有色冶金工業(yè)固體廢物綜合利用技術(shù)

摘要：隨著環(huán)保理念深入人心，對污染嚴(yán)重的有色冶金工業(yè)而言，如何處理好工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢物，成為當(dāng)前必須關(guān)注的問題。通過合適的綜合利用技術(shù)，可以將這些冶金工業(yè)固體廢物從潛在的污染源轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾目衫枚钨Y源。

關(guān)鍵詞：有色冶金;固體廢物;綜合利用

Abstract：With the concept of environmental protection deeply rooted in the hearts of the people，for the non-ferrous metallurgical industry with severe pollution，how to properly handle solid waste generated during industrial production has become a current issue that must be paid attention to.Through appropriate comprehensive utilization technology，these metallurgical industry solid wastes can be transformed from potential pollution sources into important available secondary resources.

Key words：Non-ferrous metallurgy;Solid waste;Comprehensive utilization

1 有色冶金工業(yè)固體廢物綜合利用現(xiàn)狀

1.1 冶金固體廢物類型

冶金過程是將礦產(chǎn)從天然存在的巖石礦物中通過物理化學(xué)方法提取出來，形成可供工業(yè)利用的金屬礦物。這其中涉及了一系列物理化學(xué)變化過程，從礦石粉碎到加熱反應(yīng)、試劑浮選等一系列加工流程中，均會(huì)出現(xiàn)大量的冶煉廢棄物，包括工業(yè)固體廢物、廢水廢液、有害氣體等，不同的廢物類型對環(huán)境造成的影響也不一樣，所采取的處理措施也不相同，本文主要關(guān)注于產(chǎn)量較大，同時(shí)具有較大回收利用價(jià)值的固體廢棄物。冶煉渣、尾礦廢石、粉煤灰、塵泥等都屬于有色金屬固體廢棄物的范疇。2018年，工業(yè)企業(yè)尾礦產(chǎn)生量約為8.8×108t，占一般固體廢物產(chǎn)生量的27.4%，綜合利用量為2.4×108t，綜合利用率為27.1%。其中，尾礦產(chǎn)生量最大的行業(yè)是有色金屬礦采選業(yè)，其產(chǎn)生量為4.0×108t，綜合利用率僅有23.4%。這些冶金過程產(chǎn)生的固體廢棄物，包含有大量重金屬離子，極易產(chǎn)生環(huán)境污染。

1.2 冶金固體廢物處理方法

按照冶金廢物的物理化學(xué)性質(zhì)，目前對冶金工業(yè)固體廢物常用的綜合處理技術(shù)主要有火法熔煉、濕法浸出、選礦三法（浮選、磁選、重力法）、直接利用法等?；鸱ㄈ蹮捴傅氖歉邷丶訜崾菇饘龠€原或者變成蒸汽，從而得到金屬礦產(chǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)品種多、處理量大、操作流程簡單但耗能高，處理過程中仍有污染產(chǎn)生;濕法浸泡指的是利用化學(xué)試劑浸泡冶煉工業(yè)廢物，使雜質(zhì)與有用金屬成分分離開來，優(yōu)點(diǎn)是回收率高、更環(huán)保，但操作流程復(fù)雜、容易腐蝕設(shè)備、對工作人員技術(shù)要求較高;浮選和重力法是利用礦渣各成分密度的不同，通過離心分選作用將其分開后回收。以上三種方法精細(xì)高效，但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對于礦石尾渣而言，除非經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值很高，不然較少采用;直接利用指的是將一些金屬冶煉后留存下來的泥質(zhì)成分，用作建造生產(chǎn)水泥、玻璃、建材等，處理方法簡單但適用面窄，僅適用于少部分污染較小的礦種。

1.3 冶金固體廢物利用現(xiàn)狀及意義

固體礦產(chǎn)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，金屬礦石選冶過程總要經(jīng)歷過一系列復(fù)雜物理化學(xué)變化，會(huì)產(chǎn)生大量固體廢渣，其中含有大量金屬，具備較大的污染性，同時(shí)也是重要的可回收資源。受限于技術(shù)條件，我國目前冶金固體廢物利用率仍然很低，2018年，我國工業(yè)固體廢棄物綜合利用率在72%左右，而有色金屬工業(yè)固體廢棄物的利用率僅為45%，大量固體廢物沒有進(jìn)行回收處理。這不僅與目前我國大力倡導(dǎo)的“青山綠水”環(huán)保理念相違背，也是對資源的巨大浪費(fèi)。做好有色冶金工業(yè)固體廢物綜合利用，既對企業(yè)自身有利，也對社會(huì)負(fù)責(zé)，因此要求政府監(jiān)管部門制定法規(guī)引導(dǎo)，并提供相關(guān)技術(shù)渠道支持。

2 有色冶金工業(yè)固體廢物綜合利用存在的問題

2.1 環(huán)保理念不足，廢物綜合利用效率較低

最早工業(yè)革命時(shí)期，在金屬礦產(chǎn)生產(chǎn)的過程中，由于技術(shù)不成熟，加之一味追求經(jīng)濟(jì)效益最大化、沒有相應(yīng)環(huán)保意識，尾礦廢渣往往不做處理，造成了大量土壤和地下水被污染的事件發(fā)生。日本曾經(jīng)著名的“痛痛病”事件，就是生產(chǎn)金屬鎘的過程中，廢渣未做無害化處理，最后通過地下水循環(huán)進(jìn)入人體，使得當(dāng)?shù)財(cái)?shù)百人染病致死。我國工業(yè)化進(jìn)程較晚，冶金固體廢物資源綜合利用技術(shù)還不夠發(fā)達(dá)，利用效率較低，這也和礦企相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)環(huán)保重視不足有關(guān)。

2.2 專業(yè)技術(shù)水平不足

目前我們國家在冶金工業(yè)廢物處理方面技術(shù)還有待提高。礦產(chǎn)固體廢物成分復(fù)雜，含有多種金屬化合物和硅酸鹽成分，要想對其進(jìn)行綜合利用回收處理，需要對整體選冶流程非常熟悉，并具備很強(qiáng)的專業(yè)知識水平，而這樣的人才往往非常稀缺，很多礦業(yè)公司不具備這樣的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.3 政府政策支持力度不夠

目前政府對于冶金工業(yè)廢物處理方面技術(shù)發(fā)展方面的支持力度還不夠，很多企業(yè)由于缺乏相應(yīng)資金，很難開展這方面的研究工作。政府相關(guān)部門應(yīng)建立起合適的獎(jiǎng)懲機(jī)制，為做得好的企業(yè)宣傳并提供實(shí)際獎(jiǎng)勵(lì)，對于違反環(huán)保禁令的企業(yè)則應(yīng)嚴(yán)厲處罰。

3 有色冶金綜合利用技術(shù)

3.1 尾礦廢石綜合利用

礦石在冶煉過程中，除了高品位的精礦被冶煉成金屬，還會(huì)殘留有大量品位較低的尾礦和廢石，這些可以進(jìn)一步用于浮選回收利用金屬成分，尤其是浮選機(jī)底部的沉砂、泡沫槽的結(jié)垢中金屬成分含量較高，有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。云南白銀有色金屬公司1979年2月建成了日處理3 000t的選礦系統(tǒng)來處理浸染銅尾礦。經(jīng)實(shí)踐，能產(chǎn)出品位40%的優(yōu)質(zhì)硫精砂，硫的回收率80%以上。中條山有色金屬公司采用酸浸除雜-重選富集-火法熔煉的回收工藝，最后可得85%以上的合質(zhì)金，回收率達(dá)到85%～90%，每年可回收黃金5kg，盈利20萬元。

3.2 冶煉渣回收利用

冶煉渣包括冶煉過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐渣、試劑中和渣等。其主要成分也是金屬離子加上部分碳、硅化合物，可以通過酸-堿浸泡、電極法等方法進(jìn)行金屬提取。部分鈣、鋰礦還可以用來生產(chǎn)特殊品種玻璃、水泥等建筑材料。中南大學(xué)在這一方面研究程度較高，開展“從廢棄尾礦回收鉍的新工藝”“利用銻渣和煙塵制備活性玻璃澄清劑”等項(xiàng)目，并獲得國家和省部級獎(jiǎng)項(xiàng)。成都電冶廠利用密閉鼓風(fēng)爐處理該廠各種廢渣，1961～1987 年已處理各種廢渣12 065t，生產(chǎn)出含鎳50 %的高冰鎳6 854t，回收SO2 生產(chǎn)亞硫酸銨2 570t，獲利約66萬元。

3.3 冶金塵泥綜合利用

冶金塵泥主要指的是金屬冶煉過程中所產(chǎn)生的細(xì)小塵土狀物質(zhì)，比如高爐塵泥、除塵灰等。它們的共同特點(diǎn)就是顆粒細(xì)小，金屬含量高，不適合用火法烘焙或制造填充物等，根據(jù)礦種性質(zhì)可以采用合適的試劑浮選或者重磁法選取金屬。鄭州輕金屬研究院等單位把聯(lián)合脫堿赤泥用作活性混合材料生產(chǎn)水泥的工業(yè)試驗(yàn)獲得成功，克服了其他混合材料水泥凝結(jié)時(shí)間長，早期強(qiáng)度低等缺點(diǎn)?？缮a(chǎn)425#以上高標(biāo)號水泥，且能回收堿和水，經(jīng)濟(jì)效益顯著。山東鋁廠從1957年開始進(jìn)行赤泥綜合利用研究，1988年以前就已形成了年產(chǎn)1.1×106t水泥的生產(chǎn)能力，其中包括用于防腐蝕設(shè)施和水下工程的抗硫酸水泥，經(jīng)濟(jì)效益巨大。

4 有色冶金廢物綜合利用建議

4.1 加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)與政策扶持

有色冶金過程復(fù)雜，不同礦種、不同冶煉方法所產(chǎn)生的固體廢物也不盡相同，不能簡單地套用同一種方法。我國工業(yè)固體廢棄物綜合利用技術(shù)，整體上而言還不夠發(fā)達(dá)，很多少見礦床類型的廢渣沒有合適的處理方法，目前廢渣多集中于單一主要元素的回收，而廢渣中往往含有多種金屬混合，包括金、銀等貴金屬，若不能有效利用，就會(huì)造成資源的巨大浪費(fèi)。因此，相關(guān)礦產(chǎn)企業(yè)需要建立專業(yè)的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，建立起一套從技術(shù)研發(fā)、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)到成果轉(zhuǎn)化的完善機(jī)制。

政府有關(guān)部門應(yīng)加快制定相關(guān)鼓勵(lì)政策，對廢物綜合利用表現(xiàn)良好的相關(guān)企業(yè)的減免稅收等一系列措施需盡快落地，同時(shí)應(yīng)大力鼓勵(lì)相應(yīng)專利申報(bào)，建立相關(guān)獎(jiǎng)項(xiàng)，盡可能促使企業(yè)提高對廢物綜合利用的重視程度。

4.2 加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)部交流，建設(shè)信息平臺

目前有色金屬冶金行業(yè)內(nèi)部并沒有形成很好的交流，很多技術(shù)性問題交流較少，行業(yè)整體技術(shù)水平發(fā)展緩慢。很多掌握方法的企業(yè)沒有相關(guān)項(xiàng)目，而持有礦石的公司則缺乏對應(yīng)礦床冶金固體廢物綜合利用的技術(shù)，因此加強(qiáng)交流，建立合適的合作機(jī)制和信息交流平臺是非常有必要的。

5 結(jié)束語

我國礦產(chǎn)品固體廢物綜合利用技術(shù)整體上起步較晚，發(fā)展時(shí)間短導(dǎo)致水平較低。以往由于追求經(jīng)濟(jì)效益的最大化，對難處理利用的尾渣廢物往往是簡單填埋堆積為主，不僅造成嚴(yán)重污染，而且對資源的回收利用率極低。在這方面，歐美等發(fā)達(dá)國家由于起步較早，積累了大量的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，走在行業(yè)的前列。他們有著較為完善的技術(shù)設(shè)備、理論體系，能夠最大化地利用固體廢物。我們也應(yīng)重視起這方面的研究工作，為保障我國資源安全、切實(shí)做好環(huán)保工作做出努力。

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收稿日期：2020-05-10

作者簡介：楊燕麗（1985-），女，漢族，研究生學(xué)歷，中級職稱，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)學(xué)與固廢綜合利用。