有色金属提取技术在冶金行业发展前景探讨

杨馥瑄

（青海物通集团，青海 西宁 810003）

我国有色金属资源丰富，但是复合矿多，品位质量参差不齐，不但多种有色金属常共生在一起，有些铁矿中也含有大量的有色金属，对有色金属提炼技术提出了更高的技术要求。本文将结合冶金行业的发展趋势，就有色金属提取技术从提取细节、利弊分析、发展趋势等方面探讨发展前景。

1 有色金属提取技术分析

从冶金行业的具体应用场景来看，在目前我国现阶段使用较为广泛的有色金属提炼技术为湿法冶金技术、火法冶金技术、电冶金技术，以上三种技术的应用面、技术要求、产出能效等方面各有特点。

图1 有色金属湿法冶金流程图

（1）湿法冶金技术。湿法冶金技术是冶金行业提取有色金属技术中应用场景最广泛的冶金技术之一，除钢以外，基本上适用于所有的有色金属提取。基于矿物分解的方式，采用湿法冶炼去杂和提取，再还原成金属。通常情况下采取矿物分解的方式来冶炼有色金属，并使用湿法对其进行去除和提取，随后将其还原为金属。具体的过程如上图：要在溶液中加入有用成分，浸取溶液使其能够与残渣分离，再通过洗涤和回收夹带残渣的金属离子和冶金溶剂。最后针对浸取溶液进行富集和净化，从精华液中提取出所需要的有色金属以及相对应的化合物。

图2 有色金属火法冶金技术流程图

（2）火法冶金技术。火法冶金技术是历史悠久的、最为常用的技术。火法冶金技术在有色金属的冶金中的机理为“三传一反”，即热量、质量、能量的传递，在沉降分离及液体颗粒重力的作用下，实现金属或锍从渣中澄清分离。主要由以下几个技术流程环节组成（如图2）：选择金属含量高的细粒精矿；其次，将冶金溶液加入到选好的细粒精矿中，加入到鼓风炉中加热，一直加热到低于炉料的熔点，使其溶解凝结成块；再将成块的矿石加入到鼓风炉中冶炼，从而形成含有少量杂质的金属液或形成混合了燃料灰、溶剂和脉石的而熔锍和炉渣；再对进一步处理和冶炼，可得到含有少量杂质的有色金属，实现有色金属纯度的有效提升。

（3）电冶金技术。电冶金技术是使用电流产生冶金效应，从矿物或其他原料中提取金属的冶炼过程，以电能为主要条件，主要依据的是金属的活泼性强弱，不活泼的金属可用热分解法制备；如加热氧化汞；而比较活泼的金属可用热还原法制备，如用焦炭炼铁；活泼的金属只能用电解法制备，如制备铝通过在电解槽内电解氧化铝，将直流通入槽内，利用电解质分解氧化铝。电解过程是使直流电流通过金属盐的水溶液或者金属化合物的熔融体引起化学分解的过程，在阴极电沉积析出金属，而在阳极发生阴离子的电氧化过程或者可溶性阳极的溶解过程。电解过程在有色金属的提取上有两方面的应用：通过电解金属盐额水溶液或者熔融物的提取金属的电解冶金技术，以及使不纯的金属阳极溶解生成金属离子而纯化金属的电解精炼技术。具体过程如下图。

图3 电冶金具体过程图

2 有色金属提取技术比较分析

（1）湿法冶金技术优劣势分析。湿法冶金技术具有生产过程容易实现自动化和连续化的优点，可以直接制取化合物；在生产过程中产生的废弃物较少，利于生态和环境保护。湿法冶金技术的缺点是生产的能力相对较低，反应速度较慢；化学试剂可能会设备的腐蚀较大；同时，整个生产流程长，液体固体分离相对困难。

（2）火法冶炼技术的优劣势分析。针对火法冶金技术优劣分析如下，该技术的优势有历史悠久，技术较为成熟，操作经验相对其他两种方法更为丰富；从有色金属提取的生产效率来看，生产能力大且综合回收较高。火法冶炼的缺点也非常明显，相对于湿法冶炼技术，需要工人长时间的高温操作，劳动条件差；同时，对选矿的要求较高，在生产环节上多一步精筛的步骤。

（3）电冶炼技术的优劣势分析。相对于其他两种提取冶炼技术，电冶炼技术最大的优势是制备速度快，同时，容易控温，热效率高；在封闭的容器内完成提取制备，劳动环境相对较友好。电冶炼技术的劣势是电力成本高，能耗大。电阻加热温度超过1000℃时，耐火材料有可能导电，在具体操作的时候要注意绝缘问题，否则可能会引起安全事故。

3 有色金属提取冶炼行业发展前景分析

根据有色金属提取技术的分析，在冶炼行业可能会出现以下发展前景，企业需要持续聚焦先进金属材料的生产，不断优化生产流程和工艺环节，朝着生产的自动化和无污染化方向努力，来不断提升生产的效能，最后，通过企业自身独特的竞争力来吸引资本的不断注入。

（1）需要聚焦于先进金属材料研发。高新技术产业的蓬勃发展，新型金属材料层出不穷，先进材料甚至具有不可替代性。近年来，出现了与以上三种冶金技术并列的金属提取技术“增值冶金”技术，在半导体材料、高纯度金属、高性能金属间化合物、金属超导材料、磁材料等都属于此种技术范畴。这也对有色金属提取提出了更高的要求，作为金属材料制备的第一环节，企业应该聚焦把握先进金属材料的市场前景，有条件进行研发投入的企业应该侧重于新材料、新工艺的研制。

（2）需要不断创新生产工艺。除了聚焦于先进金属的生产之外，企业还需要优化有色金属提取冶炼的工艺技术，对现有的生产过程进行有步骤地优化迭代。同时，要关注国内外的成熟技术创新，积极参与到有色金属提取工艺的创新中去，优化生产过程和降低生产成本，提高金属的回收率，降本增效。

（3）生产的自动化程度会持续加深。传统的有色金属冶炼提取是劳动力密集型、资源密集型产业，依赖于劳动力及经验的积累，但是人力成本的上升及劳动环境持续改善，要求生产过程必须尽可能实现自动化、连续化，提升生产效率及劳动环境。企业可以将多个传统冶金过程缩合为一个过程，实现设备的高度自动化、连续化。

（4）对环境保护提出更高要求。提取有色金属的过程中会出现有毒气体、无用废渣及无法自然分解的化学垃圾，其中产生的CO2、SOx、NOX等废气会对大气造成不可逆的破坏，此外，大量的废渣和废液的无差别排放，对江河湖海及地下水造成污染。无法自然分解的化学垃圾会造成大量的土地的占用。目前我国对于污染防治、生态保护相应出台一系列的法律法规，将绿色发展提升到国家战略侧面，因此企业必须科学地处理三废问题，调整落后产能结构，朝着绿色生态环保无污染的方向发展；同时，在金属再生以及重复利用问题上拓宽技术研发的思路。

（5）对资本和技术的投入更为依赖。要实现从传统的提取冶炼方法的转型离不开资本的投入，扩大生产规模或者优化生产环节，往往需要技术研发的不断投入，可能会面临不计其数的试验和探索，开发的周期会比较漫长，需要有资金投入作为保证。需要企业积极推行市场化运作，通过有色金属冶炼行业本身的持续盈利的潜力，吸引资本不断注入。

4 结语

通过本文对有色金属提炼在冶炼行业中的主流技术的应用、三种技术发展现状，以及发展前景的分析，可以总结如下：有色金属生产企业应需要结合国内外的实际市场需求，开发性能好的金属材料，优化现行的生产过程和技术，开发类似“增值冶金”或“二次利用”等新技术，降低制备的成本，提升制备效率，并在生产过程中持续优化流程，缩合生产过程，实现生产的可持续化及自动化，并有步骤有计划地引入官方或民间的资本注入，为行业技术创新及可持续发展提供保障。