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有色重金属冶炼过程中的综合利用



四、废水的处理

    水是宝贵的资源,要尽量增加复用率,减小排放量。重金属冶炼过程产生的废水含有一些有害的重金属离子,还含有砷、氟、氰、酚等有害杂质,要进行无害化处理。一般措施是改革冶炼工艺,减小废水排放量;加强管理,防止跑、冒、滴、漏;清水污水分流;建立废水处理系统,使之无害化。净化后的废水返回生产系统,逐步实现闭路循环,达到“零排放”。

    进入20世纪90年代以来,随着环保措施的严格,随着环保设施的逐步完善,1997年和1990年相比,有色重金属产量净增341万吨,增幅达142.6%,而废水复用率从68.10%提高到72.85%,复用率提高了4.75%。

五、废渣的处理

    有色重金属冶炼排出的废渣,数量较大,其主要成分是FeOCaOSi02Mg0Al203,可用来生产铸石、水泥、矿渣绵和其他建筑材料。冶炼炉渣还可用于充填矿坑。但总的来说废渣的利用率不高,有待进一步研究开发。

六、余热利用

有色重金属的传统工艺能耗较高,设备热效率低,仅15%20%,最好也不过40%20世纪80年代以来引进或研究采用先进工艺改造传统冶炼方法,取得明显效果。如大冶冶炼厂传统炼钢工艺,吨粗铜能耗1.2吨标煤,年产5万吨铜,12万吨硫酸。引进诺兰达法改造后,年产铜10万吨,产硫酸32万吨,吨粗铜能耗下降到0.6吨标煤。

分析余热的构成,主要是被烟气、炉渣和冷却介质带走,其中烟气带走的热量最多。在鼓空气时,烟气中大部分是随空气带入的,不参加反应的氮气,却也加热到反应温度带走大量热。故现在先进的冶炼方法如炼钢的闪速炉,炼铅的QSL法均采用富氧或工业纯氧。既减少了这部分热损失,又强化了反应过程,还使产出烟气的S02浓度高,便于回收,有利于保护环境。有些传统熔炼方法也采用富氧鼓风。

烟气的余热主要通过换热器预热空气,鼓入热风进行冶炼;用余热锅炉生产蒸汽。余热锅炉若生产高压蒸汽可以发电,若生产低压蒸汽,可供冶炼厂内对蒸汽的需求。目前,在各类冶炼厂中余热锅炉和换热器都很普遍。此外,利用余热的热泵、汽化冷却器,预热炉料的预热炉和利用尾气加热人炉器件的装置已都应用于有色重金属冶炼工厂。

有色重金属冶炼工厂的炉渣温度高、量大,从而带走大量热,一般占余热资源的10%以上。有资料介绍,我国有色冶金炉渣在300万吨以上,带走的热量达410×10l0千焦以上,折合标煤1.4亿吨以上,是一个相当可观的数字,但是由于炉渣温度高,为液体又周期排放,利用这部分热难度较大。目前有水淬粒化换热法和干式粒化换热法,但都还有待改进。

冷却介质带走的热,主要是指冷却水带走的热。这部分余热除直接用于生活外,还可用于热管、热泵等回收。国内外也正在研究一些特殊介质和新型结构的换热器。

七、其他金属和有价元素的回收

有色重金属矿中一般都伴生有多种金属,在生产过程中要回收利用。如炼铜厂从烟尘回收铅、锌、铋;炼铅厂从除铜渣中回收铜,从烟尘中回收锌、汞,湿法炼锌厂从铜镉渣中回收铜和镉,从铅银渣中回收铅和银,从除钴渣中回收钴……。从阳极泥中回收金银、铂族,从各种中间产物中回收稀散金属。

此外,有色重金属矿中还会含砷,排放出去污染环境,回收回来有较高价值。如云南锡业公司从各种含砷物料,经焙烧得含砷20%的高砷烟尘,再用电热回转窑生产白砷产品。

炼锡厂还从炼锡炉渣中回收钽、铌、钨。

总之,世界各国都很重视有色重金属资源的综合利用。努力把其中的有价元素都提取出来。我国近20年来综合利用发展迅速,大型冶炼厂综合利用水平较高,经济效益较好。

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