【摘要】随着工业生产的发展,工业废物数量日益增加。尤其是冶金工业排放量最大。工业废物数量庞大,种类繁多,成分复杂,处理相当困难。为推广工业固体废物综合利用先进适用技术,提高工业固体废物综合利用技术水平,推进工业固体废物综合利用产业发展,本文详细介绍工业固体废物的综合回收利用技术。
[关键词]有色金属;工业固体废物;综合利用;技术
介绍
改革开放以来,我国经济建设快速发展,同时也产生和消耗了大量的工业资源。随着这些资源的生产和消费,工业固体废物的排放量日益增加。有色冶金行业受限于技术和管理,很难100%回收资源,部分资源进入固废。近年来,一次资源逐渐短缺,如何采用新工艺、新方法综合回收利用这些工业固体废物的二次资源,以满足循环经济发展的需求,已成为亟待解决的问题。鉴于此,本文详细介绍了工业固体废弃物的综合回收利用技术。为了加深对这个问题的理解。
1工业固体废物的概念
工业废物是指在工业生产活动中产生的各种废渣、粉尘等固体废物。可分为一般工业废弃物(如高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、煤渣、硫酸渣、废石膏、脱硫灰、电石渣、盐泥等。)和工业有害固体废物。这些工业废料的被动存放不仅占用大量土地,造成人力物力的浪费,而且许多工业废渣中含有易溶于水的物质,通过淋溶污染土壤和水体。粉状工业废料,随风飞扬,污染大气,有的甚至发出臭味和有毒气体。一些废物甚至堵塞河流,污染水系,影响生物生长,危害人们的健康。
2综合利用技术
工业废弃物经过适当的工艺处理后可以成为工业原料或能源,比废水、废气更容易实现资源化利用。一些工业废料被制成各种产品,如水泥、混凝土骨料、砖、纤维、铸石和其他建筑材料;提取金属如铁、铝、铜、铅和锌以及稀有金属如钒、铀、锗、钼、钪和钛;制造肥料、土壤改良剂等。此外,它还可以用来处理废水,扑灭矿井火灾,以及用作化学填料。
2.1鼓风炉还原冰铜熔炼重金属(铅)废物清洁处置技术
在此过程中,铅等重金属固体废弃物和氧化铁等造锍剂全部投入,通过还原造锍反应,生产出粗铅合金、铁锍和水淬渣。铅合金富集料中的多种金属和贵金属是下游企业电解分离的最佳原料,冰铜铁是替代生铁的配重原料,水淬渣是制备水泥的原料,无任何废渣。没有水排出。整个工艺流程短、清洁,不再产生重金属危害,从而达到含铅等重金属的危险固体废物的减量化、资源化和安全处置的目的。结合国家危险固体废物处置政策、资源综合利用和综合回收政策,推广前景十分看好,市场十分广阔。
(1)原理:各种含铅固体废物中的硫以硫酸根、元素硫或络合硫化物存在,在密闭冶炼过程中被碳分解还原,同时与含氧化铁的造锍剂发生还原造锍反应,物料中的硫以锍的形式固化,几乎不产生二氧化硫尾气。重金属和贵金属得到还原、富集和综合回收。
⑵工艺流程
⑵关键技术:硫以冰铜形式固化,重金属和贵金属同时还原、富集和综合回收。尾气中二氧化硫、重金属粉尘、重金属蒸气的排放远低于国家标准。
2.2银转炉渣的湿法处理技术
该技术用于生产,生产过程稳定,各种有价金属分离回收,各项技术经济指标满足要求。具有原料适应性强、金属回收率高、劳动条件好等优点。
(1)原理,该工艺采用湿法从渣中分离铋、铅、铜,即用盐酸溶液浸出这些渣料,使铋、铜进入浸出液,铅、银进入渣中,从而达到分离铋、铜、铅、银的目的。铅渣送至炼铅系统回收铅和银,浸出液分步水解得到氯氧化铋和氯氧化铜,剩余的水解废液返回浸出工序循环使用。氯氧化铜作为炼铜的原料卖给钢厂,氯氧化铋被还原熔化成粗铋再精炼成精铋。
2.3电解铝废物的分离与净化技术
⑴原理:本项目的理论创新之处在于,基于铁离子的普遍特性,提出了“含铁杂质”,以硫酸氢钠为主要还原剂,将所有含铁离子颗粒在表面还原,在磁选设备中部分消除。在电炉熔炼系统中,利用废料中必然存在的金属铝颗粒,将所有比铝电位高的金属还原成单质金属状态,在高温下沉积在电炉底部,大大降低了杂质含量,保证了资源的再利用。
⑵工艺流程
(3)关键技术
关键技术有:磁选机的改造、还原剂的选择、浮磁联合系统的工艺制定;(2)电炉系统的建立和新型耐高温耐腐蚀炉材料的应用;(3)各系统的有效集成使整个过程相互衔接,保证了产品质量;(4)循环水系统的有效运行。
2.4含锌炼铁烟尘综合利用技术
该技术可对我国大量含锌尘泥进行资源化和无害化处理,实现固体废弃物的综合利用,进一步消除环境污染,创造经济效益和社会效益,为有色金属冶炼提供新的可再生原料来源。对推进循环经济、节能减排、建立清洁生产模式具有重要的示范作用,对可持续发展具有重要的现实意义。
(1)原理,核心专利技术“火法富集-湿法分离处理高炉炼铁粉尘多级集成耦合技术”,可彻底无害化处理含锌尘泥,在环保生产的前提下实现全面综合回收再利用。经红河锌联专利技术处理后,含锌尘泥转化为二次氧化锌粉,可供后续应用,最终回收锌、铟、铋等有色金属;锌粉泥中的铁、碳、氯等物质转化为铁精矿、碳精粉、工业盐等工业原料;去除有害杂质后的废渣用于生产环保免烧砖;生产过程的余热可与余热锅炉配套生产湿法蒸汽,实现节能。整个生产过程实现了无二次污染的环保生产,环保完全达标。
⑵工艺流程
①工艺流程包括:热挥发富集、窑渣联合选矿、湿法提锌、锌提渣湿法提铟、铟提渣湿法提铋、最终渣火法冶炼、锡铅分离。②有五大类九种产品,分别是纯金属锭;粗金属锭;金属精矿;能源产品(碳精粉);非金属(建筑材料和附件)。③采用的技术手段较多,包括两套火法冶金技术、三套湿法冶金技术和一套联合矿石开采技术。同时要合理融入自主创新技术,使之有机结合、集成、先进、适用。④各工序基本采用成熟、常规、适用的工业设备,进行合理、必要的改进和组合,实现集成创新。⑤整个过程为闭路循环,除火法冶炼过程不可避免排放(达标)的烟气外,无废水和固体废物的产出和排放。2.5利用含硫铅渣生产粗铅和硫酸钠的技术
该技术不仅可以消除二氧化硫的污染,还可以避免从外地运输含硫的铅渣。在环境友好和资源利用的社会,含硫铅渣液相脱硫生产粗铅和硫酸钠的技术具有突出的应用前景。目前仅湖南、江西、湖北、广东等省的含硫铅渣就不少于50万吨/年。如果含硫炉渣不脱硫直接用于炼铅,会产生大量的二氧化硫,即使后续烟气脱硫,产生的二氧化硫量也不容小觑。含硫铅渣液相脱硫技术成熟简单,锌盐生产企业只需少量改造即可利用现成设备对含硫铅渣进行液相脱硫。液相脱硫后的无硫铅渣可用于高炉炼铅,可完全消除烧结过程中的二氧化硫污染。
(1)基本原理和关键技术
碳酸钠、氢氧化钠、氯化钠、氯化钙等。主要用于在液相中与铅渣中的硫酸铅反应。首先,氯化钠和氯化钙用于浸出铅。浸出的铅与碳酸钠和氢氧化钠反应生成碳酸铅和氢氧化铅的固体沉淀,硫酸根与钠离子反应生成可溶性硫酸盐。固液分离后,滤液经过提纯、浓缩、结晶、离心、干燥等单元操作,得到副产品硫酸钠。固体滤饼为无硫铅渣,配料后高温烧结。加入还原剂焦炭后,在不高于900℃的传统高炉中还原成粗铅,同时生成冰铜渣和水淬渣。
铅渣脱硫的目的是防止铅渣烧结过程中产生的大量二氧化硫污染大气,并将二氧化硫的来源硫酸根转化为硫酸钠。
无硫铅渣液相脱硫是一个液相催化反应,其中化学添加剂的选择是关键。高活性添加剂能显著促进脱硫反应,硫元素以可溶性盐的形式被脱除。同时,可以选择性地使用搅拌和加热来加速反应。
2.6废镍铜和镍铁合金利用技术
该技术可应用于各种中间合金的提纯,特别是合金再生领域。目前,含有各种稀贵金属的废合金资源量巨大,是宝贵的可再生资源。中国的镍消费量从2000年的4.8万吨增长到2010年的50.5万吨,增长了10多倍。2005年,中国成为全球最大的镍消费国,占全球镍消费量的34.5%,年消费量50.5万吨。中国镍资源储量828.16万吨,仅占世界的5.1%,自给率仅为18%。这项技术的应用可以充分利用宝贵的资源。
(1)原理,该技术将废镍铜和镍铁合金提纯,生产再生镍铜中间合金和镍铁中间合金。为了获得成分均匀、纯度高的中间合金,将配料后的含镍废料和含铜废料装入炉中熔化,采用造渣脱硫、加脱氧剂脱氧、吹氩搅拌、还原精炼、喷粉脱磷、调整合金成分等一系列技术,使中间合金纯净均匀。
⑵工艺流程
(3)关键技术
精确配料技术、脱硫脱氧技术、喷粉脱磷技术、吹氩搅拌去除杂质。
2.7从含铜废料中制备高纯亚微米超细铜粉
这项技术成果的推广意义重大。①拓展应用领域,为节能减排和传统产业升级提供物质和技术支持;②通过对超低品位含铜废料的综合利用,可以缓解我国铜资源的短缺;③提高成果转化和应用规模水平,提升我国铜冶炼水平。
⑴原理:将钛白副产物废硫酸加入到粉碎后的含铜废渣、废铜矿、低品质氧化铜等含铜废料中进行氨浸和酸浸,然后过滤分离,制得弱酸性硫酸铜溶液。采用自生晶种控制技术控制超细铜粉的粒度和形貌,并通过实验总结出粉末抗氧化处理工艺的最佳条件,为工业化生产奠定基础。
⑵工艺流程:含铜废液、低品位矿石、含铜废渣& rarr加入氨水和硫酸浸泡& rarr硫酸铜溶液;过滤器& rarr碱式碳酸铜;过滤器& rarr洗涤& rarr铜膏& rarr表面处理& rarr过滤器& rarr亚微米铜膏
⑵关键技术:①超细铜粉的粒度和形状控制技术;②水解晶种和钛白粉增白技术;③亚微米超细铜粉抗氧化技术。
3结论
随着经济的发展,工业固废回收行业将进入黄金发展期,固废处理设备、资源回收再利用等细分行业的投资价值日益显现。在装备方面,具有带动效应的重大技术和装备的规模化、高附加值利用将成为未来发展的重点。目前我国固废处理设备主要靠进口,有很好的进口替代机会。资源回收方面,行业对回收技术依赖度高,技术壁垒高的回收过程有很好的投资空。