有色冶金工业固体废物综合利用技术

摘要：随着环保理念深入人心，对污染严重的有色冶金工业而言，如何处理好工业生产过程中产生的固体废物，成为当前必须关注的问题。通过合适的综合利用技术，可以将这些冶金工业固体废物从潜在的污染源转变为重要的可利用二次资源。

关键词：有色冶金;固体废物;综合利用

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 有色冶金工业固体废物综合利用现状

1.1 冶金固体废物类型

冶金过程是将矿产从天然存在的岩石矿物中通过物理化学方法提取出来，形成可供工业利用的金属矿物。这其中涉及了一系列物理化学变化过程，从矿石粉碎到加热反应、试剂浮选等一系列加工流程中，均会出现大量的冶炼废弃物，包括工业固体废物、废水废液、有害气体等，不同的废物类型对环境造成的影响也不一样，所采取的处理措施也不相同，本文主要关注于产量较大，同时具有较大回收利用价值的固体废弃物。冶炼渣、尾矿废石、粉煤灰、尘泥等都属于有色金属固体废弃物的范畴。2018年，工业企业尾矿产生量约为8.8×108t，占一般固体废物产生量的27.4%，综合利用量为2.4×108t，综合利用率为27.1%。其中，尾矿产生量最大的行业是有色金属矿采选业，其产生量为4.0×108t，综合利用率仅有23.4%。这些冶金过程产生的固体废弃物，包含有大量重金属离子，极易产生环境污染。

1.2 冶金固体废物处理方法

按照冶金废物的物理化学性质，目前对冶金工业固体废物常用的综合处理技术主要有火法熔炼、湿法浸出、选矿三法（浮选、磁选、重力法）、直接利用法等。火法熔炼指的是高温加热使金属还原或者变成蒸汽，从而得到金属矿产，其优点是适应品种多、处理量大、操作流程简单但耗能高，处理过程中仍有污染产生;湿法浸泡指的是利用化学试剂浸泡冶炼工业废物，使杂质与有用金属成分分离开来，优点是回收率高、更环保，但操作流程复杂、容易腐蚀设备、对工作人员技术要求较高;浮选和重力法是利用矿渣各成分密度的不同，通过离心分选作用将其分开后回收。以上三种方法精细高效，但费时费力，对于矿石尾渣而言，除非经济利用价值很高，不然较少采用;直接利用指的是将一些金属冶炼后留存下来的泥质成分，用作建造生产水泥、玻璃、建材等，处理方法简单但适用面窄，仅适用于少部分污染较小的矿种。

1.3 冶金固体废物利用现状及意义

固体矿产是我国国民经济发展的重要物质基础，金属矿石选冶过程总要经历过一系列复杂物理化学变化，会产生大量固体废渣，其中含有大量金属，具备较大的污染性，同时也是重要的可回收资源。受限于技术条件，我国目前冶金固体废物利用率仍然很低，2018年，我国工业固体废弃物综合利用率在72%左右，而有色金属工业固体废弃物的利用率仅为45%，大量固体废物没有进行回收处理。这不仅与目前我国大力倡导的“青山绿水”环保理念相违背，也是对资源的巨大浪费。做好有色冶金工业固体废物综合利用，既对企业自身有利，也对社会负责，因此要求政府监管部门制定法规引导，并提供相关技术渠道支持。

2 有色冶金工业固体废物综合利用存在的问题

2.1 环保理念不足，废物综合利用效率较低

最早工业革命时期，在金属矿产生产的过程中，由于技术不成熟，加之一味追求经济效益最大化、没有相应环保意识，尾矿废渣往往不做处理，造成了大量土壤和地下水被污染的事件发生。日本曾经著名的“痛痛病”事件，就是生产金属镉的过程中，废渣未做无害化处理，最后通过地下水循环进入人体，使得当地数百人染病致死。我国工业化进程较晚，冶金固体废物资源综合利用技术还不够发达，利用效率较低，这也和矿企相关领导环保重视不足有关。

2.2 专业技术水平不足

目前我们国家在冶金工业废物处理方面技术还有待提高。矿产固体废物成分复杂，含有多种金属化合物和硅酸盐成分，要想对其进行综合利用回收处理，需要对整体选冶流程非常熟悉，并具备很强的专业知识水平，而这样的人才往往非常稀缺，很多矿业公司不具备这样的技术基础。

2.3 政府政策支持力度不够

目前政府对于冶金工业废物处理方面技术发展方面的支持力度还不够，很多企业由于缺乏相应资金，很难开展这方面的研究工作。政府相关部门应建立起合适的奖惩机制，为做得好的企业宣传并提供实际奖励，对于违反环保禁令的企業则应严厉处罚。

3 有色冶金综合利用技术

3.1 尾矿废石综合利用

矿石在冶炼过程中，除了高品位的精矿被冶炼成金属，还会残留有大量品位较低的尾矿和废石，这些可以进一步用于浮选回收利用金属成分，尤其是浮选机底部的沉砂、泡沫槽的结垢中金属成分含量较高，有较高的经济价值。云南白银有色金属公司1979年2月建成了日处理3 000t的选矿系统来处理浸染铜尾矿。经实践，能产出品位40%的优质硫精砂，硫的回收率80%以上。中条山有色金属公司采用酸浸除杂-重选富集-火法熔炼的回收工艺，最后可得85%以上的合质金，回收率达到85%～90%，每年可回收黄金5kg，盈利20万元。

3.2 冶炼渣回收利用

冶炼渣包括冶炼过程中产生的转炉渣、试剂中和渣等。其主要成分也是金属离子加上部分碳、硅化合物，可以通过酸-碱浸泡、电极法等方法进行金属提取。部分钙、锂矿还可以用来生产特殊品种玻璃、水泥等建筑材料。中南大学在这一方面研究程度较高，开展“从废弃尾矿回收铋的新工艺”“利用锑渣和烟尘制备活性玻璃澄清剂”等项目，并获得国家和省部级奖项。成都电冶厂利用密闭鼓风炉处理该厂各种废渣，1961～1987 年已处理各种废渣12 065t，生产出含镍50 %的高冰镍6 854t，回收SO2 生产亚硫酸铵2 570t，获利约66万元。

3.3 冶金尘泥综合利用

冶金尘泥主要指的是金属冶炼过程中所产生的细小尘土状物质，比如高炉尘泥、除尘灰等。它们的共同特点就是颗粒细小，金属含量高，不适合用火法烘焙或制造填充物等，根据矿种性质可以采用合适的试剂浮选或者重磁法选取金属。郑州轻金属研究院等单位把联合脱碱赤泥用作活性混合材料生产水泥的工业试验获得成功，克服了其他混合材料水泥凝结时间长，早期强度低等缺点。可生产425#以上高标号水泥，且能回收碱和水，经济效益显著。山东铝厂从1957年开始进行赤泥综合利用研究，1988年以前就已形成了年产1.1×106t水泥的生产能力，其中包括用于防腐蚀设施和水下工程的抗硫酸水泥，经济效益巨大。

4 有色冶金废物综合利用建议

4.1 加强技术研发与政策扶持

有色冶金过程复杂，不同矿种、不同冶炼方法所产生的固体废物也不尽相同，不能简单地套用同一种方法。我国工业固体废弃物综合利用技术，整体上而言还不够发达，很多少见矿床类型的废渣没有合适的处理方法，目前废渣多集中于单一主要元素的回收，而废渣中往往含有多种金属混合，包括金、银等贵金属，若不能有效利用，就会造成资源的巨大浪费。因此，相关矿产企业需要建立专业的技术研发团队，建立起一套从技术研发、设备标准到成果转化的完善机制。

政府有关部门应加快制定相关鼓励政策，对废物综合利用表现良好的相关企业的减免税收等一系列措施需尽快落地，同时应大力鼓励相应专利申报，建立相关奖项，尽可能促使企业提高对废物综合利用的重视程度。

4.2 加强行业内部交流，建设信息平台

目前有色金属冶金行业内部并没有形成很好的交流，很多技术性问题交流较少，行业整体技术水平发展缓慢。很多掌握方法的企业没有相关项目，而持有矿石的公司则缺乏对应矿床冶金固体废物综合利用的技术，因此加强交流，建立合适的合作机制和信息交流平台是非常有必要的。

5 结束语

我国矿产品固体废物综合利用技术整体上起步较晚，发展时间短导致水平较低。以往由于追求经济效益的最大化，对难处理利用的尾渣废物往往是简单填埋堆积为主，不仅造成严重污染，而且对资源的回收利用率极低。在这方面，欧美等发达国家由于起步较早，积累了大量的技术经验，走在行业的前列。他们有着较为完善的技术设备、理论体系，能够最大化地利用固体废物。我们也应重视起这方面的研究工作，为保障我国资源安全、切实做好环保工作做出努力。

参考文献

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收稿日期：2020-05-10

作者简介：杨燕丽（1985-），女，汉族，研究生学历，中级职称，研究方向为生态学与固废综合利用。