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有色金屬固體廢物利用與處置

文檔作者：曹學新文檔來源：中國瑞林工程技術有限公司		點擊數：	更新時間： 2022年08月30日
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N0NFERROUS METALS ENGfNEERING
doi：10．3969~．issn．2095—1744．2013．03．016
有色金屬固體廢物利用與處置
圜曹學新
中國瑞林工程技術有限公司 南昌 330031
看么金鬢工程-
摘要：介紹有色金屬固體廢物的類別、利用和處理狀況以及主要環境問題，綜述國內有色金屬固體廢物綜合治
理工程技術開發應用情況，提出對固體廢物污染控制技術發展的展望和建議。
關鍵詞：固體廢物；處置與利用；綜述；有色金屬
中圖分類號：X758 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1744(2013)03—0067—04
有色金屬工業是國民經濟重要的原材料產業，產品
種類多、應用領域廣產業關聯度高。過去的10年是我國
有色金屬工業發展最快的時期，技術裝備、品種質量、節
能減排等方面取得顯著成績，基本滿足了國民經濟和社會
發展的需要。進入新世紀以來，我國有色金屬工業在全球
競爭中的地位明顯提升。2011年，我國10種有色金屬產量
達到3 438萬t，超過當年全球產量的三分之一，連續1O年
位居世界第一位。10種有色金屬消費量達到3 700萬t，約
占當年全球消費量的40％左右，連續9年居世界第一。
有色金屬工業固體廢物，主要有采礦過程剝離的廢石、
選礦過程產生的尾 冶煉過程排棄的廢渣等三大類。據
資料統計，有色金屬礦山每采出1 t礦石平均產生約1．25 t
廢石，礦石分選中每1 t礦石產生尾礦0．92 t ，用精礦生產
1 t金屬排放冶煉廢渣約4 t。據此推算我國目前有色金屬
工業固體廢物年產生量預計2-3億t。由于固體廢物中含
有多種元素，數量較大，回收利用價值較高，開發利用的
潛力較大，如果不加以充分利用和無害化處置其對環境的
影響也大。因此，國家“十二五”規劃中，把有色金屬工業
固體廢物列為重點開發利用和無害化處置的對象，其中尾
礦和冶煉渣為大宗工業固體廢物綜合利用的重點領域。
1 固體廢物利用狀況
1．1 有色金屬工業固體廢物基本情況
礦山采選作業、金屬冶煉過程產出大量的固態礦產
廢棄物，形成了儲量很大的二次資源，但是如果沒有利用
或妥善處置也可對環境產生污染和破壞。礦山固體廢物
基本可分為三大類型：露采表土、廢石(夾石)和選廠尾
砂、金屬礦物冶煉過程產生熔煉渣或濕法浸出渣。有色金
屬礦物品位低，選礦和冶煉過程除了從礦石中提取一次組
分外(一般不到礦石總量的1O0／0)，大部分其他組分形成廢
渣被棄之，因此從礦產廢棄物中回收伴生的有用組分早己
倍受重視。選礦廠尾石廣、剝離廢石、冶煉廢渣不但占據且
污染大片土地、水體和大氣，破壞了自然環境和生態平衡，
給農田、山林和附近居民帶來嚴重的危害。為了變廢為寶，
化害為利，幾十年來，世界各國進行了大量研究和開發利
用工作，各個國家均據其資源特點，在資源管理法規中對
二次礦產資源廢棄物的合理利用和排放標準作出規定。
據了解目前有色金屬工業固體廢物綜合利用率仍然
偏低，大量固體廢物靠堆場進行處置，對環境構成潛在的
污染風險。
1．2 礦山廢石、尾礦利用情況
1)廢石利用情況。采礦廢石，由于含有低品位金屬
成分，如果將其隨意堆放，會使有色金屬礦物分解、溶出，
其中銅、鉛、砷、鎘等重金屬對地表和地下水環境、土壤
環境造成污染。因此，必須進行有效管理、利用或無害化
處置。
目前利用廢石主要途徑有：(a)表土可以單獨堆存、利
用，廢石直接破碎作為建筑材料，主要作為混凝土骨料；
(b)堆浸回收有價金屬，比如銅礦山廢石堆浸一萃取一電
積生產電銅；(c)復墾造地，利用廢石填坑平整覆土造地。
紫金山金銅礦露天開采境界內有大量隨露采剝離而
產生的含銅廢石(銅品位低于0．25％，大于0．1o／o)，將不可
避免地給環保工作帶來新的壓力，該公司根據產品市場優
勢，以資源利用最大化，開發與環境治理并舉為原則，采
用生物堆浸一萃取一電積的濕法冶煉工藝處理含銅廢石
(最低綜合利用品位為0．1％)，綜合利用這部分次邊際經濟
的含銅廢石。
收稿日期：2012—12—06
作者簡介：曹學新(1961一)，男，江蘇海門市人，教授級高工
主要從事環境污染治理等方面的研究。
有色金屬工程2013年第3卷第3期 67
麗 NONFERROUS METALS ENGlNEERING
2)從選礦尾礦中回收金屬或其他有價元素。據了解
江西某銅礦年開采礦石160萬t，年生產銅精礦5萬余t，銅
浮選尾礦再選硫，年生產硫精礦(含硫400／0)33萬t，尾礦
分級后膠結用于礦井充填。充填法進路下部(2．6 m)采用
灰砂比1：4的膠結充填料充填，上部(2．6 in)采用灰砂比
1：8的膠結充填料充填。在每條進路采完后即清理底板，
底板鋪好鋼筋網，掛好吊筋，并做好充填擋墻，留出泄水
孔，然后充填。由于充填尾礦僅使用一部分粗砂，還有大
部分(870／o)尾礦需要在尾礦庫堆存。
銅綠山銅礦選礦采用浮選一重選一磁選聯合流程，
先生產含銅0．8％，金0．83 g／t，銀6 g／t，鐵22％的混合
經再選獲得含銅15％，金18．5 ，銀109 g／t的銅精礦
和含鐵55％ 的鐵精 銅、金、銀、鐵的回收率分別達到
70．56％，79．33％，69．34％和56．68％【2】a
某鉭鈮礦從尾礦中回收鋰云母、長石粉，于1976年開
始建設了日處理100 t的鉭鈮礦重選尾礦浮選鋰云母的綜
合回收車間，其回收產品的產值占該礦工業產值的32％。
理系統回收金銀，濾液返回二次浸出工序循環使用。
以銅電解凈液工序產生的黑銅泥、粗結晶等含銅廢
物為原料生產硫酸銅。硫酸浸出，即經漿化的物料在反應
釜中與加入的硫酸反應生產硫酸銅，經充分反應的溶液
泵入壓濾機過濾，濾液經濃縮結晶、真空吸慮、水洗得到
五水硫酸銅(CuSO ‘5H 0)，結晶母液和洗滌水再經置換，
過濾得海綿銅，尾液送亞砷酸系統回收砷。壓濾渣送濕法
車間處理，工藝流程見圖1。
幾乎所有的鎢礦堿浸渣(簡稱鎢渣)中都含有少量的
鎢和錳等有價金屬。鎢渣中主要含1％-4％WO ，10％-25％
Fe，3％ 0％Mn，1％-20％Ca，3％-8％Si。對鎢渣綜合回
收的研究已經涉及多種金屬，如以人造白鎢的形式回收鎢，
以四氧化三錳回收錳3]。
3)火法冶金技術。葫蘆島鋅廠浸出渣采用漩渦爐處理，
處理能力4．7 t／h，渣中含鋅1．86％、鉛0．65％，鋅和鉛的揮
發率分別達到90％和91％，布袋收集的金屬粉塵鋅含量
6．68％，鉛11．62％，銀861 g／t。
1．3 冶煉渣利用情況 1．4 煙塵利用
1)選礦回收技術。采用浮選工藝回收銅熔煉爐渣中
的銅，可以提高銅回收率。碎磨工藝為一段粗碎、半自磨
加球磨閉路磨礦分級回路。浮選工藝為兩次粗選、兩次掃
選開路、三次閉路精選。某銅廠年處理熔煉渣137．35萬t，
浮選生產含銅24％的銅精礦達9萬t／a，銅回收率86％以上。
該技術目前已經廣泛應用于新擴改銅冶煉工程。
中鋁廣西分公司對拜爾法赤泥采用SLon立環脈動高
梯度磁選機直接回收高質量的鐵精 半工業}生試驗結果
表明，當赤泥中TFe≥19％ 時，可獲得TFe≥54％的精礦0
同時赤泥中的鈦、鉭、鈮等也富集于非鐵產品中，有利于
進一步回收利用。
2)濕法冶金技術。冶煉廠鉛鉍渣的濕法處理回收鉛
鉍工藝流程為硫酸和氯化鈉一次浸出獲得的濾液經水解、
過濾，分離出銻富集物和鉍精煉除雜產生的含銻煙塵一并
經濕法處理，最終得到副產品銻白粉，濾液再經鋅粉置換、
過濾，回收的鉍富集物送至鉛鉍合金熔煉系統，濾液送廢
液處理站處理。一次浸出產生的浸出渣加入H SO ，NaC1，
NaC10，二次浸出，浸出濾液返回一次浸出工序。浸出濾渣
用H：SO 酸洗，經固液分離得金銀富集物，送至陽極泥處
貴冶黑銅泥、粗結晶 濾液
濾渣
銅冶煉廠的白煙塵、酸泥等含鉍，可回收精鉍、氧化
鉍，主要副產品有金銀富集物、氧化鋅、鉛冰銅、海綿銅、
鉛錠。
白煙塵濕法工藝流程為首先在溶解槽中用水浸溶解，
經充分溶解和固液分離后，濾液中加入鋅粉脫銅，過濾得
到海綿銅，濾液再加入NaOH，經反應得到Zn(OH) ，煅燒
后得到副產品氧化鋅。濾渣和酸泥混合再酸浸，過濾，得
到的浸出渣送至鉛鉍火法熔煉，濾液用鋅粉置換得到海
綿銅，沉淀后液送至廢液處理站處理。
鉛鋅等有色金屬冶煉含汞煙塵、泥渣，經過預處理
后可以采用密閉蒸餾回收汞，再回收其他有色金屬。
某企業鉛冶煉流程鼓風爐渣煙化產生的氧化鋅煙塵，
化學成分(W／D／o】：Pb 35．92，Zn 36．65，Cu 0．0068，Fe 0．60，
SiO2 7．32，CaO 2．53，S 3．81，As 3．05，In 0．003，Cd 0．035。浸
出試驗在反應終了前0．5 h用中和劑(氧化鈣)調整溶液
pH=5．0-5．2，并保持到反應結束。溶液中的銦及部分鐵水
解沉淀進入中性浸出渣，鋅繼續留在溶液中，過濾后使鋅
與銦分離，并將銦初步富集到中性浸出渣中 。
濃縮結晶 — 真空吸濾 —一-1結晶干燥
— —-．1氫 墮堡r_ 婆L_
’
絲．一I 丁過濾廠．|-_—堿中—和 監墮
(送廢液處理站)
圖1含銅廢物處理生產線工藝流程
濾渣(送鉛鉍廢物生產線)
68 技術進展Technology Improvement
1．5 廢水處理泥渣利用
1)中和渣作冶煉配料。冶煉煙氣濕法凈化污泥含鉛
鋅較高，沉淀脫水污泥可以作為鉛鋅冶煉的配料。銅礦山
酸性廢水分段中和產生的含鐵泥渣和含銅渣，可以分別作
為煉鐵、煉銅的配料。
2)硫化砷濾餅回收。來自冶煉煙氣制酸洗滌廢酸處
理工段的硫化砷濾餅，首先與氧化銅或堿式碳酸銅發生
置換反應，使砷以亞砷酸的形式進入液相，Cu 以CuS的
形態沉淀，亞砷酸(As”)溶液再經空氣氧化為溶解度更
大的砷酸(As”)，經過濾后進入液相，固相為氧化浸出殘
渣，返回熔煉車間回收銅。分離出的砷酸溶液經SO：還原
為As：0 ，并結晶析出(粗As2O，)，析出的粗As2O3經洗凈、
干燥即得As O 成品。
2 固體廢物處置狀況
2．1 礦山固體廢物處置
1)廢石場。采礦工程剝離的廢石渣土，必須在采區邊
界外部合適位置堆存。這些廢石除少量可用于井下充填，
或堆浸回收其中部分資源外，大部分廢石需要就近建設專
門堆場(稱廢石場或排土場)堆放。廢石場不僅占用大量
土地，還造成水土流失。重金屬礦山廢石氧化經雨水淋溶
后會產生重金屬水污染，因此必須按照危險廢物鑒別方法，
屬于危險廢物或屬于Ⅱ類一般固體廢物的廢石，其堆場需
要按照國家相關污染控制標準進行防滲，淋溶水必須收集
處理。目前礦山廢石鑒別基本屬于一般固體廢物，但是在
重金屬礦山廢石場淋溶水均存在不同程度超標，表1為某
銅礦廢石場淋溶水水質，可見，其中銅、鋅、砷超標比較嚴
重。因此，現行危險廢物鑒別方法還需要結合工程實際進
行必要完善。
2)尾礦庫。選礦過程產生的尾 不能利用的須建庫
存放，因此用于堆存選礦尾礦的庫稱為尾礦庫。尾礦庫目
前一般利用山洼建庫，工程設施主要包括基本壩、堆積壩、
排水構筑物、放礦設施、回水設施等。尾礦漿pH值高于9
或尾礦中含有砷、鉛、硫等有害物較高，尾礦庫需要采取
防滲措施。
表1某銅礦廢石場淋溶廢水水質 ／(mg·L )
1)pH單位除外，下同。
2．2 冶煉工業固體廢物處置
冶煉廠會產生各種廢渣，包括熔煉爐渣、煙塵、污泥
等，目前一般均在利用后處置。屬于危險廢物的固體廢物
一般委托有資質的單位處置，屬于一般固體廢物的建渣場
堆存，目前新建項目渣場一般采取防滲措施，淋溶水收集
處理。 ．
根據國家標準 危險廢物鑒別標準 ，由表3可以看出，
中和渣、石膏均不屬于危險廢物。因此，其可以按照一般
工業固體廢物Ⅱ類廢物建庫處置。
2)硫化渣。硫化渣由于其含金屬成分較高，屬于危險
廢物，必須建設危險廢物暫存庫。如果是煙氣酸洗凈化的
污酸處理渣，含砷、鋅、鉛、鎘、汞較高，可以在廠內回收
處理或委托有資質的單位回收或無害化處置。
2·3 廢水處理污泥處置 3 固體廢物綜合治理技術展望
1)廢水處理渣(中和渣)。江西某銅冶煉廠廢水處理
中和渣的主要成分如表2所示。為了解可能堆存于渣場的
工業固體廢物性質，對石膏、中和渣進行浸出毒性試驗，
結果如表3所示。
3．1 固體廢物利用技術開發
按照國家固體廢物資源化“十二五”規劃要求，有色金
表2中和渣的主要組成 ／％
表3廢水處理渣浸出試驗結果 ／(mg·L )
項目pH Cu As Cd Pb
中和渣 9．74 O．035 O．034 0．02 0．38
石膏 7．76 O．041 O．07 O．08 0．39
GB 5085．1．3 ≥12．5或≤2．0 50 1．5 0．3 3．0
GB 8978最高允許排放濃度 6～9 0．5 0．5 O．1 1．0
屬工業固體廢物資源化利用重點開發主要有3個方面。
1)全尾礦膠結充填技術 J。目前尾礦僅粒徑大于74
m部分尾礦用于井下充填，大部分尾礦仍然堆放于尾礦
庫。因此，發展全尾礦膠結生產高效膠凝充填材料和大泵
量高濃度井下輸送設備開發是坑采礦山尾礦的主要出路。
2)赤泥低成本脫堿和規模化消納技術 】。赤泥脫堿
或多組分預處理回收后，可以生產環保建材、環保修復材
有色金屬工程2013年第3卷第3期 69
●看幺企屈 程—NONFERROUS—METALS ENG—INEE—RING
料、路基固結材料、流化床脫硫材料、復合肥等。
3)銅熔煉渣選銅尾礦再選鐵及尾礦用于生產水泥。
高品位強氧化熔煉爐渣含銅較高，均采取爐渣貧化回收銅，
一般采用電爐貧化和選礦貧化方法，以減少渣銅的含量。
由于選礦貧化的金屬回收率高、能耗少，目前比較多采用
選礦貧化。
渣選礦回收率與爐渣的緩冷方式、磨礦工藝等有關，
磨礦細度一般要求達到尸。。=40 I．t m，尾礦主要含鐵(4O％)
和SiO (21o／0)，含銅均低于0．4％(電爐貧化渣含銅一般在
0．7~／o)。
渣選礦尾礦可以作生產水泥的配料，也可以進一步
選鐵生產鐵精礦o
3．2 固體廢物無害化處置技術
1)采礦廢石處置。采礦廢石目前基本就近堆放，廢石
場選址和工程設施設計執行 有色金屬礦山排土場設計規
范)×GB 50421—2007)，并符合《一般工業固體廢物貯存、處
置場污染控制標準》(GB 18599-2001)要求。
廢石應按照 危險廢物鑒別標準》確認為Ⅱ類一般固
體廢物時，廢石場應該做防滲處理，屬于危險廢物時，應
執行 危險廢物填埋污染控制標準 ，先預處理無害化再
進入廢石場，廢石場防滲應該符合 危險廢物填埋污染控
制標準 要求。
有些硫化礦廢石按照 危險廢物鑒別標準》往往被判
定為一般固體廢物，但是其淋溶水的重金屬含量大大超
過排放標準。
2)選礦尾礦處置。選礦尾礦沒有利用措施時，需要貯
存于尾礦庫。尾礦庫設施設計應符合《尾礦設施設計規范》。
按照 危險廢物鑒別標準 確認尾礦為Ⅱ類一般固體廢物
時，尾礦庫應做防滲處理。屬于危險廢物時，應執行《危險
廢物填埋污染控制標準》，先預無害化處理再進入尾礦庫，
尾礦庫的防滲應符合 危險廢物填埋污染控制標準 要求。
實際工程中，按照現行 危險廢物鑒別標準》，有些尾礦浸
出試驗結果符合一般固體廢物的標準，但尾礦漿的pH值
一般大于9，按照GB 18599—2001要求尾礦庫需防滲處理，
為了節約投資，有些企業先用采礦酸性廢水中和尾礦漿再
進入尾礦庫，但是這樣可能造成溢流水重金屬超標的風險。
3)赤泥處置oJ。氧化鋁生產產生的赤泥主要含CaO，
Fe：O3，SiO ，A1 O3等。赤泥附液的pH值在13-14。目前由
于赤泥產品的銷售和使用還存在一定的限制，大量的赤泥
需要建庫存放。赤泥庫一般采用平地高臺型、溝谷型、洼
地型和排海型。法國、美國、日本 澳大利亞等國家有采用
海底排放赤泥的方式存放，我國氧化鋁廠采用前三種型式
即陸地堆放赤泥。陸地式赤泥庫可以濕式或干式作業。
濕式作業的赤泥庫類似于尾礦庫，赤泥漿泵入庫內
經過澄清，附液通過集水井和盲管進入回水泵房返回車
間使用。赤泥庫防滲應參照《危險廢物填埋污染控制標準
(GB 18598-2001)要求設計。
干式作業的赤泥庫是在廠內把赤泥經過沉淀、泥漿
壓濾，把水分降到45％，用皮帶或汽車輸送到庫內堆放。
干式堆存的赤泥庫僅需在底部設計砂石排水層收集少量
的附液。干式堆存由于赤泥固結快自身具有防水能力，不
易對地下水造成污染，是拜耳法赤泥較好的處置方法。
4)冶煉渣。廢棄的冶煉爐渣的堆放，需要根據廢渣的
性質和鑒別結果，分別按照《一般工業固體廢物貯存、處
置場污染控制標準》(GB 18599-2001)或 危險廢物填埋污
染控制標準)XGB 18598-2001)的要求進行處置。渣場設計
可參照 有色金屬礦山排土場設計規范》(GB 50421—2007)。
5)廢水處理泥渣。廢水處理渣的處置，應根據廢渣
的性質和鑒別結果，分別按照一般固體廢物或危險廢物
填埋污染控制的要求進行處置。礦山廢水處理渣可以根
據條件送尾礦庫堆存，冶煉和加工廠廢水處理渣在處置
前一般需要固化預處理，屬于危險廢物的需要進行穩定
化／固化預處理再送渣場處置。渣場設計也可參照 有色金
屬礦山排土場設計規范》(GB 50421-2007)。
3_3 管理支撐
1)政策、法規、標準。目前國家僅發布了城市污水處
理污泥污染防治技術政策，有色金屬工業固體廢物種類多，
數量大小不等，污染風險大，需要制定相關綜合利用與污
染防治技術政策、可行技術指南，研究完善廢石、尾礦爐
渣等鑒別標準，分類制訂固體廢物處置技術規范等。
2)技術經濟。建議研究、制訂有色金屬工業固體廢物
利用減稅政策，鼓勵開發有色金屬工業固體廢物利用和無
害化處置技術與設備，給予財政資金支持或低息貸款優惠
政策。
3)管理與監督。建立固體廢物臺賬、在線申報登記和
現場檢驗檢查相結合的管理和監督體系。
4 結語
隨著一次資源的逐步枯竭，固體廢物的利用價值會
發生改變，對其處置會隨環境敏感的提高，管理的不斷嚴
格，措施也會同步得到加強。“十二五”規劃實施尾礦和赤
泥等的綜合利用，可大大減少有色金屬工業固體廢物對環
境的不利影響，而且多元素回收綜合利用和廢渣無害化處
置技術開發和應用的前景十分廣闊。
參考文獻
[1]趙晉，王健．金屬礦山固體廢物處置與利用途徑分析[J]．
有色冶金設計與研究，2007，28(2／3)：55．
[2]劉清，招國棟，趙由才．有色冶金廢渣中有價金屬回收的技
術及現狀[．I]．有色冶金設計與研究，2007，28(2／3)：24—25．
[3]戴艷陽，鐘暉，鐘海云．鎢渣回收制備四氧化三錳新工藝[J]．
中國有色金屬學報，2012，22(4)：1243·1246．
[4]高照國，曹耀華，劉紅召，等．從含銦氧化鋅煙塵中回收銦[J]_
有色金屬(冶煉部分)，2012(11)：41-43．
[5]姚中亮．全尾砂結構膠結充填的理論與實踐[J]．礦業研究與開
發，2006，26(S1)：15-20．
[6]戚煥嶺．氧化鋁赤泥處置方式淺談[J]l有色冶金設計與研究，
2007，28(2／3)：124．125．
70 技術進展Technology Improvement

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