冶金渣是在有色冶金过程中,伴随某种金属产品同时产生的废渣,种类繁多,性质各异,一般可直接或经适当处理后返回流程,以提高金属的循环利用率;当其中一种或几种有价金属含量富集到一定程度时,可采取不同的工艺流程予以提取。
钨冶炼系统采用碱压煮工艺生产仲钨酸铵及蓝钨时产出的钨渣可用火法一湿法联合流程处理,还原熔炼得到含铁、锰、钨、铌、钽等元素的多元铁合金(简称钨铁合金)和含铀、钍、钪等元素的熔炼渣。钨铁合金用于铸铁件,熔炼渣采用湿法处理,分别回收氧化钪、重铀酸和硝酸钍等产品。钨湿法冶炼工艺中采用镁盐法除去钨酸钠溶液中的磷、砷等杂质时会产出磷砷渣,将此渣经过酸溶、萃取、反萃、沉砷等综合利用工艺,可回收钨的氧化物及硫酸镁,然后产出砷铁渣约为原磷砷渣的10%,且其渣型稳定,不溶于强碱、弱酸,容易处理。
有色冶金渣的综合利用
若有色冶炼渣中有价金属含量很低,目前的技术水平提取不经济时,还可用作其它行业的原料,使之资源化,如铜、铅、锌、镍渣等。
(1)铜渣铜熔炼鼓风炉渣或反射炉渣水淬后,成为黑色致密的颗粒。可用作水泥、代替铁粉配制水泥生料。用铜渣生产渣棉,细而柔软、含珠少、熔点低,可节省能源,质优价廉。冶炼铜水淬渣硬度较高,可用作钢铁表面除锈剂,供造船厂作除锈喷砂。
用铜渣生产耐磨制品,有致密的细结晶结构,耐腐蚀性能良好,其成分和性能均与玄武岩铸石相近。冶炼铜渣也可用于转窑生产硅酸盐水泥熟料,以替代含铁加料(铁矿石、萤石等)。铜渣也可以直接用作混凝土填料。从化学成分上来看,铜熔渣基本符合混凝土填料的标准要求,并且具有耐碱性能。
(2)铅渣、锌渣与锡渣铅锌工业和锡工业产生的废渣,如同铜熔渣一样,一般作为原料的调配掺加组分和填料,分别用于水泥工业和混凝土生产。锡渣和锌渣可作为混合原料组分,用于生产硅酸盐水泥熟料,对水泥的抗压、体积守恒、凝固和吃水等方面的质量指标没有影响。铅渣可代替铁粒作烧水泥的原料,能降低熟料的熔融温度,使熟料易烧、煤耗降低、强度提高等,铅渣用量占配料的5%左右。
(3)镍渣镍渣可用作铸石、碎石、制砖、制水泥混合材料等建筑材料。国外研究用磨细镍渣与水玻璃混合,制造高强度、防水、抗硫酸盐的胶凝材料,它既可在常温下硬化,也可以在压蒸下硬化,还可以用来配制耐火混凝土等。
(4)其它冶炼渣的综合利用 锡矿山锑冶炼鼓风炉渣可用于生产水泥。炼锑反射炉渣可用于生产蒸汽养护砖。砷钙渣经处理后可用于玻璃工业,代替白砒作澄清脱色剂,生产出质量合格的玻璃。金矿的浮选尾矿可生产硅酸盐砖、铺设路基等。
(5)碱介质湿法冶金工艺提取有色金属矿渣碱介质湿法冶金就是在碱性溶液(包括烧碱溶液、碳酸钠溶液、氨水等)中通过化学或物理化学作用进行的化学冶金过程,其基本工艺流程如图所示:
碱介质湿法冶金主要用于从两性金属废物中浸出有色金属,分解含氧酸盐(如黑钨精矿、独居石)。苛性钠、碳酸钠、氨水、硫化钠、氰化钠是碱性浸出时常用的试剂。碱性试剂一般比酸性试剂反应能力弱,而浸出选择性比酸浸出高,浸出液中杂质少,对设备腐蚀少。