贵金属在冶炼工程中,会产生很多各种各样的废渣,据统计,目前我国的冶炼废渣年排放量约为5000多吨。这些废渣中的贵金属几乎不经过任何处理就露天堆放在土地之上,它们的组成成分比较复杂,长期下去,贵金属得不到很好得转化,往往就会对周围的环境造成不同程度的破坏。因为废渣中还有很多贵金属成分,所以对于它们的处理应该是重新回收,二次利用。
目前,有色冶金废渣中金属回收主要采用选冶、火法冶炼和湿法冶炼等技术。
1.选冶
选冶技术主要用于贵金属尾矿中贵金属、非金属的回收利用。尾矿中贵金属与金银品位普遍较低甚至很低,工业产品以粗精矿为主,回收率不高,经济效益不显著,矿山企业的积极性不高。因此,应该针对尾矿的表面物理化学性质,采用适合尾矿再选的新型选矿流程或新型药剂直接选出最终合格精矿,使尾矿再选产生显著的经济效益,使尾矿中伴存的贵金属和金银的综合回收工作步入良性循环发展。
2.火法冶金
火法冶炼是利用高温从矿石中提取金属或其化合物的冶金过程。此过程没有水溶液参加,故又称为干法冶金。火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼 、三个步骤。但火法冶金因为其环境污染,耗能大而逐渐面临淘汰,目前多结合火法冶金技术和湿法冶金技术相结合来回收冶金废渣中的贵金属。
3.湿法冶金
湿法冶金这种冶金过程是用酸、碱、盐类的水溶液,以化学方法从矿石中提取所需金属组分,然后用水溶液电解等各种方法制取金属。此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。其他难于分离的金属如镍-钴,锆-铪,钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子交换等新方法进行分离,都取得显著的效果。
湿法冶金主要步骤为:
①将原料中有用成分转入溶液,即浸取;
②浸取溶液与残渣分离,同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子洗涤回收;
③浸取溶液的净化和富集,常采用离子交换和溶剂萃取技术或其他化学沉淀方法;
④从净化液提取金属或化合物。在生产中,常用电解提取法从净化液制取金、银、铜、锌、镍、钴等纯金属。铝、钨、钼、钒等多数以含氧酸的形式存在于水溶液中,一般先以氧化物析出,然后还原得到金属。20世纪 50年代发展起来的加压湿法冶金技术可自铜、镍、钴的氨性溶液中,直接用氢还原得到金属铜、镍、钴粉,并能生产出多种性能优异的复合金属粉末,如镍包石墨、镍包硅藻土等。这些都是很好的可磨密封喷涂材料。
湿法冶金在贵金属提取中具有日益重要的地位,湿法冶金过程有较强的选择性,即在水溶液中控制适当条件使不同元素能有效地进行选择性分离,原料中贵金属综合回收程度高,有利于环境保护,并且 在 生产过程较易实现连续化和自动化。因此,复杂的冶金废渣和尾矿的开发利用更多地依赖湿法冶金新技术的开发。 如在铅锌精矿烧结焙烧时,精矿中铅、镉、铊、汞及其化合物易于挥发,富集在烟尘中,汞则绝大部分进入烟气中。这样的烧结烟尘年产约 17 000t,主要组成质量分数为(%):Pb50-60、Zn1.5、Cd5.0-6.0、Ti0.12-0.15、Hg0.1-0.2、Au0.9g/t和Ag 300g/t。由于此类烟尘是在氧化性气氛下挥发,镉和铊的可溶率较高,从含镉烟尘中单独提取镉、铊可直接采用湿法流程处理,主要步骤是:酸性浸去-净化-锌粉两次置换-海绵镉、含铊海绵镉-氧化-水浸、净化、置换-海绵铊-压团熔铸-金属铊,海绵镉送精馏提纯产出精镉。