張 輝，羅 星，周衛(wèi)寧，李盡善

（1.中國(guó)有色礦業(yè)集團(tuán)有限公司，北京市100055；

2.中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西桂林541004）

中國(guó)有色集團(tuán)國(guó)內(nèi)冶煉企業(yè)資源綜合回收

張 輝1，羅 星2，周衛(wèi)寧2，李盡善2

（1.中國(guó)有色礦業(yè)集團(tuán)有限公司，北京市100055；

2.中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西桂林541004）

介紹了中國(guó)有色集團(tuán)在國(guó)內(nèi)的主要冶煉企業(yè)在資源綜合利用方面的進(jìn)展情況，其中包括了銅冶煉渣選礦貧化、污酸中回收錸、陽(yáng)極泥綜合回收有價(jià)金屬，鋅冶煉凈化渣和高浸渣的綜合利用，鈦白粉生產(chǎn)中的酸性廢水處理和綠礬生產(chǎn)鐵紅等。在對(duì)主要冶煉企業(yè)資源綜合利用的進(jìn)展總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出了合理化建議。

中國(guó)有色集團(tuán)；資源利用；銅冶煉渣選礦；鋅冶煉高浸渣；鈦白粉

資源綜合利用是我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略方針,對(duì)于貫徹落實(shí)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策,緩解工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程中日趨強(qiáng)化的資源環(huán)境約束,加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變,增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力都具有重要意義。開展資源綜合利用也是解決我國(guó)礦產(chǎn)資源短缺的重要途徑,是實(shí)現(xiàn)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的現(xiàn)實(shí)選擇,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。

中國(guó)有色礦業(yè)集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)有色集團(tuán)”),是世界500強(qiáng)企業(yè)。公司涉及銅、鋁、鉛、鋅、鎳、鉭、鈮、鈹、金、銀、稀土等40余個(gè)有色金屬品種,2013年有色金屬產(chǎn)量為1 552.2 kt。在企業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大和有色金屬產(chǎn)量不斷增加的過(guò)程中,集團(tuán)下屬企業(yè)在資源綜合利用方面也取得了顯著成效。本文選取中國(guó)有色集團(tuán)在國(guó)內(nèi)的一些具有代表性的冶煉企業(yè),介紹其在近幾年冶煉過(guò)程中資源綜合利用的主要情況和進(jìn)展。

1 銅冶煉領(lǐng)域

中國(guó)有色集團(tuán)國(guó)內(nèi)銅冶煉企業(yè)主要有大冶有色、富邦銅業(yè)和紅透山礦業(yè)，其中紅透山礦業(yè)粗銅的年生產(chǎn)能力只有30 kt。大冶有色目前具有銅電解能力700 kt/a，配套煙氣制酸能力1 100 kt/a，2010年又建成了從澳大利亞引進(jìn)的200 kt/a的澳斯麥特爐, 2012年建成了300 kt銅加工清潔生產(chǎn)示范項(xiàng)目。富邦銅業(yè)使用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“富邦爐”熔煉工藝,設(shè)計(jì)產(chǎn)能100 kt/a,實(shí)際產(chǎn)能60 kt/a,硫酸240 kt/a。

富邦銅業(yè)使用的“富氧側(cè)吹熔池熔煉—電爐貧化—轉(zhuǎn)爐吹煉”工藝,目前在國(guó)內(nèi)有3家企業(yè)使用。富邦銅業(yè)經(jīng)過(guò)自己的技術(shù)改造，已經(jīng)形成了自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熔煉技術(shù),并稱之為“富邦爐”[1]?！案话顮t”熔煉渣含銅低,全年渣含銅0.47%,較底吹爐和閃速爐具有較大的優(yōu)勢(shì)；床能力高，最大床能力為74.6 t/(m3·d)；設(shè)備占地面積小,基建投資少；銅綜合耗能低[2-3]等。富邦銅業(yè)針對(duì)轉(zhuǎn)爐渣含銅量4.6%、鐵48%、銀132.10 g/t,建立了300 t/d的選礦廠,已經(jīng)投入生產(chǎn)。該轉(zhuǎn)爐渣礦物組成比較簡(jiǎn)單,礦物種類較少,金屬礦物主要有硫化銅礦物、單質(zhì)銅、氧化亞銅、磁鐵礦，還有鉛和鋅的氧化物，非金屬礦物主要有硅酸鐵和玻璃質(zhì)，回收的目的元素為銅和鐵，銅回收率在90%以上，同時(shí)還可以得到鐵精礦，并綜合回收部分銀。

大冶有色冶煉廠的冶煉爐渣包括轉(zhuǎn)爐渣、諾蘭達(dá)爐渣和澳斯麥特爐銅冶煉電爐渣。爐渣中具有綜合回收價(jià)值的元素有銅、鐵、金、銀等，金、銀一般隨硫化物一起富集，磁性鐵可以通過(guò)磁選加以回收。轉(zhuǎn)爐渣含銅較高，韓偉及黃瑞強(qiáng)等人[4-5]通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)爐渣的特性和實(shí)驗(yàn)研究認(rèn)為應(yīng)該采用“快速浮選—階磨階選”流程，通過(guò)采用磁浮聯(lián)合新工藝對(duì)含銅7.86%的澳爐轉(zhuǎn)爐渣進(jìn)行了選礦生產(chǎn)研究，其綜合銅精礦品位達(dá)28.50%，銅尾礦品位0.34%，銅回收率96.83%。韓偉等人[6]對(duì)澳爐緩冷電爐渣進(jìn)行了階磨階選實(shí)驗(yàn)研究，在原爐渣銅品位0.74%的情況下，獲得銅精礦品位16.11%，回收率69.90%的指標(biāo)。

大冶有色針對(duì)轉(zhuǎn)爐煙塵含有鉛、鋅、鎘等有價(jià)元素,對(duì)其進(jìn)行了綜合回收。其主要工藝步驟是：煙塵浸出,浸出液凈化、濃縮、結(jié)晶、凈化渣處理,浸出渣鼓風(fēng)爐還原熔煉及電解等過(guò)程,可分別獲得電鉛、精鉍、粗鎘棉、七水硫酸鋅等產(chǎn)品[7]。大冶有色還針對(duì)污酸中的有價(jià)金屬錸進(jìn)行了1年的自行開發(fā),在一期原料發(fā)生變化和本身的工藝適應(yīng)性較差的情況下,于2011年底完成二期技術(shù)的開發(fā)工作,取得較好的回收率和處理效果，2012年3月完成二期項(xiàng)目改造工作,設(shè)計(jì)系統(tǒng)處理能力為1 000 m3/a。經(jīng)過(guò)工藝處理，污酸外排后液含錸＜1 mg/L,錸酸銨品位達(dá)98%以上。

大冶有色在結(jié)合原有稀貴金屬?gòu)S的經(jīng)驗(yàn)和工藝技術(shù)上,根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求,在黃金山工業(yè)園新建稀貴工業(yè)園,設(shè)計(jì)陽(yáng)極泥處理能力為5 kt/a，白銀產(chǎn)能為600 t/a(含外購(gòu))、黃金20 t/a(含外購(gòu))、二氧化硒300 t/a、精碲40 t/a,以及500 kg/a左右的鉑鈀生產(chǎn)能力,“十二五”末產(chǎn)值將達(dá)到100億元,稀貴工業(yè)園于2013年3月投料生產(chǎn)。

2 鋅冶煉領(lǐng)域

中色鋅業(yè)現(xiàn)有鋅210 kt/a、硫酸400 kt/a的產(chǎn)能，采用自主研發(fā)的榮獲有色金屬工業(yè)科技一等獎(jiǎng)的“低污染沉礬除鐵濕法煉鋅工藝”[8]，并且從廢渣中綜合回收銅、銀、鎘、鈷、鋅等有價(jià)金屬。其采用的全濕法工藝“從冶煉廢渣回收銅、鎘、鈷、鋅的方法”屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，是國(guó)內(nèi)首家從凈液渣中利用無(wú)萃取濕法工藝生產(chǎn)電銅的企業(yè)。

目前,我國(guó)濕法煉鋅企業(yè)普遍采用的是成熟的濕法工藝,即酸浸、置換、除雜,從凈液渣中回收銅、鎘、鈷、鋅，得到的產(chǎn)品多為海綿鎘、鈷渣和銅渣,作為中間或者半成品出售[9]。中色鋅業(yè)為了簡(jiǎn)化流程、提高金屬綜合回收率和產(chǎn)品附加值、減少?gòu)U渣排放、降低二次污染,經(jīng)過(guò)幾年的開發(fā),研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用了“從冶煉廢渣中回收銅、鎘、鈷、鋅的方法”,陸續(xù)投資建設(shè)了凈液渣綜合利用回收項(xiàng)目,其中一期項(xiàng)目投資5 676萬(wàn)元,年回收電銅1 040 t、精鎘450 t、鈷精礦1861t，于2009年12月投產(chǎn)；二期項(xiàng)目總投資8500萬(wàn)元，年回收電銅1 040 t、精鎘450 t、鈷精礦1 861 t（含鈷2%）、鋅溶液含鋅量9 000 t，于2012年5月投產(chǎn)[10]。

同時(shí)針對(duì)兩段砷鹽凈化過(guò)程中需要使用砒霜，且過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生AsH3劇毒氣體，存在安全隱患；溶液中銅離子不夠時(shí)需要補(bǔ)加硫酸銅；產(chǎn)生的兩段凈液渣中金屬分散且含砷高等問(wèn)題,公司于2010年開始將砷鹽凈化除鈷改為銻鹽凈化除鈷工藝。經(jīng)過(guò)工業(yè)化試驗(yàn)表明：銻鹽凈化鋅粉消耗少,產(chǎn)生的SbH3比AsH3毒性弱且化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定(室溫下即分解),消除了安全隱患；不需要使用氫氧化鈉、高錳酸鉀和硫酸亞鐵；凈化階段實(shí)現(xiàn)了有價(jià)金屬的分離和富集,得到3種高品位渣，可直接綜合回收而不需要中間處理[11-12]。

高溫高酸煉鋅工藝具有自身的優(yōu)點(diǎn),但是該工藝會(huì)產(chǎn)生泥態(tài)化的高浸渣(鉛銀渣)和鐵渣,并從系統(tǒng)中帶走0.3 m3/t的浸出液,且所產(chǎn)出的浸出渣屬于危險(xiǎn)固廢,不允許隨便堆放,同時(shí)高浸渣中常蘊(yùn)含銀、鋅、鉛、銅等有價(jià)金屬,必須加以綜合回收利用[13]。中色鋅業(yè)在比較了國(guó)內(nèi)外對(duì)高浸渣的綜合利用方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合公司每年產(chǎn)出的135 kt高浸渣的特性和地區(qū)等條件的限制,采用了浮選工藝方法回收其中銀,萃取方法回收選礦廢水中的鋅,達(dá)到了對(duì)高浸渣的綜合利用：考慮到銀礦物和含銀化合物均可在酸性介質(zhì)中用常規(guī)硫化物捕收劑浮選回收,因此中色鋅業(yè)在選擇適宜的浮選藥劑的基礎(chǔ)上，確定了一粗、一精、三掃和中礦再選工藝流程。通過(guò)試驗(yàn)，銀浮選回收率56%～60%,金的回收率70%～80%[14]。高浸渣中水溶鋅含量為2.97%,浮選銀后的廢水中含鋅16～18 g/t,廢水量700 t/d,pH=4～4.5。針對(duì)該廢水特性，公司采用廢水鋅離子萃取富集技術(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室結(jié)果,確定了一級(jí)預(yù)萃?。ㄏx礦藥劑的影響）、三級(jí)逆流萃取、兩級(jí)逆流反萃、反萃有機(jī)相再反萃鐵的工藝流程,萃取率達(dá)62%～70%[15]。該銀鋅綜合回收項(xiàng)目總投資8 500萬(wàn)元,年回收銀精礦含銀12 t,選礦廢水富集鋅2 800 t。

3 鈦白粉生產(chǎn)

鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)主要是平桂飛碟，目前其鈦白粉的生產(chǎn)能力為25 kt/a，生產(chǎn)工藝為硫酸法。平桂飛碟生產(chǎn)的“飛碟牌”鈦白粉暢銷歐美、日本、東南亞市場(chǎng)，出口量占年產(chǎn)量的60%，曾連續(xù)3年位居中國(guó)鈦白粉自營(yíng)出口第一位。從2004年開始，平桂飛碟3次獨(dú)家應(yīng)訴韓國(guó)鈦白粉反傾銷，并最終贏得勝利。在生產(chǎn)普通型BA01-01鈦白粉的同時(shí)，公司依靠科技進(jìn)步，還研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PGA專用系列產(chǎn)品,其性能相當(dāng)于日本A100、韓國(guó)K100系列高檔鈦白粉[16]。平桂飛碟大力發(fā)展循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，狠抓“三廢”的治理，按照“以廢治廢、綜合利用、循環(huán)發(fā)展”的思路，將內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)“串珠成鏈”，構(gòu)建起“電力—有色金屬—水泥”循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，形成了“鈦白粉—工業(yè)石膏—水泥”、“鈦白粉—硫酸亞鐵—氧化鐵紅（一水亞鐵）”、“有色金屬—采選尾礦、冶金渣、鍋爐渣—水泥”、“有色金屬采礦廢石—建筑材料（筑路材料）”等循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈[17]，2012年榮獲全國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工作先進(jìn)單位。公司資源綜合利用及循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽庖妶D1。

圖1 平桂飛碟資源綜合利用及循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈

平桂飛碟鈦白粉生產(chǎn)資源利用率高（如鈦礦消耗、硫酸消耗），在國(guó)內(nèi)同行業(yè)中處于領(lǐng)先水平，特別是硫酸消耗3.2 t/t，優(yōu)于我國(guó)硫酸法鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)一級(jí)指標(biāo)的3.5 t/t。鈦白粉單位產(chǎn)品新鮮水消耗30 m3/t,廢水排放量50 m3/t,綜合能耗0.95 tce/t,均優(yōu)于我國(guó)硫酸法鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)一級(jí)指標(biāo),冶煉用水重復(fù)利用率98%。

鈦白粉生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的酸性廢水，若不經(jīng)處理直接排放，將會(huì)腐蝕下水道，造成水體污染、土壤酸化,惡化生態(tài)環(huán)境,嚴(yán)重危害附近居民的生活及農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展,并造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。但是酸性廢水的治理成本高,產(chǎn)生的石膏廢渣露天堆放對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生污染等問(wèn)題。平桂飛碟根據(jù)賀州市大理石加工產(chǎn)生的大量廢石漿無(wú)法處理的情況,經(jīng)過(guò)技術(shù)攻關(guān),開發(fā)出了以大理石廢料處理鈦白粉生產(chǎn)的酸性廢水，制成鈦石膏用于水泥生產(chǎn)的獨(dú)特技術(shù)，既有效地解決了工廠的酸性廢水治理問(wèn)題,又解決了當(dāng)?shù)卮罄硎庸I(yè)廢石漿的出路。

每生產(chǎn)1 t鈦白粉將產(chǎn)生2.5～4 t的副產(chǎn)品綠礬(FeSO47H2O),原先采用鐵皮法生產(chǎn)氧化鐵紅,但生產(chǎn)成本高,產(chǎn)品雜質(zhì)高,沒(méi)有出路。而綠礬的堆積不僅增加企業(yè)的管理成本,還占用土地資源,對(duì)土壤等環(huán)境也產(chǎn)生污染。平桂飛碟通過(guò)試驗(yàn)研究,開發(fā)出以硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)氧化鐵紅和一水硫酸亞鐵的工藝,氧化鐵紅產(chǎn)品應(yīng)用于陶瓷、油漆制造等行業(yè),一水硫酸亞鐵可作為飼料添加劑和凈水劑。新工藝不僅降低了生產(chǎn)成本,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,還消化了鈦白粉廠大量的硫酸亞鐵,有效解決了鈦白粉廠硫酸亞鐵廢渣的處置難題[18]。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)幾個(gè)主要的冶煉企業(yè)的資源綜合利用現(xiàn)狀的分析可知，各企業(yè)非常重視資源綜合利用，取得了很多成績(jī)。大冶有色對(duì)污酸中的錸和陽(yáng)極泥的綜合利用、中色鋅業(yè)對(duì)鋅冶煉伴生金屬元素的綜合回收在行業(yè)內(nèi)都具有較強(qiáng)的影響，也形成了相應(yīng)規(guī)模的資源綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈，但是仍存在企業(yè)間發(fā)展不平衡的狀況，部分冶煉企業(yè)的綜合回收尚有潛力可挖。隨著中國(guó)有色集團(tuán)規(guī)模不段的擴(kuò)大，金屬產(chǎn)品、產(chǎn)量逐年增加。在目前主要金屬價(jià)格處于低價(jià)運(yùn)行的環(huán)境下，對(duì)有限的資源進(jìn)行綜合利用，為企業(yè)創(chuàng)造效益，已經(jīng)成為企業(yè)的生命線。這需要各個(gè)冶煉企業(yè)在對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行節(jié)能減排改造的同時(shí)，注重與“三廢”的綜合利用相銜接，提高“三廢”資源的利用率，同時(shí)提高資源綜合利用產(chǎn)品的附加值，為企業(yè)創(chuàng)造更大的價(jià)值。

中國(guó)有色集團(tuán)成立30周年，有的出資企業(yè)甚至有更久遠(yuǎn)的歷史，也積累了不少的資源綜合利用經(jīng)驗(yàn)。但是資源綜合利用技術(shù)日新月異，應(yīng)該在現(xiàn)有基礎(chǔ)上加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研力度，充分利用大學(xué)、科研院所的智力和研究資源，為企業(yè)在資源綜合利用領(lǐng)域創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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Comprehensive Utilization of Resources from CNMC Domestic Metallurgical Enterprises

ZHANG Hui1,LUO Xing2,ZHOU Weining2,LI Jinshan2
(1.China Nonferrous Metal Mining(Group)Co.,Ltd.,Beijing 100055,China; 2.China Nonferrous Metal Guilin Geology and Mining Co.,Ltd.,Guilin,Guangxi 541004,China)

The comprehensive resources utilization from domestic metallurgical plants of CNMC is reviewed in the paper,which includes the copper smelting slag beneficiation depletion,recovery of rhenium from waste acid solutions,comprehensive recovery of valuable metals from anode slime;utilization of purification residues and high-acid leach residues in zinc smelting;treatment of acid wastewater and pigment hematite product made with ferrous sulfate in titanium dioxide production.On the basis of summarizing the progress of comprehensive resources utilization,reasonable suggestions were provided in this paper.

CNMC;resources utilization;copper smelting slag beneficiation;zinc smelting high-leaching shag titanium dioxide

X758

B

1004-4345(2015)01-0015-03

2014-03-19 修改返回：2014-11-03

張 輝（1970—），男，高級(jí)工程師，主要從事安全生產(chǎn)管理。