有色金属冶炼废渣湿法回收技术研究

齐兆轩，于 洋

（河钢集团唐山钢铁集团有限责任公司，河北 唐山 263000）

有色金属在我国占据着不可撼动的地位，在过去的30年里，有色金属渐渐地成为决定一个国家经济、科学技术、国防建设等发展的重要物质基础，是体现一个国家经济和综合实力的代表。有色金属资源短缺与国民经济发展需求之间的矛盾日益突出，与此同时我国的工业与有色金属相关联得个各行业出现了竞争危机[1]。

因此，有色金属的冶炼成为了解决这一难题的方法之一，有色金属的冶炼可以减少在开采有色金属矿时对土地及矿山造成的伤害[2]。但是在有色金属冶炼的过程中通常会产生大量的废渣。传统处理废渣方法有填埋、堆置储存、焙烧和湿法浸提等技术。有色金属的废渣的堆积，不仅导致大量重金属的流失还会对环境产生一定的影响。如果对废渣处理的不够恰当，不仅会造成环境的污染，还会影响到人们的日常生活。有色金属冶炼产生废渣处理方式有很多种，其中包括中和法、生物法、硫化法、铁盐除钾法、吸附法以及膜分离技术等。中和法操作简单，费用低廉，但是沉淀量大，操作环境复杂；生物法可以与其他工艺结合，适用于前端操作，但是剩余残渣的综合研究还待思考；硫化法可以在低PH值下除去重金属，但是容易产生二氧化硫造成二次污染并且成本高；铁钾除盐法适用于低浓度的钾处理，但是实际用量大且成本高；吸附法适用于低浓度的重金属处理，但是吸附剂再生频繁、解吸液回收利用困难；膜分离技术处理技术好，产生可回收的油性物质，但是会造成膜污染、成本较高。为了解决该问题，提出了有色金属冶炼废渣湿法回收技术。

1 基于湿法技术回收有色金属冶炼废渣

1.1 有色金属冶炼废渣产生原理

通常会在有色金属的冶炼过程中加入一些酸性试剂等，这些都会成为废渣的主要成分，对环境造成污染。有色金属冶炼最常见的冶炼办法是火法冶炼，采用这种传统的冶炼技术会在后期用水淬冷却时产生少量重金属污染物废水，因此形成有色金属冶炼废渣。这些废渣中重金属含量较高并且种类复杂。这些废渣处理方式近些年来是人们关注的问题。一旦废渣的处理方式不恰当，不慎流入生态系统，可能会造成农作物减产、水生动植物死亡，甚至对土壤造成不可挽回的伤害。一旦有色金属冶炼的废渣污染水源，给人类生产生活带来严重的威胁。因此，提出了有色金属冶炼废渣湿法回收技术。

1.2 湿发回收技术的实施

图1 具体浸出过程

湿法回收技术具有回收率高、环境友好等优点。用湿法回收冶炼有色金属产生的废渣包括浸出、净化，金属沉淀等三个过程。因此，使用湿法回收技术回收有色金属冶炼中的废渣将会减少有色金属冶炼中废渣对环境的污染，这是我国现阶段需要解决主要问题。湿法处理技术主要包括酸法和碱法两种方式。用湿法回收技术回收有色金属冶炼过程中产生的废渣包括三个过程：浸出，净化，金属沉淀。湿法回收技术具有回收率高、环境友好的优点。

（1）浸出试剂选择。浸出过程是冶金过程中最重要单元，选出适量溶剂使废渣选择性溶解。废渣中成分复杂，含有多种矿物质，因此需要选择合适溶剂和浸出方法进行合理浸出。具体浸出过程如图1所示。

由图1可知：分析浸出剂特点、浸出原料以及浸出压力和温度。根据这几种浸出方式有具体可分为以下浸出方法：水浸出、酸浸出、碱浸出、盐浸出、氯化浸出、氧化浸出、还原浸出、细菌浸出；金属浸出、氧化物浸出、硫化物浸出；高温高压和常温常压浸出。根据不同浸出方式，我们选择碱性浸出方式来回收有色金属冶炼过程中产生废渣。

（2）净化过程设计。为了在沉淀中提取有用的重金属，必须除去原料溶于浸出溶液中一些金属杂质。为了使主体金属与原溶液分开一般有两种方法:一种是从溶液中析出主体金属;而另一种是先将杂质析出然后使主体金属留在溶液中。在工业上净化方法有有机溶剂萃取法，离子交换法，离子沉淀法和还原法。溶剂萃取法主要利用金属离子在有机试剂中分配不同，根据不同的溶点分离出有机试剂和金属离子，再用稀释剂从有机溶剂中将金属离子分离出来。离子交换技术中的离子交换树脂是离子交换过程中的重要物质。因为离子交换树脂容量大，性质稳定。因此被高频率应用在工业中的金属回收中。沉淀法是用沉淀剂是溶液中的某种离子发生化学反应形成氧化物从而实现沉淀的效果水解沉淀，硫化物沉淀，共沉淀这三种沉淀方法是通常情况下常用的沉淀方法。净化过程多采用萃取技术，溶剂萃取法在有色金属冶炼湿法回收废渣过程中得到大规模应用，原因是溶剂萃取法具有选择性高、分离效果好等优点。

（3）金属沉淀。湿法回收有色金属冶炼中的废渣最后一步是金属沉淀，通常采用电解法，电解法可以直接制取纯金属，是湿法冶金技术的最后一道程序，也是很重要的程序，由此完成有色金属冶炼废渣湿发回收。

2 结语

对于我国有色金属冶炼过程中产生废渣回收问题是一项操作复杂，并且影响因素多且时间较长的一项重要任务。为了减少废渣处理不当对生态环境造成危害，人们提出很多回收废渣方法。随着社会经济发展，各个行业对于有色金属需求越来越大，有色金属合理开采成为了我国可持续发展战略必须面临重要难题。因此，提出的湿法回收技术，具有回收率高，减轻环境污染的优点，受到了广泛关注。这一回收技术还需不断探索和完善，在今后研究过程中，采用湿法回收技术可以达到能符合国家行业要求、政策规定也能够保证工艺投资和运行费用的经济性，减少对环境的污染和破坏。