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有色金属冶炼技术精选(九篇)

有色金属冶炼技术

第1篇:有色金属冶炼技术范文

传统的金属冶炼技术和设备,诸如Cu、Pb、Zn、Mg、Al等已经使用了几十年甚至几百年,如何冶炼现有的新原料必须得到重视。冶金科研工作者已经研究和开发出新的冶金技术来满足当前新原料冶炼问题。例如东北大学研究用湿法取代拜耳法,从粉煤灰中提取白炭黑和氧化铝,取得了很好的效果;昆明理工大学研究进行的火法炼Al-Si合金、镁矿物用炭还原MgO、歧化法炭还原铝土矿提铝、冶金法制多晶硅,提出风煤吹炉冶炼锡,用于锡渣冶炼,可使渣含w(Sn)由2%~3%降至0.07%,并且不产硬头。云锡公司用奥斯麦特法炼锡,铜陵有色公司采用闪速熔炼、艾萨法熔炼提高SO2回收率,由70%提高到95%。其他冶金技术,例如:高温、高压、等离子,电子束、矿浆电解、离子交换、萃取、结晶法、真空碳热还原法等新技术被引入冶金过程,在难选复杂矿料方面发挥积极作用。同时,冶金过程的自动化、信息化是现代化冶金技术进步的重要指标,是企业发展的必然趋势。

2突破传统产品目录,多产品、深加工

根据海关数据,2013年,我国有色金属进出口贸易总额1581亿美元,增长1.1%,全年进口额1033亿美元,出口额548亿美元,逆差达到485亿美元。这主要体现在一方面进口高端产品,高性能材料,而另一方面能够部分加工的金属(例如稀土、Mg、Ti、W、Mn、Ga、In、Ge、B等)国内用量少,大部分出口,深加工产品少,所以贸易逆差明显。因此,在大力推进高端产品大量出口的同时,也应加强国内需求和金属深加工的应用。金属铅、钴、镍、锰、铁等已经大量用于电池,市场规模不断扩大;工业硅年产100多万吨,产量的60%出口到60多个国家,价格达到1.2万元/t;2013年,进口多晶硅约8万t,价格达到14万元/t左右,在太阳能电池方面大量使用;硅片、芯片更是高价值高科技产品。要求产品向多元化、深加工方向发展,但会随之带来一些实质性问题,例如如何提高太阳能电池的转化效率,并使其得到普及应用:用什么材料做电池能使大功率电动车跑起来且易充电;用什么材料使太阳能电价低廉,赶上水电,火电价格;如何生产应用已大量出现的各种碳材料,例如石墨烯、碳纤维、碳微球、石墨化、柔性石墨等。柔性石墨密封材料用途广泛,例如汽车用密封材料已达上千吨,可以在200~3600℃范围内使用。表1是柔性石墨密封材料不同种类的价格变化表,可以看出,加工程度的差异,造成了明显的价格差距。突破传统产品品种的局限性,金属材料有其自身的优越性。例如将金属材料高纯化制备高纯金属,单晶化发展单晶体,研究它们的本征特性和应用领域。SiO2可以做成光缆,Al2O3可以制备蓝宝石等,它们的用途和价格都很高。

3冶炼回收再生金属原料

电子产品、家电、汽车、交通工具等废弃物数量和品种逐渐增加,形成了数量庞大的再生金属资源,再加上我国每年都会从国外进口废旧金属,这两个因素为我国再生金属行业的发展提供了最有用的原料。发展再生金属行业不仅可以有效缓解我国有色金属资源的短缺,还可以大大降低能耗,减少废金属对环境的污染。由图1可以看出[22],每生产1t再生铜相当于节能标煤3.3t、节水734t、减少固体废弃物排放420.5t、减少SO2排放0.14t。再生金属资源被称之为“城市矿山”,这些废金属96%都可以进行回收再利用,再生金属行业是名副其实的变废为宝的环保行业。

4再利用冶炼三废

国内外有色金属冶炼企业造成环境污染的主要方面是工业固体废弃物、气体污染物及工业废水等。冶金三废严重污染大气、水源、土地,影响生活和生产发展,广西某地一些土地As污染严重,广东北部Cd污染严重,昆明某地也发现重金属污染等情况。关于有色金属冶炼的渣堆放,有的买地堆渣,有的山沟堆渣,雨水浸渣后渗入地下,造成水源污染。2004年产废渣1136万t,尾矿数达到12718座,2007年尾矿量80亿t,数量巨大,成分相对复杂。有色金属冶炼废渣品种多,有价元素含量高,若不能回收利用,既浪费资源又污染环境。因此,对冶金废渣和尾矿资源的二次利用是必需的,从矿源开发着手,水不排,循环使用、达标排放,渣利用使工厂变花园,这是矿山及冶金废弃物资源化的最重要途径。

5综合循环利用矿产资源

第2篇:有色金属冶炼技术范文

关键词:工业炉;有色冶金;新型炉窑

中国恩菲工程技术有限公司(以下简称“恩菲”)经过几十年有色冶炼经验的积累和总结,厚积薄发,近年来在铜、铅、锌、镍等有色金属的火法冶炼技术和炉窑装备上实现了一系列创新和比较大的突破,包括以下几个方面:

一、底吹连续吹炼技术和装备

最近比较热门的底吹炼铜技术,恩菲已经在底吹熔炼的基础之上,开发出了新的连吹工艺和设备,以底吹连续吹炼炉取代传统的P-S转炉。多个采用底吹连续吹炼炉的铜冶炼项目已经达产达标,正在设计的多个大型国内外铜项目都将采用底吹连续吹炼工艺。

二、新一代底吹连续炼铅技术及装备

底吹炼铅技术形成了氧气底吹熔炼-液态渣直接还原-强化挥发的三连炉短流程工艺工艺,已投产7家以上。其它方面还包括:顶吹炉的创新设计,恩菲所创新设计的顶吹炉首次应用于镍精矿冶炼,而且是当时乃至现在世界上最大的顶吹炉;闪速炉的创新设计包括全水冷反应塔,铜钢复合冷却水套等;以及用于红土矿冶炼的大型镍铁电炉的开发,恩菲所开发的镍铁电炉是国内功率最大、电压最高、熔池面积最大的电炉;用于多种物料处理的各种规格卡尔多炉、用于杂铜处理的大型倾动炉,已投产使用的均为国内规格熔炼最大的。

最近恩菲正在实施和开发最新的技术及装备,主要有钒钛磁铁矿的综合回收,锌冶炼装备的节能环保及大型化,采用节能环保的方法从废铅酸电池中回收铅,镍冶炼渣贫化回收镍钴等贵金属,煤基直接还原镍铁,用热废冶炼渣制作建材用的渣棉渣板等技术装备。

(一)钒钛磁铁矿综合回收。目前钒钛磁铁矿的综合回收主要走预还原-电炉熔分流程。此流程能同时回收铁、钒和二氧化钛。预还原设备可以有多种选择,主要有竖炉、回转窑、转底炉、多级流化床等,而后面的熔分电炉是关键。恩菲近期为四川龙蟒矿业设计的强制冷却熔分电炉已顺利投产。

(二)锌冶炼装备的节能环保及大型化。近年来,恩菲在锌冶炼技术方面取得了很大的发展,自西北铅锌冶炼厂第一台109m2流态化焙烧炉自1992年投产以来,为我国锌冶炼整体水平提高一个新的平台作出巨大贡献。经历了整整20余年生产,积累许多宝贵经验。为实现节能环保及规模化集约化生产的需要,恩菲为西北铅锌冶炼厂设计了目前为止最大规格的152m2流态化焙烧炉,目前项目已经进入施工阶段。

(三)采用侧吹浸没燃烧熔池熔炼技术从废铅酸蓄电池中

回收铅。目前废铅酸电池的处理方法主要是首先对铅酸电池进行破碎分选,分选出的铅合金一般采用转炉熔炼生产粗铅,分选出的铅膏以及转炉熔炼过程中产生的铅灰传统的处理方法是采用反射炉熔炼或者回转短窑熔炼。反射炉熔炼虽然对炉料的适应性强,结构简单,投资小,操作容易掌握,但是反射炉的生产率和热效率比较低;回转短窑熔炼传热传质好,从而提高炉子的生产效率,但是回转短窑不能实现连续操作,对大规模的生产企业就需要较大的场地以及更多的设备。

最近的年产再生粗铅8万t的废铅酸蓄电池工程已于近期顺利投产。该侧吹炉炉型为长方形,分为氧化段和还原段。在氧化段和还原段的侧墙均设有喷枪,向炉内喷吹天然气和富氧空气,提供反应所需的热量,同时搅动熔体,强化炉内的化学反应,在同一炉内完成氧化还原反应。采用侧吹炉处理废铅酸电池的方法与传统的处理方法相比,具有熔化速度快、连续作业、机械化程度高、操作方便、操作环境好等突出优点。

第3篇:有色金属冶炼技术范文

关键词:有效元素;有色金属;回收

目前,世界上已探明的金属有86种之多,其中铁、铬、锰称之为黑色金属,其他金属都可统称为有色金属。冶炼工业中最常见的有色金属包括铜、镍、铅、锌、锡、铝、钨、钦等。这些有色金属在冶炼过程中由于冶炼工艺等原因除希望冶炼的元素外还会产生大量的其他元素,当前大多数有色冶金企业把这些有效元素当作了冶炼伴生的废渣进行了丢弃。丢弃的结果可想而之,既是对有效元素的浪费,又加重了当地的环境污染。因此,对“废渣”中的有效元素进行回收,二次利用,变费为宝,将会产生社会效益和经济效益的双赢。

1 有效元素回收方式

在有色金属的冶炼过程中产生的废渣元素种类很多,其中可回收,再次利用的有效元素也不少,可分为有效金属元素和有效的非金属元素,根据冶金的要求和用途,废渣中有效元素的回收方式也不相同。对于金属元素的回收,一般采用选冶、火法冶炼和湿法冶炼等技术,而非金属元素(如余热)的回收采用梯级利用法。有效元素回收的原则是减量化、资源化、无害化。

1.1选冶法

在冶金有效元素处理的初期,尾矿的选择上,需针对矿山物理表面的不同化学成分、性质,采用适合尾矿再选的选冶流程(螺旋溜槽-BL1500螺旋溜槽、浮选+尾矿氰化选冶联合流程、浮一重一磁联合流程、先铅后铜的优选浮选等),或通过新型药剂(如浸锌渣还原、浓缩脱液等),从粗精矿中直接选择出精矿。通过尾矿选治增加经济效益,避免因尾矿回收率低,引起的矿山企业开发、利用率积极性不高等原因引起的矿山的恶性开发,增强有色金属的综合利用,使矿山开发、有色冶金、回收利用良性循环、可持续发展。

1.2湿法冶金

湿法冶金是目前回收冶金过程中废渣有效元素最有效的方法和常用方式之一。它是通过酸、碱、微生物水溶液浸出方法提取所属金属元素,最后用电解水溶液的方法抽取金属。并且湿法冶金对冶金劳动条件要求不高,无高温和粉尘危害,况且排放的有毒气体极少,可以达到生产清洁的要求。所以,湿法冶金常作为复杂废渣冶金或尾矿再开发的新技术。

1.2.1湿法冶金步骤

在湿法冶金过程中分为三个步骤:(1)将矿石原料浸泡在水溶液中,这一过程简称原料浸出。(2)净化:再将浸取的溶液和残渣分离,进而通过溶剂萃取技术、离子交换技术、沉淀法、还原法将夹杂在冶金溶液与有用的金属离子洗涤回收。(3)金属抽取:采用电解法从净化液直接提取金、银、铜、锌、镍、钻等纯金属;而以含氧酸形式存于水溶液中的铝、钥、钨等金属,一般先进行析出氧化物,然后再还原得到有效金属。

1.2.2原料浸出

湿法冶金的浸出环节是冶金中的最重要的一步,由于废渣矿石中有效金属元素是呈硫化物、氧化物、硫酸盐、砷化物、碳酸盐、磷酸盐等形态存在,要想将有效金属从有害杂质中分离出来,需要谨慎的选择溶剂。浸出的方法也很多,要因材治宜,有酸浸出、碱浸出、盐浸出以及细菌浸出。可用HZSO4作为药物溶剂来处理含酸性的矿石浸出镍、锌、铜、钻等氧化物,回收率可高达99%以上,效果明显。用HCL处理含酸性的矿石浸出黄铜。用浓度巧%的HCL和浓度30%的HZSO4混合处理钨矿。用NH:处理含碱性的矿石浸出钻、镍、铜的硫化物;用Na多处理硫化锑、汞矿浸出HgS、53、SbZs3。NaCL处理含铅半产品的尾矿浸出PbSO4、PbCLZ。用NaCN处理金银矿、高铁盐作为氧剂使用浸出硫化铜、黄铜。用细菌、微生物作为水溶液浸出硫酸盐、氯化物等。

1.2.3 净化

经过原料的浸出后,会得到很高比例的有效金属,但仍然许多不需要的或有害的矿物质,它们随溶剂混合于想要抽取的有效金属中。净化的过程有两种,一是先从溶剂中析出待沉积的有效金属;另一种方法是先析出杂质,让有效金属保留在溶剂中。常用的净化方法有:溶剂萃取、离子沉淀、离子交换和还原法。

利用水溶液与有机溶剂分层液体相的原因而采用的溶剂萃取技术,再用稀释剂从有机相中分离金属离子离子。目前已有200余种萃取溶剂,其中有十几种是被广泛应用在工业冶金中的。对有机溶剂的选用上,还有非常大的进步空间,可利用现有的溶剂萃取液合成更加高效的、廉价的新型萃取液,并且,有机溶剂萃取的工艺上也有较的改善空间。

由于离子交换树脂合成简宜,并且不溶于其他酸碱盐溶液以及有机溶剂,所以在离子交换工艺中离子交换树脂是重要的转换物质。与溶剂萃取相比,离子交换技术具有操作方便、选择性好、性能稳定、容量大的特点。沉淀法也是一种最常用的净化提纯技术,可用于获得盐类、氧化物或金属产品。沉淀方法有硫化物沉淀法、水解沉淀法以及共沉淀法等。

1.3火法冶金

火法冶金是回收冶金过程中有效元素的最古老的方法,在昔日发挥了重要的作用,但由于其高耗能,对环境的污染大,在环保节能的今天,火法冶金逐渐要退出历史舞台。单纯使用高温进行火法冶金提取有效金属的方式基本上不再使用,但与湿法冶金相结合回收有效金属的混合技术仍有广泛的市场价值。24余热回收要充分合理地利用有色炉窑的烟气余热,就要根据烟气余热资源的数量、品质(温度)和用户要求,遵循能级匹配的原则,实现对其进行按质回收,温度对口的梯级利用。一般情况下具体的梯级利用原则如下。

优先考虑将烟气的余热回收利用于生产工艺过程本身。这样,将烟气中的余热直接带回生产工艺过程中,直接降低了生产工艺过程的能耗,比通过转换装置来回收烟温的余热更为经济和有效。其次,冶金过程产生的高温余热可应用于动力回收,使用水蒸汽进行循环发电,高温余热的热能转换成电能。最后,这部分的烟气余热最好直接应用于生产工艺本身,如加热物料、预热助燃空气等。如得不到以上利用时再考虑应用其冬季采暖,夏季制冷等其他利用方式。

第4篇:有色金属冶炼技术范文

2020年11月24日-27日,本人参加了第九届中国有色工业炉窑工程节能减排技术与装备发展论坛。该论坛于25日在南昌金陵大酒店召开,26日由协会组织参会人员去贵溪冶炼厂参观。下面将论坛和参观的相关情况汇报如下:

25日上午8点30分论坛开幕,先由中国有色金属工业协会副会长赵家生、中国恩菲工程技术有限公司董事长陆志方、江西铜业集团有限公司副总经理刘方云先后致辞。上午9点至中午12点30分,先后由东北大学、昆明大学、中国有色金属工业协会、中国恩菲工程技术有限公司、江铜集团、铜陵有色公司等十多家公司发表了报告。下午1点30分到晚上19点,冶炼技术、固废处理、耐材应用、金属加工及相关配套分论坛和工业煤制气分论坛,又有二十多名专家进行了报告。

25日的论坛,主要针对铜的冶炼过程中,涉及到铜的冶炼技术、冶炼炉窑、冶炼燃烧原料、炉窑耐火材料以及冶炼烟气排放等多个领域。

与金威铜业有关的内容不多,仅有一个《细晶粒超级锡磷青铜带退火工艺的研究》。由江西铜板带有限公司首席工程师刘羽飞报告。该公司生产的C5191、C5210、C5240等锡磷青铜有些开关复杂、折弯半径小、折弯角度大的端子、深度较大的深冲件及一些在使用过程中需要反复按压的电子器件会出现折弯深冲开裂及按压失效技术 问题。针对以上问题,他们的解决方案:一是在水平连铸时引入电磁铸造技术,起到减少反偏板及细化晶粒的作用;二是采用铸坯预压下再均匀化退火技术,细化开坯后产品晶粒组织;三是调整在制品中间退火工艺,细化在制品晶粒组织;四是调整成品加工率,减少不均匀变形,提升产品弯曲性能。通过引入电磁铸造,在磁场力的作用下,使金属液由无序凝固变成有序凝固,减小反偏析。金相试验表明铸坯晶粒明显减小。通过调整退火温度和退火速度,发现在制品晶粒度也有明显减小。

研究表明通过对锡青铜整个生产工艺流程的优化,在化学成分不变的情况下,成品的延伸率、屈服强度、晶粒组织及抗折弯性能有明显的提高,解决了客户在实际使用过程中出现的折弯橘皮开裂等技术难题。

第5篇:有色金属冶炼技术范文

在2007年召开的中国有色金属工业节能减排会议上,有资料表明,2007年1月至7月,中国主要有色金属产品总产量达到1309万吨,比2006年同期增加258万吨,增长24.58%。其中生产铜189万吨,同比增长10.92%; 生产原铝694万吨,同比增长36.28%,比2006年同期增加185万吨; 生产铅159万吨,同比增长7.21%; 生产锌208万吨,同比增长20.56%。

有色金属工业工作流程长,开采、冶炼、加工都需要消耗能源,同时还会产生大量的热污染、粉尘污染、气体污染,节能减排无疑成为有色行业严峻的客观命题。

有色节能减排遭遇尴尬

有色金属行业一方面想方设法淘汰落后的生产技术,一方面产量却又在急剧膨胀,这种“翘翘板”的格局让有色金属行业能耗和污染下降困难重重。

据中国有色金属工业协会会长康义透露,按照规划到2010年,中国电解铝综合交流电耗将低于14300千瓦时/吨,电解铝废气的集气效率大于98%,净化效率大于99%; 铜冶炼综合能耗达到700千克标煤/吨以下,铜冶炼回收率达96.5%以上。2007年上半年中国单位GDP能耗同比降低2.78%,规模以上工业单位增加值能耗同比降低3.87%,然而由于产量过快增长,有色行业单位增加值能耗却不降反升了1.58%。

据了解,国内很多铜冶炼企业仍旧在使用鼓风炉、反射炉等相对落后的粗铜冶炼工艺,所达到的粗铜生产能力大约有50万吨。大约有65万吨的铝电解仍在采用小型预焙槽,另外铅锌冶炼生产中分别有50%、30%左右落后的生产工艺装备需要更新和淘汰。但在目前有色金属产品处于高价位的形势下,淘汰落后产能有一定的难度。尤其是铅锌生产企业集中度低,中小企业居多,很多企业位于经济发展相对落后的地区,淘汰任务更加艰巨。

IT助力冶炼能耗降低

一边是约束性指标与达标压力,另一边是淘汰落后产能与有色金属产品高价位诱惑下的尴尬,有色金属行业该如何突围,走向节能减排的绿色目标?

江西铜业贵溪冶炼厂(下称“贵冶”)计控车间刘建群书记表示,要增加产量,势必会加大耗能污染。但产量降下来,又会影响企业的收益。因此目前引入先进技术,实施有效的IT应用,进行项目改造,已成为业界的共识。

据了解,目前中国有色金属矿产资源综合利用率为60%,与发达国家相比低10~15个百分点; 共伴生矿产资源综合利用率仅为40%,比发达国家低20个百分点; 粗铜综合能耗平均为1000千克标准煤左右,比国外先进水平高40%; 氧化铝综合能耗平均为1154千克标准煤,比国外先进水平高50%左右。

康义坦率地表示,中国有色金属工业的资源利用效率仍有待提高,提高资源利用率是有色金属行业实行节能环保循环经济的核心。

有色金属行业的能耗与污染主要集中在开采、冶炼、加工三方面。冶炼过程中产生的烟气排放到大气中不仅造成热污染,并且浪费了烟气的余热。而废渣、废泥中黄金、白银等贵金属的含量更是可观,可以说这些“废品”周身都是宝。过去传统的冶炼方式通过人工的间歇性作业将“三废”丢掉,既污染环境,又降低资源利用率。

江西铜业贵溪冶炼厂于1979年破土奠基,是“六五计划”期间,经国务院批准成套引进的22个工业项目之一。贵冶1985年正式投产,在当时全国有色金属行业还普遍处于“用眼看火候”的传统工艺中时,贵冶率先踢开“绿色”大门。

刘建群表示,有色行业对矿石进行初级加工的工艺有闪速炉、鼓风炉、反射炉等。通常它们也被称为冶炼流程中的“龙头”,节能减排的关键也就落在“龙头”上。传统的冶炼方法通常采用烧结块鼓风炉熔炼,这种方式获得的二氧化硫密度低,不易回收。为此贵冶在建设之初便采用闪速炉,并引进日本住友集团公司提供的全套设备和控制软件。对“龙头”进行参数设定和理化分析后建立数学模型,通过计算机应用进行流程控制,开始连续作业。由于冶炼矿石依靠重油燃烧来产生热量,计算机通过对鼓风机热风风量的控制,掌握进入闪速炉氧气量,从而达到控制闪速炉温度,节约冶炼成本,减少重油消耗的目的。

早在20世纪80年代,贵冶就自行改造数学模型,提高氧的效率,使得二氧化硫燃烧充足,以此提高热量,逐步减少油的用量。“全套系统在PDP1134小型计算机上运行。”刘建群说,“该系统是在线控制闪速炉冶炼的整个生产过程,调节和监控各种影响因素,如调节风、油、氧、硅酸矿比率等。控制好了闪速炉,就可以稳定地提高产品的产量、质量,提高生产装置的效率,获得最佳效益,为以后冶炼打好基础。但是从1993年开始,闪速炉中使用了多年的、引进的信息系统开始出现问题,随时面临崩溃的危险。”

在各方面权衡后,贵冶和江西铜矿与华北计算技术研究所合作进行了系统全面改造。在最短的时间内,以最少的花费,研发出全新的闪速炉计算机在线控制系统WAX4000,替换了运行了十多年的老化系统。经过几个阶段调试之后,2007年8月1日,新开发的闪速炉计算机优化控制系统一次投入运行,成功投入在线控制。

太极计算机股份有限公司副总裁兼企业信息系统事业本部总经理冯国宽介绍,有色金属行业中,计算机在线控制系统的运用非常普遍。但由于产品种类的不同,工艺流程的不同,计算机系统的应用平台不尽相同,贵冶全新闪速炉计算机优化控制系统属于在线过程优化控制系统。

据了解,这套在线优化系统通过实时采集闪速炉DCS系统和化验分析仪器的数据(矿石、炉料、干矿、闪速炉冰铜品位数据),根据冶炼物理变化和化学变化,利用物料平衡和热平衡原理,构建出多个优化模型,通过前馈和反馈计算,将计算得到的风量、氧量、重油量及其硅酸矿比例输入到DCS控制系统,从而控制相应的阀门,使得所产出的冰铜品位、冰铜温度、渣中铁硅比达到目标值。通过实施该系统,可使闪速炉冰铜品位稳定在62%左右,工艺氧量降低9.8千克/吨冰铜,工艺风量降低38千克/吨冰铜,并可显著减少重油的使用,从而达到节能减排的目的。

刘建群介绍,贵冶使用闪速炉计算机过程控制系统对闪速炉进行全面控制,除了从第一环节上减少油耗与污染,提高资源利用率外,其余工艺流程中实行在线控制能够大量进行余热回收。在闪速炉出口与制酸炉之间放置的中温锅炉,通过一套计算机芯片构成小范围监控系统,能够对闪速炉产生的热量进行回收,生产蒸汽,用来发电。实现了在冶炼过程中,“龙头、龙身、龙尾”都运用相互独立的计算机控制系统进行控制。

正是有了计算机系统的帮助,贵冶在对能耗污染控制中尝到了甜头,正常产品的产量不但得到稳定保持和提高,余热得到有效回收,重油消耗大幅减少。“贵冶的重油消耗已经从每吨消耗57.8千克一路递减达到22.10千克。”刘建群说,“如果没有闪速炉计算机在线控制系统,整个生产流程无法启动,计算机控制是关键!”

而且生产中造成的废渣中硫、黄金与白银也得到了高效利用。刘建群说: “过去生产只管冶炼,工艺流程中不但产生大量的硫,而且废渣中含的黄金和白银也被统统作为废物排放掉。现在把含硫的烟气制作成工业硫酸,一年的产量接近一百万吨。目前还对原矿中的黄金和白银进行回收,厂里每年产生黄金有十几吨,白银上千吨,实现了最大限度对矿产资源的利用。”

和贵冶一样,金隆铜业有限公司也是采用闪速炉熔炼,如今他们的整个生产系统也已全部实现计算机在线控制。据统计,贵溪冶炼厂与金隆铜业有限公司应用的闪速炉计算机在线控制系统使产量分别提高了8.4%与17.2%,烟尘发生率降低了21.4%,反应塔耗油减少45.2%。两家在不减产的情况下能耗都已经达标。

2006年,中国原铝产量935万吨,耗电1371.72亿千瓦时,占发电量的4.8%和全社会用电量的4.9%。国家进行的千家企业节能行动中,铝企业就有49个。另外,氧化铝生产耗能也不小,2006年中国生产氧化铝1370万吨,经过换算共耗能1224.66万吨标煤。同时,2006年中国铝加工材产量为815万吨,按照当年综合能耗为700千克标煤/吨计算,共耗能570万吨标煤。据统计,2005年电解铝和氧化铝生产能耗占全年有色金属能耗总量的69%。2006年氧化铝和电解铝产量增长幅度高于全国有色金属产量增长幅度,再加上铝加工方面的能耗,估计整个铝行业能耗占到整个有色金属行业能耗的75%左右。

中国铝业股份有限公司(下称“中铝公司”)是由中国铝业公司、广西投资(集团)有限公司和贵州省物资开发投资公司共同以发起方式设立的,氧化铝是中铝公司的核心主业产品。中铝公司在2007年自主开发的“预焙铝电解槽‘三度寻优’控制技术”为节能减排带来了新的发展方向。据了解,在铝电解的生产过程中,电解质温度、电解质初晶温度和过热度(简称“三度”)的控制是重要核心。“三度寻优”控制技术是以计算机在线监控为核心,通过对“三度”的有效控制而形成一套信息化、标准化生产管理模式。这项新技术能够有效地确保电解槽工作在高效率的“临界态”,从而提高铝电解槽的电流效率,降低效应系数,提高大型预焙槽炼铝的能量利用率。

2008年伊始,中铝公司提出,2010年力争实现原铝综合能耗低于14300kWh/吨,吨铝节电250kWh以上,氟化盐消耗再降低4千克/吨,槽寿命达到1900天以上,阳极效应系数降到0.08次/槽日以下,废槽衬基本实行无害化处理。这一目标的实现,将标志着中国电解铝生产技术步入世界领先行列。

信息部门独立是必然

有色金属行业里中小企业居多,这样的企业往往没有雄厚的资金来进行装备、技术的改进。对于“信息化”的要求是渐行渐远,成立独立的信息部门对它们来说更是不可能。“现在很多有色行业中的中小企业都还没有独立的信息部门。”中国有色金属工业协会综合业务部副主任杨云博说:“很多企业连二级计量都无法达到,信息化三个字更是闭口不谈”。

杨云博介绍,很多有色行业的中小企业在政策的压力下曾设立过信息化部门,但是一段时间后为了精简部门,节约成本,信息化部门也就被首先淘汰掉了,仍然保持“老作坊”的落后工艺。对于这样的中小企业,不是“未达标就关停”就可以解决问题。“很多中小型有色金属生产企业恰恰是地方的支柱产业,关停势必会引起当地一系列的连锁反应,这也正是有色金属行业进行节能减排的一大障碍。IT应用目前只是让大型企业得到滋润,要蔓延到中小企业,需要从观念到技术、设备的革新,这是一条很长的路。”杨云博感叹到。

对于中铝、江铜这样的大型企业,在国家政策的扶植下虽然较早地迈入信息化通道,但在信息化部门的建设上仍然走过很多的弯路。刘建群在贵冶工作了26年,他告诉记者,建厂之初厂里并没有专门的计算机部门,后来才慢慢建立起来。现在他所负责的计控车间,主要是在对工艺流程进行计算机控制与调试,信息化部门只负责企业的信息化管理,对于生产工艺这一块涉及不多,这使得双方工作起来不免会有摩擦。

信息化部门的独立是必然,这是IT技术助力节能减排需要扫清的障碍。刘建群认为,要实现信息化部门的独立,除了政策、资金的支持外,更为重要的是观念的转变、意识的苏醒。

采访手记

节能减排要实事求是

“十一五”期间,“节能减排”的话题被推到了风口浪尖。各行各业掀起节能减排“热”。然而过热并非好事,更多的意味着非理性。在硬指标的约束下,企业纷纷进行工程上马、技术改造、引进系统。但遭遇了2007年的达标失利后,2008年无疑成为节能减排的关键年,这个关键点上我们更应该回归理性,诚实对待这项复杂而艰巨的工程。

采访中记者发现,面对约束性指标,肯定与质疑的声音参杂其中。有专家表示2010年能耗降低总量的20%是空谈,也有业界人士认为目标实现是大有可能。

第6篇:有色金属冶炼技术范文

 

(1)上游产业:煤炭开采和洗选业。我国煤炭开采和洗选业主要分布于黄河中游地区,其总资产比例为44.96%,北部沿海和长江中游地区次之,西南地区资产规模相对较小,这主要由于我国西部地区煤炭资源开发较晚,储采比偏低。从配套产业来看,采矿采石设备制造业主要分布于东北、黄河中游和北部沿海地区,东部沿海总资产规模相对薄弱。 

(2)中游产业:火力发电和炼焦业。火力发电业是我国煤炭产业链中游环节最主要的节点,主要分布于黄河中游和东部沿海地区,而火力发电业的供需及配套的电力供应及设备制造业均集中于北部沿海地区。处于煤化工产业链环的炼焦业主要集中于黄河中游地区,其总资产比例达到57.91%。炼焦行业的资源依赖性较强,但相关数据显示,我国的炼焦业与配套焦煤资源集中于黄河中游和长江中游地区,而需求却以东部为主。 

(3)下游产业:冶金、化工和建材业。冶金业的黑色金属采选及延压加工主要分布于北部沿海地区,有色金属采选及延压加工业主要分布于黄河中游地区,配套产业的冶炼专用设备制造则主要集中于东北地区。煤炭产业链的延伸主要是基础化工原料制造业和肥料制造业,其分别集中于东部沿海和西南地区,其中肥料制造业的区域集中性不高。建材业的水泥制造业、玻璃及玻璃制品制造业以及砖瓦石材建筑材料制造业均主要集中于北部沿海。此外,与之配套的设备生产也主要集中于北部沿海等地区。 

 

2 关键产业链环区域效率评价 

 

2.2 关键产业链环的区域效率分析及评价 

(1)上游产业区域效率分析及评价。 

从dea运行结果来看,在煤炭开采和洗选业中,黄河中游地区处于生产前沿面,同时达到规模有效和技术有效。该地区是煤炭业的集中分布区,煤炭资源开发早,技术处于领先水平。南部沿海地区技术有效,主要源于该地区辅助链环具有比较优势,如人才、技术、管理和资金优势等,但该地区面临煤炭资源严重馈乏的劣势。煤炭资源丰富的西南地区规模效率较好,但技术效率相对较低。 

配套产业的产矿采石设备制造业只有北部沿海地区同时达到规模有效和技术有效,而黄河中游地区无论是技术效率还是规模效率,与之相比都具有很大差距,其他地区的生产效率亦较低。 

(2)中游产业区域效率分析。 

在火力发电业中,东北地区同时达到规模有效和技术有效,而分布较集中的北部沿海、东部沿海等地区技术效率均很低。技术效率低是导致火力发电业总体效率不高的直接原因,而电力高消费区其电力生产效率普遍不高。分析配套产业的电力供应,长江中游和南部沿海地区规模有效,东部沿海地区技术有效;配套产业的发电机及发电机组业中,西北地区同时达到技术有效和规模有效。此外,东北和北部沿海地区均达到规模有效,但其技术效率不高。炼焦业的整体效率较高。其中西北、黄河中游和西南地区均达到规模有效,技术效率也较高,同时由于这些区域的煤炭资源丰富,所以发展炼焦业具有比较优势。 

(3)下游产业区域效率分析。

在冶炼业中,南部沿海的黑色金属采选业同时达到规模有效和技术有效,长江中游地区的黑色金属延压和加工业的总体效率最高,长江中游和南部沿海地区的有色金属采选及延压加工业的生产效率也较高。配套产业的冶炼专用设备制造整体效率较高,其中黄河中游和东部沿海地区均同时达到技术有效和规模有效。

分析化工业,基础化工原料制造业以西北地区总体效率最高,但目前该地区基础化工原料制造业的分布较薄弱,而分布最集中的东部沿海地区规模效率很低。肥料制造业则以南部沿海地区总体效率最高,其他分布较集中的黄河中游和西南地区,其总体效率均偏低。肥料制造业的整体效率不高,须充分发挥区域比较优势,促进肥料制造业生产效率的提高。 建材业中的水泥制造、玻璃及玻璃制品制造以及砖瓦石材建筑材料制造均集中于北部沿海,而其总体效率却分别以北部沿海和西北地区、西北地区、黄河中游地区最高。配套产业的建筑材料专用设备制造业总体规模小,结构分散,这也是该行业总体效率偏低的主要原因。

3 提升我国煤炭产业整体效率的几点建议

由以上分析可知,由于经济发展和煤炭资源赋存的不均衡,我国煤炭产业发展形成了明显的区域格局。一方面,资源条件决定了煤炭产业分布的相对集中性,但同时也导致了各区域煤炭产业结构趋同的不足,各产业链环在各区域均有分布,形成资源和市场过度的区域间竞争,其中以煤炭采选、火力发电、黑色金属冶炼及加工、水泥制造、基础化工原料制造等产业链环最为显著;另一方面,技术水平、资源条件、资金优势等经济发展因素共同作用,使得各煤炭产业链环的区域效率存在较大差异,同时引致区域效率与区域分布之间的不匹配性,主要表现为:煤炭资源集中区其高耗能产业的经济效率偏低,而煤炭资源贫乏区其高耗能产业的经济效率反而较高,就煤炭采选业、炼焦业、黑色金属采选和冶炼及加工等主要产业链环分析,煤炭资源严重匮乏的南部沿海地区其经济效率均高于西南和东北地区。而实质上,煤炭产业的健康发展须充分发挥各地区的资源优势和区位优势,以资源为依托,以效率为根本,实现资源与效率的统一。针对现有的问题,可以从以下几个方面提高煤炭产业的整体效率:

(1)加强黄河中游地区的煤炭开采和洗选业、炼焦产业、黑色金属冶炼业、建材业等产业链环的发展,针对该地区煤炭企业分散的问题,须加强对该地区煤炭企业的资源整合。

(2)东北地区煤炭资源较丰富,具备一定的技术和经济实力,适合发展煤炭开采和洗选业、采矿石设备制造业、黑色金属冶炼及加工业。作为老工业基地,该地区煤炭采选业的技术效率偏低,须加强对生产设备的技术改造,通过资源整合提高总体经济效率。

(3)西南和西北地区经济发展落后,但其煤炭资源丰富且矿产资源的配套性较好,而且拥有生产成本低的优势,表现为劳动力数量多且廉价、土地便宜、能源费用低、政策优惠等,适合发展资源和劳工密集型以及部分资源加工型的重化工业,如煤炭开采和洗选业、煤化工业、有色金属开采和冶炼业等。其中西南地区煤炭资原后备储量相对充足,而现阶段该地区煤炭采选业的经济效率偏低,应加强该地区煤炭资源的开采能力,提升煤炭开采技术。

(4)东部沿海、南部沿海等地区煤炭资源相对匮乏,但经济发展较快,地理位置优越,具有资金、技术、人才以及信息等方面的优势,适合发展技术密集型产业,如采矿采石设备制造、发电机及发电机组、冶炼专用设备制造、相关产品贸易及进出口等煤炭产业链下游产业继续延伸的相关产业。此外,由于资源的限制,应逐渐收缩并向中西部转移东部沿海和南部沿海地区的煤炭开采和洗选业、建材业等高耗能产业。

参考文献

第7篇:有色金属冶炼技术范文

【关键词】铜冶炼企业;综合废水回用技术;实践

0 前言

我国作为一个水资源极度短缺的国家,在水资源的利用方面存在着两个十分突出的问题,一是对于水资源的利用不够,地下水开采不合理,而是水污染严重,水资源的利用效率低下。而水资源的短缺性,使得水污染的处理成为了水资源合理利用的关键。对于金属冶炼企业而言,采取相应的措施,做好废水的回收再利用,不仅是可持续发展的要求,更是提高企业经济效益的关键,应该引起企业管理人员的重视。

1 铜冶炼企业废水的危害

对于铜等有色金属冶炼企业而言,其废水主要来自以下几个方面:

(1)烟气净化水:指在对冶炼烟气进行洗涤时产生的废水,包含大量的悬浮物和各种重金属污染物;

(2)冲洗液、冷凝液:包括制酸系统的废酸、湿式除尘中的洗涤水、硫酸电除雾中的冷凝液和冲洗液等,酸性较高,而且含有重金属污染物;

(3)冲渣水:主要是在火法冶炼中,对熔融态的炉渣进行冷却时产生的废水,不仅温度较高,而且含有炉渣微粒以及少量的重金属污染物;

(4)设备冷却水:指由于冷却冶炼炉等设备循环水排污产生的废水,不过此类废水一般只是温度较高,很少存在污染,可以进行循环利用。

铜冶炼企业产生的费用,对于自然环境和人类监控有着巨大的危害,主要包括:

(1)制酸过程中产生的酸性废水如果不经处理,直接排放入水土中,会逐渐改变水体的pH值,不仅会腐蚀金属、混凝土结构等,还会影响生物的正常生长。

(2)废水中含有的重金属元素在自然界很难分解,而是会通过生物链富集,最终威胁人类的健康。例如,“骨痛病”是由于水中的镉元素造成的,肝癌、肾癌等癌症主要是砷元素过量导致,即使是危害较小的铜,如果在人体中过量富集,也会导致肝脏的损坏,引起“Wilson氏症”等疾病。

(3)废水的过量排放,会影响自然水体中微量元素的平衡,造成水生生物的变异或死亡,如果用来灌溉农作物,则会导致农作物减产等。

由此可见,金属冶炼企业产生的废水会对生态环境和人类健康造成巨大的危害,需要采取合理有效的处理措施,对废水进行综合利用,减少其对于环境的污染和破坏,提高水资源的利用效率,最终实现企业的可持续发展。

2 铜冶炼企业综合废水回用技术

从目前来看,我国金属冶炼企业在对废水进行处理时,主要采用吸附法、中和法、膜分离法、离子交换法、混凝沉淀法和生物法等方法,这些方法虽然都有着一定的成效,但是各自也存在着一定的问题,而且一般都是在将废水进行处理,确认其达到相应的排污标准后,将其排放,而并没有对其进行循环再利用。因此,这里提出了几种铜冶炼企业综合废水回用技术,希望可以为相关企业的废水处理提供一定的参考和借鉴。

2.1 电渗析法

所谓电渗析,指以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,将带电组分的盐类和非带电组分的水分离的技术,可以实现溶液的浓缩、淡化、精制或者纯化等工艺过程,在电力、热工自动化、电厂化学与金属等学科和领域得到了较为广泛的应用。在铜冶炼企业的综合废水回收利用中,应用电渗析法,需要注意几个方面的问题:

2.1.1 实验装置

实验装置的基本参数如下:

设计处理规模为20L/h,采用四级四段工艺,其主要运行参数包括:

进水流量:10-50 L/h;

操作电压:10-80V;

进水TDS:1000-3500mg/L;

进水硬度:700-1200mg/L;

进水pH值:7.5-8.5。

2.1.2 实验方法

以某铜冶炼企业排出的废水为原水,通过实验,确定电渗析法的极限电流密度,研究电压、进水流量、进水浓度等相关参数对电渗析处理工艺出水水质的影响,并通过对比的方式,测试不同的阻垢剂对于自来水、电渗析进水、电渗析出水的阻垢率。

2.1.3 注意事项

一方面,要做好电渗析器的稳定性试验,以分清电渗析器在反应过程中的主要反应和次要反应,判断电渗析器的工作性能是否稳定。另一方面,要做好极限电流密度的测定。极限电流是电渗析技术中的一个重要参数,当电渗析其处于工作状态时,物料在浓、淡室之间流动,则在水流和离子交换膜之间,会存在一个滞留层,在直流电场的作用下,溶质离子会产生定向迁移。当工作电流不断升高且达到一定程度后,主体溶液中的离子无法迅速补充到离子膜的表面,则会引起滞流层中大量的水分子电离生成OH-和H+离子,来负载电荷,这种现象就是极化。极化状态下的电流密度就是极限电流密度。极化现象的出现,会造成膜电阻的增大,影响电渗析的效率和质量,需要相关人员的重视。

2.2 离子交换法

离子交换法是指利用固相离子交换剂的基本功能,与溶液中带有相同电性的离子进行交换反应,从而实现离子的去除、置换、分析和浓缩等目的。一般情况下,离子交换法多用于对软水或纯水的制取。在利用离子交换法对铜冶炼企业的废水进行处理时,需要注意以下几个方面的问题:

2.2.1 实验装置

取适量树脂,放入100mL酸式滴定管中,滴定管底部要事先用棉球填平,避免树脂的下漏,在装入树脂后,要在上部装上棉球,以避免试液冲走树脂。在保证树脂柱中不存在气泡的情况下,开启上部阀门,使得液体均匀流过树脂柱,同时开启下部阀门,对流量进行调节,保持液面的平稳。

2.2.2 离子交换树脂的选择

通过相应的实验可知,在离子交换法中,产水最多的数值为强酸阳树脂D001和弱碱阴树脂D301SC,在充分考虑产水量和技术成本的前提下,以价格最便宜的强酸阳树脂001×7配合弱碱阴树脂D301SC,可以将吨水成本控制在0.269元,最为经济合理。

2.2.3 进水流量设置

为了使得阳、阴树脂流量统一,确保出水的稳定性,应该将进水流量设置为5.0mL/min。对于铜冶炼企业而言,经离子交换处理后的废水,TDS低于500mg/L,硬度在50mg/L以下,可以达到循环冷却水的标准,因此出水可以供给企业进行循环利用。

3 结语

总而言之,从目前来看,我国铜冶炼企业在废水处理方面缺乏科学性,造成了水资源的浪费,相关技术人员应该充分重视起来,引入新的废水处理技术,切实做好废水的回收利用工作,减少废水对于环境的污染,提高企业对于水资源的利用效率,促进企业的持续健康发展。

【参考文献】

[1]肖莹莹.铜冶炼企业综合废水回用技术的研究[D].中南民族大学,2012.

[2]罗发生,徐晓军,李新征,邱珉,王盼,陈宁.微电解法处理铜冶炼废水中重金属离子研究[J].水处理技术,2011,37(3):100-104.

第8篇:有色金属冶炼技术范文

1炉渣性质及供料方式

1.1炉渣性质

本项目为新建一处理规模为2400t/d的渣选厂。炉渣多元素分析结果见表1及表2。

1.2供料方式

熔炼炉排出的炉渣通过渣溜槽至渣包,由渣包车运至渣缓冷场进行缓冷。经60h冷却后的炉渣通过渣包车倾倒至渣堆场,自然摔落后的渣约有80%的物料块度<1000mm,大块物料主要为渣包壳,对渣场未摔碎的大块物料利用移动式液压锤碎机将其碎至500mm以下,再用前装机将常温状态下的炉渣就近送入附近的给料斗。

2碎磨工艺设计方案的比较

本炉渣未进行磨矿功指数测定,也未进行半自磨试验。根据现有渣选厂生产资料,同时借鉴同类型渣选厂的生产实践,参照国内外技术成果和发展趋势,来拟定碎磨工艺可能采用的方案。国内外大型渣选厂碎磨工艺选择,一般主要围绕“粗碎+(半)自磨+球磨”工艺与常规碎磨工艺,即“三段(也有二段或四段)一闭路破碎+球磨工艺”进行比较[4-5]。从本炉渣特性及工艺条件来看,可供比较的碎磨工艺也是这两种,具体如下。方案Ⅰ:粗碎—半自磨—球磨流程(以下简称半自磨工艺)。半自磨技术是目前国内外冶炼炉渣选矿厂碎磨作业中广泛采用技术,该技术于20世纪60年代逐渐成长起来,20世纪70年展迅速,并走向成熟。尤其是半自磨设备实现大型化后,为降低基建投资和生产费用、提高劳动生产率创造了条件,使得半自磨工艺在大型矿山选矿厂得以普遍采用。半自磨工艺的优点主要有:流程简单,生产环节少;设备数量少;厂房占地面积小;操作人员少;对含泥含水多的矿石有较强的适应性,不会出现常规碎磨工艺流程不畅通的问题;对环境友好,污染小;对大多数矿石具有选择性碎磨特点,有利于有用矿物与脉石的解离,从而改善选别性能。其缺点主要有:对给矿粒度组成变化和矿石硬度变化比较敏感,处理量波动大;生产调试时间较长;单位矿石耗电量一般偏高[6-7]。方案Ⅱ:常规碎磨工艺,即三段一闭路破碎-两段闭路球磨流程(以下简称老三段碎磨工艺)。常规碎磨工艺是半自磨工艺出现之前,矿山普遍采用的生产工艺。该工艺优点是:技术成熟,容易达产,生产系统相对稳定;电耗较低;设备作业率高。但该工艺对于含泥含水多的矿石容易出现设备及矿仓、筛网及漏斗堵塞,导致流程不畅通,因而需要增加洗矿系统。其他较为明显的缺点还包括:流程复杂,生产环节多,厂房占地面积大;粉尘污染严重(处理复杂);设备维修保养工作量大,操作人员多;总的生产成本较高;且由于该工艺的细碎设备和干式闭路筛分设备台数太多,操作管理、设备维护及除尘的难度大;并且有破碎和筛分厂房以及往返的皮带廊、除尘设施等,建构筑物多,造成土建费用高。方案比较的统一工艺参数为:1)设计规模为2400t/d;2)考虑设计波动系数为1.2;3)最终磨矿细度-200目占90%;4)年工作日314d,每天3班,每班8h(粗碎每班6h)。两种工艺方案主要设备比较见表3。两种工艺方案的可比费用比较见表4。由表4可见,两种方案费用现值非常接近。半自磨工艺比常规老三段碎磨工艺少了中细碎和筛分的环节,故工艺流程较短,生产设备故障少,设备维修率低,建筑费用低,占地面积小,建设周期短,生产管理简单,产生的粉尘少,对环境友好。由于铜冶炼炉渣物料的特殊性,渣缓冷后金属铜在渣料中的嵌布粒度粗细很不均匀,有大量的粗颗粒金属铜在半自磨工艺中更不易过磨,从而更有利于铜的回收。此外,铜冶炼炉渣物料含铁较高,物料较为坚硬,块度均匀,而半自磨正好能充分利用这些特点,减少钢球和衬板的消耗。采用半自磨+球磨工艺来控制磨矿的细度,既能解决常规破碎因铜冶炼渣性质的变化(硬度大、密度大、夹渣铜块)导致中细碎设备生产能力不稳定、运转率低的重大难题,又能实现铜炉渣的高效选择性碎磨。目前,国外铜冶炼厂的炉渣处理已广泛采用半自磨技术,如芬兰奥托昆普公司的哈利亚瓦尔塔冶炼厂、加拿大诺兰达公司的霍恩冶炼厂、罗马尼亚巴亚马雷化学冶金公司、墨西哥卡纳内阿冶炼厂和土耳其萨姆松城的米勒冶炼厂。半自磨技术在这些冶炼厂的炉渣处理中均获得了成功的应用。另外,国内的江铜贵冶、山东祥光铜业以及白银有色、甘肃金川有色、铜陵有色和广西金川有色等铜冶炼炉渣选矿厂也采用了半自磨+球磨工艺,投产后均取得良好效果。大量生产实践表明这种工艺适合铜冶炼炉渣碎磨,且比常规碎磨工艺有明显优势。综上所述,本次碎磨工艺设计采用粗碎+半自磨+球磨工艺流程。

3结论

第9篇:有色金属冶炼技术范文

关键词:有色金属工业;固体废物;环境;腐蚀性

中图分类号:X758 文献标识码:A

前言

随着近年来我国社会经济的快速发展,以及工业生产行业的发展壮大,有色金属工业固体废弃物的类型和数量都在逐年增加,有色金属工业固体废弃物的来源较多,主要包括:化工厂的化工渣;发电厂的粉煤灰, 炉、窑、灶的煤渣;金属冶炼厂的冶炼渣等等,传统的有色金属工业固体废弃物处置方法包括填海、倒入大江大河等,然而,固体废物的长时间露天堆放会对环境产生较为严重的影响,因此,对有色金属工业固体废弃物进行密切监测,采取科学有效的处理措施,避免破坏环境卫生,逐渐成为环境管理部门关注的焦点。

1 固体废物处置现状

1.1 冶炼工业固体废物的处置

冶炼厂生产过程中会形成包括污泥、烟尘、熔炼炉渣等在内的多种废渣,利用后处置是现阶段较为常用的处置方法,而对于危险程度较高的固体废物,则通常指定有资质的单位进行针对性处理,但通常存放于固体废物建渣场内,现阶段,固体废物建渣场的设计建设均采用了较为先进的淋溶水收集处理技术和防渗措施。

1.2 矿山固体废物的处置

(1)尾矿库。选矿过程中通常会形成部分尾矿,而无法利用的尾矿则需要建库统一存放和处置,所以,尾矿库指的就是用于堆存选矿尾矿的库。现阶段,通常使用山洼建库的方式建设尾矿库,工程设施主要涉及回水设施、放矿设施、排水构筑物、堆积坝、基本坝等。尾矿中砷、铅、硫等有害物质的含量较高,且尾矿浆pH值通常大于9,因而有必要采取适当的防渗措施。

(2)废石场。采矿工程施工过程中所产生的废石渣土,需要在采区边界外选择适当的位置进行堆存。部分废石可以堆浸回收或是充填井下,而大多数的废石则需要建设专门堆场进行适当的堆放和处理。然而,废石场的建设易造成水土流失,且占地面积较大。经雨水淋溶后,重金属矿山废石会发生氧化,进而形成重金属水污染,所以,有必要根据危险废物鉴别技术,根据国家相关污染控制标准,对Ⅱ类一般固体废物或是危险废物的废石进行相应的淋溶水收集和防渗处理。

2 有色金属工业固体废物处置技术展望

2.1 有色金属工业固体废物利用技术

根据国家固体废物资源化“十二五”规划的相关固定,有色金属工业固体废物资源化开发利用主要表现在下述几个方面:(1)水泥生产中铜熔炼渣选铜尾矿再选铁及尾矿的利用。优质强氧化熔炼炉渣含有大量的铜,需利用炉渣贫化将铜回收,选矿贫化和电炉贫化是现阶段较为常用的处置技术,该方法的应用有助于渣铜含量的减少。(2)规模化消纳技术和赤泥低成本脱碱技术。赤泥多组分预处理或脱碱回收后,可用于复合肥、流化床脱硫材料、路基固结材料、环保修复材料、环保建材等的生产。(3)全尾矿胶结充填技术。大泵量高浓度井下输送设备开发和全尾矿胶结生产高效胶凝充填材料技术也是近年来坑采矿山尾矿处置技术的主要发展方向。

2.2 固体废物无害化处置技术

(1)废水处理泥渣。按照废渣的鉴别结果和性质采取相应的废水处理渣处置技术,根据危险废物填埋污染控制规定和一般固体废物处置要求进行相应处理。按照条件送尾矿库堆存矿山废水处理渣,废水处理渣在进入加工厂和冶炼厂进行处置前,通常需要进行相应的固化预处理,并按照危险废物的需要,经定化/固化预处理后置于渣场。

(2)冶炼渣。按照废渣的鉴别结果和性质堆放废弃的冶炼炉渣,根据《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2001) 或《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB 18599-2001)的相关规定加以处理。

(3)赤泥处置。氧化铝生产所用赤泥的主要包括Al2O3,Fe2O3,SiO2,CaO等。赤泥附液pH值通常在13~14。受到赤泥产品使用和销售的限制,赤泥通常需要进行建库存放。因为赤泥固结快本身具有较强的防水效果,因而干式堆存不会对地下水造成不良影响,拜耳法赤泥是现阶段最为理想的处置技术。

(4)选矿尾矿处置。若没有选矿尾矿利用技术,其通常需要存放在尾矿库内。在设计建设尾矿库时,需要严格执行《尾矿设施设计规范》的相关规定。根据《危险废物鉴别标准》的要求,对Ⅱ类尾矿一般固体废物进行相应的防渗处理。

(5)采矿废石处置。现阶段,采矿废石的处理方法通常为就近堆放,根据《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB 18599-2001)和《有色金属矿山排土场设计规范》(GB 50421-2007)的相关规定,对废石场进行设计建设和地址选择。对于《危险废物鉴别标准》认定为Ⅱ类一般固体废物的废石,其所堆放的废石场需加强防渗处理,对于危险程度较高的废弃物,需要根据《危险废物填埋污染控制标准》的规定,首先进行无害化预处理。

2.3 管理支持

(1)监督和管理。建立现场检验检查、在线申报登记和固体废物台账相结合的监督和管理制度。

(2)技术经济。相关部门应逐步建立完善有色金属工业固体废物利用减税政策,加强有色金属工业固体废物无害化处置设备和技术的开发力度,并采取一定的低息贷款优惠和财政资金支持措施。

(3)标准、法规、政策。现阶段,我国仅仅推行了城市污水处理污泥污染防治技术和相关政策,而对于污染风险较大、数量不等、种类繁多的有色金属工业固体废物,相关措施和政策仍然有待于进一步完善,尤其是固体废物处置分类技术规范的制订以及废石、尾矿、炉渣等鉴别标准的研究。

结语

随着近年来我国科学技术的快速发展,以及工业生产规模的日渐扩大,有色金属固体废物的综合利用也实现了相应的发展,例如,化工渣中铬渣具有较强的毒性,因而仅有少量可用于玻璃着色剂,多数仍然需要在人迹罕至的废物厂矿院内或是山谷地进行堆放;化工渣中硫铁矿渣可以用于制砖,电石渣可以中和酸性废水或是用于筑路;煤渣能够代煤再燃烧或是用于制砖等等。通过综合的处理和利用,能够最大限度地减少有色金属工业固体废物,实现其减量化和资源化,防止有色金属工业固体废物危害环境。