金常用技术

第一是火法冶金技术，在当前金属提纯中，火法冶金是最早使用也最常用的方法，其使用中要进行选矿、冶炼和精炼这三项主要环节。主要是在选矿结束后，将所得细粒精矿配入冶金溶剂，按照合适的比例进行混合，在其均匀混合之后，在高温炼炉中冶炼，会形成炉渣、含部分杂质金属液，再经过吹炼、精炼处理环节，即可得到含有少量杂质的有色金属，使其精度得以提高。当前在有色冶金中使用火法冶金技术，可以通过将冶炼温度提高、使用闪速熔炼方法等，来使实际冶炼中的力学条件得以改善，反应速度可以提升，而强化冶炼的强度。使有色冶金效率提高，同时其消耗的能源也可减少。

第二，湿法冶金技术，这种技术实际运用中，几乎涉及到除了钢以外的各种金属冶炼工业。在有色金属冶炼中，主要是进行矿物分解，利用湿法冶金可以进行去除和提取，将其还原为金属。具体冶炼过程中，要先在溶液中转入有用的成分，浸取溶液，将其与残渣实现分离，并且洗涤和回收在残渣中夹带的冶金溶剂、金属离子。然后净化浸取溶液，并进行富集这些浸取溶液。最后，在净化液中就可提取到有色金属，或者提取到有色金属化合物。当前，很多有色金属及其化合物都可采用这一技术方法来冶炼，特别是在锌、铝和铀等生产中，大部分都是选择该方法来生产的。

这种技术方法的优势就在于可以高效回收原料中有价金属，在环境保护方面有着积极意义，并且可以在有色冶金中实现连续、自动化生产。当前，锌湿法冶炼技术还在持续发展，原始方法逐渐被淘汰，其发展不断加快。在近年来研发的新压井工艺中，在氧压浸出基础上发展出了常压浸出工艺，其工艺得到进一步简化，操作和控制都更加简单，提高了浸出的回收率，在实际使用中也取得了不错的成效。

第三是电冶金技术，有色金属冶炼中，电冶金技术是运用能源条件实现目的的，来对金属进行提取和处理。具体根据其实际电能转化的形式，可以再将其分为两种技术方法，即电化冶金和电热冶金。以铝生产为例，其工业生产使用的方法是单一的，就是冰晶石—氧化铝熔盐电解法，这种技术操作有两项步骤，就是在铝土矿中生产氧化铝，然后进行氧化铝电解。其电解工艺需要在电解槽中执行，将直流电通入，在经过电解质后，可以分解氧化铝。在冶炼过程中，电流产生的焦耳热，其电解温度需维持在950℃～970℃，阴极和阳极上电解可以分别生成液体铝、氧。碳阳极会氧化，而将二氧化碳等气体析出，通过真空管法，将其中的铝液抽出，经过一定的净化、澄清处理，然后浇筑形成商品铝锭，其产品质量也可得以保证。

3.2 国外有色冶金技术发展现状

国外的冶金工程公司，其具备核心设计技术和制造技术的能力，可以对产品进行功能性设计，其技术特点主要体现如下。

可满足设备稳定性、可靠性要求；在设备上会固化一些技术和工艺，如控制系统等；掌握先进的操作技术；具备优质的设计人力资源，其设计人员整体素质水平较高，且其经验丰富。人员具体组成具有国际化特征，职业道德、创新意识和市场意识较强；设计硬件资源良好，具备完备计算机硬件平台、产品试验条件、产品测试手段等；软件设计资源方面，计算机辅助设计工作平台、相关软件、情报检索软件等都相当完备。

4 有色冶金的技术发展

4.1 完善运用新技术

在有色冶金技术发展中，要将相关学科成就和工程技术新成就积极融入，对冶金技术进一步充实和更新。还要深入研究有色冶金方面的热力学、动力学和反应工程学等。并在研究成果基础上，建立起智能化特征的热力学和动力学数据库，加大对计算机技术的应用力度和水平提升，逐步实现冶金系统设计优化，以及其冶金自动控制。在生产方面更加具有柔性化和高速化特征，能够连续生产而充分利用相关资源和能源，切实实现对生态环境的保护。

比如将真空技术应用于有色冶金中，在真空中进行冶金生产活动，改善了实际生产环境，在常压下无法很好地完成的作业，可以在真空环境下顺利完成，且对环境的污染也更少。对此，还需要进一步加强相关应用设备研究，以确保可顺利完成生产任务。

4.2 电解制铝技术发展

铝冶金技术将来会实现电解制铝发展，使熔体的性质得以改善。电解生产铝工艺应用中，由于其中的纯冰晶石熔点高、导电差、易腐蚀、溶解量小等原因，导致其实际生产中需要消耗大量电能，生产成本也相对较高。因此，很多研究人员来着手研究开发新的制铝原料，当前取得的主要成就就是将一些理想添加物加入，以改善熔融温度使其降低，在未来发展中该设想是比较可行的。

这一技术方案实现和应用有多方面意义，首先可以使电流效率提高，熔融温度高，会使电流效率降低，而保持低温操作可以提升其效率；其次是电解槽的使用寿命也可延长，在电解制铝工艺中需要使用电解槽，而其被腐蚀的可能性很大，其使用寿命也非常短，因此企业的成本较高，而在未来发展中对电解槽材料的研发，可实现其使用寿命的延长；再次是有利于环境保护，进一步加强其中污染物排放水准，对其进行转化和再利用，实现环境保护；最后是纯铝的纯度可以进一步提高，未来研究中，电解槽中铝液平稳性改善，可以使电磁冶金的应用更加成熟，进而使制铝的效率和纯度提高。