「镀金板回收」,湿法冶金在金属提取中具有日益重要的地位

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2020年6月7日09:05:19
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「镀金板回收」,湿法冶金在金属提取中具有日益重要的地位
「镀金板回收」,湿法冶金在金属提取中具有日益重要的地位
有色冶金设计与研究
有色冶金废渣中有价金属回收的技术及现状
刘清1,招国栋2,赵由才1
1。同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海;
2。南华大学建筑工程与资源环境学院,湖南衡阳
〔摘要〕分析了我国金属资源及有色冶金废渣现状,提出有色冶金废渣中有价金属的综合回收是我国有色冶金、金属资源可持续发展的必然选择,同时提出多层次、多元化综合利用有色冶金废渣的概念,文章还介绍了我国有色冶金废渣中回收有价金属的主要技术。
〔关键词〕有色冶金废渣;回收;二次资源;有价金属
铝:峰值点在2022~2028年,人均消耗量为8.8~10,
为解决上述问题,我国资源开发策略从长远看主要是利用海洋资源、寻求金属替代产品及二次资源回收利用这三种途径。虽然陆地上许多金属矿物在海洋中已有发现,而且有些矿藏的储量巨大,但目前的深海开挖技术还主要停留在实验室和湖泊试验阶段,离实际的应用还有相当的距离。金属替代品在近期内也还没有大范围应用的可能。就我国目前技术、经济、环境的实际情况来说,最具有实际应用价值的就是二次资源利用这一措施,通过从数量巨大
第2~3期
有色冶金废渣中有价金属回收的技术及现状
表1我国重要矿产资源对国民经济建设的保证程度预测
铜金属,万
90/170
难以保证
115/210
充分保证
铝土矿石,万
805/1120
难以保证
1456/1655
难以保证
锰矿石,万
472/750
难以保证
407/890
难以保证
铬矿石,万
28/140
难以保证
29.0/196
难以保证
铅金属,万
可以保证
可以保证
锌金属,万
可以保证
可以保证
金金属,
缺口较大
缺口较大
银金属,
2200/2300
难以保证
3400/4245
充分保证
矿石种类
2020
预计产量
预计需求量
保证程度
预计产量
预计需求量
保证程度
的各种废物中回收利用金属资源,变废为宝,达到减量化、无害化和资源化,是环境、经济、社会可持续发展的「镀金板回收」必然选择。我国废弃物二次资源利用率仅达世界平均水平的1/3~1/2左右,具有巨大的发展空间。因此,随着我国经济的稳步发展、人类对环境生态要求的不断提高及金属资源的不断贫瘠,我国固体废物资源化将有巨大的发展前景,尤其是矿业冶金废物中提取有价金属这一方向。
由于我国长期实行粗放型经济,同时在一次资源开采时多只关注主金属的回收提取,导致大量的有价金属、伴生金属废弃在矿业冶金废料中,造成巨大浪费。现在应该转化观念,认识到这些排弃的废物就本质而论实属资源,而且还应该从全局的、多元化的理念出发,开发新的技术实现对这些废物的多层次资源化利用,实现从一种废料中综合回收多种金属,实现原料、产品及工艺流程的循环利用,达到资源最大化。
表2国内有色金属冶炼废渣的主要金属含量%
铜鼓风炉渣
0.21
0.52
0.004
25~30
铜反射炉渣
0.0127
31~36
白银炼铜炉渣
34~36
铜闪速炉渣
铅鼓风炉渣
0.228
3.097
8.17
0.01
0.26
7.76
0.0014
·24·第28卷
竖罐炼锌残渣
0.60。21~1.5
0.02
湿法炼锌浸出渣镍电炉渣
锡反射炉渣
锑碱渣锑泡渣
0.62~0.85
0.1~0.2
3.3~4.619。4~20.5
0.02-
0.022-
23~27
24~26
14.7
2.5~3.8
0.14~0.17
6.48
表3我国有色金属矿山各类尾矿的主要金属含量
尾矿产生量
104/
德兴铜矿
0.085
7.31
0.0053
1.78
0.0021
中条山铜矿
0.038
10.60
0.002
5.65
0.004
白银铜矿
0.10
0.51
0.082
0.07
0.12
0.58
凡口铅锌矿
5.93
0.93
0.126
0.73
水口山铅锌矿
5.08
0.22
1.50
0.21
云锡公司
2.72
2.98
0.24
尾矿产生量
104/
德兴铜矿
0.0028
2.76
中条山铜矿
0.007
0「镀金板回收」.159
3.70
0.05/
2.3/
白银铜矿
16.7
15.26
0.08/
9.4/
凡口铅锌矿
6.16
水口山铅锌矿
0.03
0.54
5.20
0.001
云锡公司
3有色冶金废渣中金属回收技术
有色冶金废渣中金属回收主要采用选冶、火法冶炼和湿法冶炼这三种技术。
3.1选冶技术
选冶技术主要用于有色金属尾矿中有价金属、非金属的回收利用。尾矿中有色金属与金银品位普遍较低甚至很低,工业产品以粗精矿为主,回收率不高,经济效益不显著,矿山企业的积极性不高。因此,应该针对尾矿的表面物理化学性质,采用适合尾矿再选的新型选矿流程或新型药剂直接选出最终合格精矿,使尾矿再选产生显著的经济效益,使尾矿中伴存的有色金属和金银的综合回收工作步入良性循环发展。
吉林镍业公司选矿厂浮选尾矿含镍0.3%~0.5%,通过采用北京矿冶研究总院研制的尾矿再选型螺旋溜槽—1500螺旋溜槽,有效地从浮选尾矿中回收镍金属。该厂采用了16台1500-型螺旋溜槽,通过增加一段重选工艺,对原直接用泵送往尾矿坝的浮选尾矿进行再选。设备配置成一次粗选14台、一次精选2台,选别效果明显,可提高选矿厂总回收率1.3%~3.2%,效益显著。
第2~3期有色冶金废渣中有价金属回收的技术及现状·25·
湿法炼锌浸出渣中含有大量的镓、锗,具有极高的综合回收价值。利用镓、锗所具有的亲铁特性,中南大学开发了浸锌渣还原分选富集镓、锗的新工艺。该工艺通过强化浸锌渣的还原过程,使镓、锗定向富集于金属铁中金属铁是镓、锗的主要载体矿物相,进而采用磁选的方法从焙烧渣中分离富集镓、锗。研究表明,在温度为1100℃、恒温还原时间为150的条件下处理含527/、305/的湿法炼锌浸出渣,可得到镓品位为2164/、回收率为92.40%,锗品位为1600/、回收率为99.03%的铁粉。
湘西金矿从老尾矿和低度钨加工尾矿中回收金,老尾矿计有35.27万,含金4.18/,堆存达30~40年,采用浮选+尾矿氰化选冶联合流程,金回收率7「镀金板回收」4%。低度钨加工尾矿经浓缩脱液,一粗一扫一精、中矿顺序返回流程半工业性试验,给矿含金6.12/,精矿含金量93.12/,金回收率79.24%。
铜绿山铜矿选矿采用浮选-弱磁选-强磁选工艺流程,生产出的尾矿中含:铜0.8%、金0.83/、银6/、铁22%,经再选回收获得含铜15.4%、金18.5/、银109/的铜精矿和含铁55.24%的铁精矿,铜、金、银、铁的回收率分别为70.56%、79.33%、69.34%、56.68%。按日处理900尾矿,年生产300计算,每年综合回收铜1435.75、金171.26、银1055.92、铁33757。
31.25%和81.04%,铅精矿含铅42.15%,铜精矿含铜
17.82%。
3.2湿法冶金技术
湿法冶金在金属提取中具有日益重要的地位。湿法冶金过程有较强的选择性,即在水溶液中控制适当条件使不同元素能有效地进行选择性分离,对物料中有价成分的分离、提取和综合回收利用率相对较高,可以有效地使原料中有价元素和脉石分离,对解决当前越来越迫切的低品位尾矿和冶金废渣处理问题有较大的优势,同时湿法冶金工艺劳动条件好、无高温及粉尘危害,一般有毒气体排放较少,能达到清洁生产的要求。因此,复杂的冶金废渣和尾矿的开发利用更多地依赖湿法冶金新技术的开发。
在铅锌精矿烧结焙烧时,精矿中铅、镉、铊、汞及其化合物易于挥发,富集在烟尘中,汞则绝大部分进入烟气中。这样的烧结烟尘年产约17000,主要组成质量分数为%:50~60、1.5、5.0~6.0、0.12~0.15、0.1~0.2、0.9/和300/。由于此类烟尘是在氧化性气氛下挥发,镉和铊的可溶率较高,从含镉烟尘中单独提取镉、铊可直接采用湿法流程处理,主要步骤是:酸性浸去-净化-锌粉两次置换-海绵镉、含铊海绵镉-氧化-水浸、净化、置换-海绵铊压团熔铸-金属铊,海绵镉送精馏提纯产出精镉。
对于、、等含量较高的镍渣,其有价金属的提取方法是先酸浸,一次提取镍渣中的、、等,再结晶脱水,通过加入碳酸钠实现铜、镍和钴的分离,在分别加入硫酸,除杂过滤之后,结晶脱水,最终得到成品硫酸镍、硫酸铜和硫酸钴,整个工艺流程较简单,所用设备较少。
粗铜冶炼厂电收尘烟灰是经重力除尘后,再通过电收尘而获得的产物,一般含铜低于2.5%,含锌超过10%,此外还含有铅、砷等挥发性杂质成分。这些烟灰按原设计经过配料、混捏、返回炼铜炉熔炼,不仅不经济还给炼铜带来危害。现用湿法回收烟灰中的有价金属,在低投资下获得明显经济和环境效益。具体的流程为:水浸取,和等不溶物进入沉淀,得到铅渣,而、、等元素进入溶液,通过锌粉除铜、净化除铁、砷、置换除镉,最后浓缩结晶得到硫酸锌产品。
江西贵溪冶炼厂每年产出转炉渣约8.「镀金板回收」9万,采用浮选工艺回收铜,同时富集渣中的金和银;采用选择性碱浸-酸中和-电积法从铜冶炼中和渣中提炼精碲,在浸出阶段抑制铅的溶出,通过净化除砷、硅和其它重金属,在浸出工序选择性溶浸碲,浸出率达96%~97%,铅、硅、砷很少溶出,大部分抑制在浸出渣中,全流程碲的直收率80%。
3.3火法冶金技术
火法冶金因为其环境污染,耗能大而逐渐面临淘汰,目前多用火法冶炼技术与湿法技术相结合回收冶金废渣中的有价金属。
·26·第28卷
株洲硬质合金厂主要生产硬质合金、钨、钼、钽、铌及其加工产品。该厂钨冶炼系统采用碱压煮工艺生产仲钨酸铵及蓝钨时产出钨渣,钨渣用火法-湿法联合流程处理,即钨渣还原熔炼得到含铁、锰、钨、铌、钽等元素的多元铁合金简称钨铁合金和含铀、钍、钪等元素的熔炼渣。钨铁合金用于铸铁件,熔炼渣采用湿法处理,分别回收氧化钪、重铀酸和硝酸钍等产品。该厂在钨湿法冶炼工艺中,采用镁盐法除去钨酸钠溶液中的磷、砷等杂质时会产出磷砷渣,将此渣经过酸溶、萃取、反萃、沉砷等综合利用工艺,可回收钨的氧化物及硫酸镁。最后产出砷铁渣约为原磷砷渣的10%,且其渣型稳定,不溶于强碱、弱酸,容易处理。
赣州冶炼厂从含钪炉渣中提取氧化钪。此厂以生产钨、钴系列产品为主,并生产工业氧化钪。在生产钨系列产品工艺中将黑钨精矿球磨、碱煮、压滤后会产出含铁、锰、钪的碱煮渣,此渣经反射炉焙烧,再经电炉还原熔炼后,得到钨铁锰合金和含钪炉渣。含钪炉渣经硫酸浸出,浸出渣作水泥原料,浸出液经萃取、反萃取、酸溶解、沉淀等一系列工艺后,可得到工业级氧化钪,再经一系列精炼后可得高纯氧化钪。
99.99%。金的回收率达98%以上,银的回收率超过
95%。
有色冶金废渣中有价金属的回收利用有着非常重要的经济、环境和社会意义。我国已经开始重视这个领域的发展,国家将资源的合理利用及环境保护列为“中国21世纪议程”的4个主要内容之一。目前,低污染、低能耗、技术及经济可行的新工艺仍然有待继续开发,同时新技术新流程的工业化应用应该得到充「镀金板回收」分的重视,使实验室的研究变成生产力。

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