再生有色金属利用与节能

胡斌

摘要：作为我国有色金属工业重要组成部分、缓解我国有色金属资源瓶颈有效途径和节能减排重要举措的再生有色金属产业，面临着前所未有的发展机遇，再生有色金属产业大有可为。整个再生有色金属产业只有科学发展、全面进步、才能不负重托，彰显支撑作用和发展活力。

关键词：有色金属；再生利用；再生

引言

随着我国有色金属生产和消费水平的提高， 社会上可用的废杂金属的积蓄量也不断增加， 利用好这些再生资源， 不仅可以提高有色金属资源利用率， 而且能够减少污染， 保护生态环境， 节约宝贵的金属资源， 对创建社会文明和进步起到积极作用。另外矿产资源是不可再生的，用一点就少一点，而且我国又是有色金属资源短缺的国家，节约和合理使用资源显得特别重要。

一、废杂铜的循环回收利用技术

废杂铜回收一般包括两部分：一是企业在生产过程中产生的边角废料；二是报废的铜产品。2010年我国再生铜产量占原生铜产量比例的30%，约有38%的废杂铜进入铜加工行业直接做成铜制品，12%进入熔炼铜精矿的转炉或阳极炉处理，50%的废杂铜进入专门冶炼废杂铜的工厂或生产系统处理。截止到2011年9月份，我国再生铜产量达到193万t，随着各行业对铜的需求量不断加大，再生铜的比例会越来越大。

西班牙的LaFargaLacambra开发了用废杂铜生产“火法精炼高导电铜”即FRHC工艺，用的92%以上的废杂铜，生产的銅杆质量可达到EN1977（1988）CW005A标准，含铜量>99.93%，导电率>100.4%IACS，最高可达到>100.4%IACS。意大利Continuus-propeizi也开发了类似的技术。我国贵溪冶炼厂2001年引进了德国Maerz公司的倾动炉，用以处理含铜品位在92%以上的废杂铜。采用重油加20%左右富氧空气助燃，压缩空气氧化，LPG还原，每炉年产阳极铜约10万t，炉渣含铜约35%。该技术的缺点是设备庞大，精炼效率低。针对国内废杂铜的特点，中国瑞林工程技术有限公司开发了NGL炉工艺及设备。NGL炉既可采用气体燃料，也可使用粉煤等固体燃料，炉体简单，转动灵活，自动化程度搞，炉体密闭，环保好。主要处理含铜品位90%以上的废铜料，炉渣含铜可控制在20%左右。采用稀氧燃烧后，热效率可提高40%，减少碳排放45%，减少氮化物排放87%。目前，在国内已经投入使用，运转效果良好。

二、含铅物料再生利用技术

我国再生铅工业起步于20世纪50年代，原料来源较多，其中85%以上来自废铅酸蓄电池，少量来自电缆包皮、耐酸器皿衬里和铅锡焊料。近年来，随着我国对环境保护和资源循环的重视，我国再生铅行业取得了巨大的进步。截止到2011年9月，我国再生铅产量达到93万t。河南豫光金铅集团采用底吹熔炼法处理含铅物料。该方法自动化程度高，塑料与铅泥分离效果好，选出的铅渣可直接生产铅锑合金，充分利用了废旧蓄电池中的锑、锡等有价金属元素，已经获得成功应用。

三、含锌物料再生利用技术

锌的再生利用比其他有色金属的回收较困难。锌主要应用于冶金产品镀锌、干电池、氧化锌和压铸合金等，但这些锌都不易回收，而且回收率较低。国内再生锌的原料主要来自于钢厂产生的含锌烟尘，但是目前只有少量工厂采用回转窑还原挥发工艺生产氧化锌烟尘，而且存在能耗高、污染大等系列问题。

徐州北矿金属再生利用研究院开发了“锌灰磁化焙烧-磁选铁精矿-粗氧化锌生产电解锌”新工艺，使锌、铁等有价金属均得到利用。铁回收率大于90%，锌回收率大于93%。该院还开发了富氧侧吹熔炼技术和转底炉技术，该技术不仅可回收铁、锌等金属，还可充分利用其中的镍、铬等金属。

四、二次电池综合回收技术

对于失效干电池的再生利用，西方国家多数采用岩洞封存待处理或防渗水泥固化后填海造地，绝大多数未实现无害化处理。只有美、德、日、韩等国家开发出较成熟的处理工艺和技术设备。

韩国资源技术回收公司（R-tec）开发了用等离子体技术处理失效“锌锰电池”，并回收其中的铁锰合金和金属锌的生产线，年处理失效锌锰电池数量达6000t。

国内的科研机构在20世纪80年代初就开始了失效干电池湿法冶炼综合回收工艺的研究工作。针对目前国内外失效干电池回收处理技术普遍存在的操作费用和运行费用偏高、经济上不合理的缺点，北京矿冶研究总院在吸收有关工艺精髓的基础上，提出了失效干电池无害化处理的“一步法”工艺技术方案。失效电池经一步高温还原挥发，使电池中的锌、汞、镉及有机物在高温下分解或还原挥发，然后分步冷凝回收锌、汞、镉等，电池中的铁和二氧化锰则被熔炼成锰铁合金，取消了BATREC工艺中电耗高的感应炉还原熔炼工艺，只保留一套辅助烟尘、废气、废水的处理系统，具有投资省、操作成本和运行成本低、经济效益较好的特点。初步试验表明，该工艺技术经济可行。

五、废高温合金综合回收技术

近年来，我国高温合金的年产量在5000t以上，每年从各航空工厂等有关厂家产出的高温合金回收料约数千吨。但是由于我国废高温合金回收料的再生利用还处于一个较低的水平，多数经过简单的分离后就以低品质的合金再次用到小企业中，难以实现保质再生，而且回收过程中污染比较大。徐州北矿金属再生利用研究院开发了“废合金强化电解-合金组份调控再生”技术、“废合金高温分离镍钴-还原再生”技术，以及废合金高温组份调控再生技术，实现了高温合金的直接利用。

六、有色金属再生利用展望

虽然近年来我国有色金属循环利用取得了巨大的进步，但是由于起步晚，和国外相比仍有不小差距。再生资源产业总体实力不强。由于企业过于分散，回收队伍庞杂，很难发展成具有国际竞争力的再生有色金属企业集团。再生金属产业技术装备水平不高。国内多数企业和回收设备简陋，技术落后，金属回收率低，而且多金属品种混杂，质量不稳定，难以生产高质量产品。产业集约化程度低，低水平重复建设严重。目前全国再生金属企业约有5000 多家，多数为民营企业，大中型骨干企业仅占1%～2%，产业规模普遍偏小，产业集约化程度低，整个产业处于小、乱、散的状态。此外，法制体系还不够健全，回收、物流体系不完善。

参考文献：

[1]吴滨.中国有色金属工业节能现状及未来趋势[J].资源科学，2011，（04）：647-652.