有色重金属冶炼过程中的综合利用

    有色重金属的矿石中常伴生有其他重金属、稀散金属和贵金属及其他有用成分，它们的价值很可观。有资料介绍，从国外进口的有色重金属原料，每万吨带入2.5吨稀散金属，提取出来的价值约66万美元。有色金属矿一般为硫化矿，故还可回收硫。有色重金属工厂的硫酸产量一般都超过主金属产量。有色冶金工业是耗能大户之一，有色冶金工业余热总量约占其燃耗总量的1/4到1/3。每生产1吨有色金属约有1吨标煤的余热资源，已回收的余热量约为34%，还有待进一步利用。

    有色重金属冶炼过程产生的废水、废渣也是重要的资源应予利用。资源的综合利用水平是一个国家生产技术水平的标志之一。

一、贵金属的回收

    金、银和铂族金属在火法冶炼过程中随着主金属走，炼铜时富集于电解的阳极泥中，电解法精炼铅时也富集于阳极泥中，所以阳极泥是提取贵金属的重要原料。锑矿石中若含金高要专门回收，如湘西金矿采用鼓风炉挥发熔炼得到含金的锑称为贵锑，贵锑经反射炉精炼后再电解使金富集于阳极泥中，再专门提金，金回收率可达95％以上，经济效益良好。镍冶炼过程中铂族金属随镍走，富集于高冰镍磨浮产出的镍铜合金中，这是提取铂族金属的重要原料。

二、稀散金属的回收

    稀散金属为镓、铟、铊、锗、硒、碲。稀散金属和有色金属组成的化合物半导体、电子与光学材料、特殊合金、冶金与农牧业添加剂，由稀散金属制成的元器件或装置是支撑当代电子计算机、通讯、宇航、医学、工农业及军工高科技装备的重要材料。我国稀散金属资源丰富，镓、铟、铊和锗储量世界第一，碲列第三。但稀散金属在自然界中很分散，其中相当一部分就伴生在有色重金属矿中，如凡口、大厂和会泽铅锌矿，德兴与宝山铜矿等。在有色重金属冶炼过程中得到富集，再从有色重金属冶炼的中间产物中提取。

    (一)从铅锌矿中提镓、锢、铊和锗

    铅锌矿中的镓富集于湿法炼锌的浸出渣，浸出渣还原挥发的窑渣，烟化炉烟尘，火法炼锌的蒸馏罐渣、烟尘，铅锌密闭鼓风炉的炉渣中都含镓。其中尤以锌浸出渣和密闭鼓风炉炉渣含镓最多。

    西方国家的铟90％都是从铅锌冶炼的副产物中提取的。铅精矿一般含铟0.005％，在铅精矿烧结焙烧时大部分留在烧结块中，在鼓风炉熔炼时45％的铟转入炉渣，但因渣量大，难于回收，其余根据作业条件的差异有25％～47％进入粗铅，在火法精炼时80%～93％进入氧化浮渣，这是从铅冶炼中提铟的主要原料。在湿法炼锌时，铟主要富集在净化的铜镉渣中。在密闭鼓风炉炼锌时铟有些分散，但主要随锌走而富集在粗锌精馏的副产物硬锌中，硬锌可经真空蒸馏，使铟富集在蒸馏残渣中，而进一步回收铟。

    铅锌矿中铊的含量很低，仅为0.001％～0．01％，但在主金属的冶炼过程中富集了。铅精矿中的铊主要富集在烧结和熔炼铅的烟尘和铅精炼的浮渣中。它们都是提铊的原料。锌精矿中的铊在湿法炼锌的净化除铜镉的铜镉渣中富集；在火法炼锌过程中富集在烧结烟尘和蓝粉中，如果烧结烟气制酸也可能富集于酸泥中，可用于提铊。

    不同的闪锌矿含锗差别较大，一般为0.005%～0.1%。氧化铅锌共生矿含锗0.001%～0.005%。锌精矿湿法炼锌时，锗大部分随锌进入焙砂，在浸出净化过程中约65%转入中和渣，中和渣还原挥发时锗富集于氧化锌烟尘。火法蒸馏锌时，锗富集于蒸馏残渣中。采用密闭鼓风炉炼锌时，锗有一半入锌，与铟一起富集于硬锌中，在硬锌真空蒸馏时也富集于蒸馏残渣中，作为提锗原料。

    (二)从铜矿中回收铟、铊、锗、硒、碲和铼

    铜精矿中含铟一般为0.0001%～0.0054%。在冶炼过程中部分富集于转炉烟尘，而90%～80％的铟却转入了转炉渣，这两种炼铜中间产物都是提铟的原料。

    铜精矿中的铊在铜冶炼过程中较为分散，只在各种烟尘中稍有富集，可从烟尘中提铊。

    铜精矿中的硒碲主要存在于斑铜矿和黄铜矿中。据有资料称每生产1吨铜可回收0.26～0.58千克硒和0.06千克碲。在铜冶炼过程中硒碲主要随铜走，最后富集在铜电解的阳极泥中，进一步回收。

    此外镍和铅电解的阳极泥中也含硒、碲，也可作为提硒碲的原料。

    据说火法炼铜的烟尘和炉渣中富集了铜精矿中的铼，可作为提铼原料。

    (三)从其他重有色金属矿中回收稀散金属

    锡精矿也含有少量的铟，在锡冶炼过程中50％进入烟尘，35％进入粗锡。粗锡在精炼过程中铟又富集于焊锡中，在焊锡硅氟酸电解时富集于电解液中。用萃取法将铟从电解液中提出，可进一步回收。

三、有色重金属冶炼烟气制酸

    有色重金属冶炼的主要原料是硫化矿，在冶炼过程中，硫生成S02进入烟气。S02烟气必须治理，否则就将污染环境，严重时会形成S02酸雨。S02浓度大于3.5％的烟气可制酸，或制取单质硫，但我国的冶炼厂多用于制酸。小于3.5％的低浓度S02烟气要设法治理。进入20世纪90年代我国由于采用强化节能、低废的先进工艺和强化污染治理，如铜冶炼采用过程强化的闪速炉法、诺兰达法，又引进富氧顶吹熔池熔炼；锌冶炼采用沸腾焙烧等先进技术。使硫的回收率大为提高，如粗铜冶炼硫回收率在1990～1995年由60％提高到95％，从而新增硫酸80万吨。1990年到1997年有色金属总产量从239.1万吨增加到580万吨，而S02排放量只从51.88万吨增到53.8万吨，吨金属排放S02量从1990年的吨金属排S02217千克，下降到1997年的吨金属排S0293千克。有色金属冶炼中硫的回收率从1990年的63.51％提高到1997年的77.52％。