贵金属冶炼的三废治理

陈云峰，宋宏儒，赵 燕，曹杰义，张凤娇

（金川集团股份有限公司，甘肃 金昌 737100）

1 废水治理

随着社会经济和工业水平的快速发展，环境保护已经成为当前人们重点关注的问题之一，贵金属冶炼中废水治理也在行业领域中被高度重视。以往传统的处理方式并不能将贵金属冶炼废水当中的物质进行有效降解处理，且在方式方法上也存在着不合理性，会对周边环境造成一定的污染，给人们的生产生活带来不良影响。下面我们就来了解以下处理废水的新工艺。

（1）经初步处理之后的废水情况。贵金属主要以离子形式存在于冶炼废水当中，采用铁粉置换法，可以将冶炼废水当中的贵金属置换出来，如图1所示，将金、银等贵金属分离处理，经过铁粉置换初步处理后的冶炼废水的组成如下：其中炼金材料金含量在8mg/L，银含量是10mg/L，铜含量是5244mg/L，锌含量是1035μg/L，砷含量为55.24μg/L，铅含量为16.2μg/L。由上述数据可以看出，采用铁粉置换法对贵金属冶炼废水进行处理后，其中的铜含量最高，这对废水的后续处理有较大影响，并且当中含有多种贵金属成分，仍具有较大的回收价值，有待进一步处理。

图1 贵金属显微镜下离子形态

（2）硫酸亚铁还原+铁粉置换法联合处理工艺。

这种联合处理工艺和传统的处理工艺相比，前者具有处理效率高、处理量大、处理成本低、适应性强、贵金属回收率高等诸多优势。从其工艺流程中能够看出，硫酸亚铁还原+铁粉置换联合处理工艺的主要工作机理为：硫酸亚铁与贵金属冶炼废水当中的金、银、钯等会发生还原反应，具体的化学还原反应方程式如下：

HAuCl4+3FeSO4=Au+3Fe2(SO4)3+HCl+FeCl3

Ag++Fe2+=Ag+Fe3+

4HCl+PdCl2+2FeSO4=Pd+2FeCl3+2H2SO4

通过化学方程式我们可以看出，利用硫酸亚铁能够让冶炼废水当中的氯金酸形成还原反应，并与废水当中金、银等多种贵金属发生化学反应，沉淀出金属单子，经固体金属从废水中分离出来，如图2所示。

图2 硫酸亚铁还原+铁粉置换联合处理

运用硫酸亚铁还原+铁粉置换联合处理后的冶炼废水组成如下：金含量为0.1mg/L，锌含量为368.2μg/L，铜含量为1658.5μg/L，铅含量为8.63μg/L，银含量为0mg/L。与单独的铁粉置换法处理后冶炼废水组成数据相比，可以看出，运用硫酸亚铁还原+铁粉置换联合处理后，冶炼废水当中贵金属含量显著降低，其中金元素的回收率高达99.98%以上，通过联合处理工艺，不仅可以有效提升贵金属的回收率，同时还能有效降低废水中铜、铅等金属元素的含量，从而极大的降低了冶炼废水排放后对周边土壤以及水资源环境造成的污染。

2 现存问题

（1）原料预处理产生NO气体：由于用于在熔炉中吸收液体和处理氮氧化物的原始设备喷淋塔存在喷嘴堵塞，泵泄漏，严重的喷淋塔腐蚀，运行速度低和正常使用等问题，因此使用喷液不能完全吸收NO。结果，当HNO3用于银的酸浸时产生的氮氧化物不能满足排放标准并且对环境有负面影响。

（2）原料粗炼产生的烟尘：由于长期的故障，无法正常使用已安装的除尘设备，并且烟雾和灰尘也无法得到妥善处理，这不仅会破坏环境，还会造成少量金属损失。

（3）冶炼过程中产生的废水：冶炼过程中含有少量的贵金属，例如金，银和贵金属，例如铜和铅，并且没有集成的回收系统。在对环境的要求日益严格的情况下，无论产品单位如何，都无法实现这一目标。废水排放或危害，要符合环保排放标准，因此才不会造成贵金属损失。

3 废渣治理

为了实现我国贵金属资源持续发展的目标，必须要对有色金属冶炼废渣当中的贵金属实施合理回收，对冶炼废渣中的有效资源进行再次利用，从而促使我国的贵金属资源开采形成绿色循环模式。有价金属包括贵金属和其他金属，是由有色冶炼金属的废渣当中提取出来的，也是有色冶炼金属其中的组成部分，冶炼企业应进一步提高对有价金属的关注度，促使冶炼贵金属废渣的处理效率得到有效提升，避免由于人为原因所造成的资源浪费。在对贵金属冶炼废渣进行处理时，金属制取工业属于一种较为有效的方法，主要用于对金属物质的提炼，具体方法如下：

3.1 电解法

提取有价金属的核心方法即是电解法。该项工艺的技术原理就是为冶炼废渣当中残存的金属加以提炼，同时电解法还能够和回收技术同时进行，这种方法不仅能够节省冶炼所消耗的时间，并且还能较好的提高回收有价金属的数量。湿法冶炼到了最后环节时可适当采取电解法来操作，利用电解法能够加速有价金属的溶解。另外，电解法所用到的电流比较稳定，耗能较少，可以提高回收效率。利用电解液盐酸来提取有价金属造成的损失较小，因此常被用于金属回收。与此同时，采用电解法提炼出来的有价金属比较纯净，使用率也比较高，应从被广泛应用与有价金属的回收处理中。

3.2 联用技术

在有色冶金的废渣当中，金属种类繁多且类型复杂，各种各样的有机金属以不同的形式存在于废渣当中。同时在有价金属回收过程中有各种形式的物理、化学表现。如果对有价金属的回收只是采用一种技术方法，就不能将各种类型的有机金属全部高效回收，因此会导致一定程度的浪费。合理利用联合技术能够较好的解决这类问题，实现对各种有价金属的共同回收，并在很大程度上降低了对能源的消耗，提高了回收的效率，在一定程度上减轻了我国金属资源的开采压力。

4 废气处理

4.1 治理原理

在进行贵金属冶炼时，采用氮氧化物设备进行元碱液吸收处理，由于该设备的喷淋头常会出现泵漏、喷头堵塞等多种问题，导致无法将金属冶炼中所产生的NO全部吸收，即使采用碱液喷淋也还是会产生氮氧化物，无法达到环保排放标准。对此，金属冶炼单位可以采用木炭还原系统对氮氧化物进行处理，其治理原理为：

2NO+C=CO2+N2

2NO2+2C=2CO2+N2

通过该系统，废气当中的NO、NO2被木炭还原成不会对环境造成污染的N2和CO2，废气排放可达到国家相关标准。

4.2 废气量(NO)

化银反应方程式：3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑+2H2O，计算溶解138kg银放出NO量为：9.54m3，即12.77kg；

化铜反应方程式：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2十2NO↑十4H2O，计算溶解2.3kg铜放出NO量为:0.54m3,即0.72kg；

化锌反应方程式：3Zn+8HNO3=3Zn(NO3)2十2NO↑十4H2O，计算溶解2.3kg锌放出NO量为：0.52m3,即0.70kg；

化铁反应方程式：Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，计算溶解18.4kg铁放出NO量为；7.36m3，即9.86kg；共计产生NO量为：17.96m3,即24.05kg，每天运行时间8h，平均每小时排放量为：2.24m3，即3kg。

利用木炭还原系统让废气快速的发生还原反应，废气处理率可达到99.5%以上，从而达到国家相关的排放标准。

5 结束语

得益于金银冶炼过程中“三废”的处理以及设备，场所和工艺的改进，该公司的冶炼车间已成为冶炼贵金属的环保场所。不仅排放到环境中，而且各项指标均符合国家排放标准，还减少了环境污染。