火法冶金熔炼技术范文

导语：如何才能写好一篇火法冶金熔炼技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：有色金属；冶炼项目；环境影响评价

有色金属是除了钢铁之外的所有金属总称，所以有色金属的种类众多，在化学元素周期表中包含的112种金属元素，有95种金属都属于有色金属范畴。有色金属在现今社会中的使用效果广泛，在航空航天、卫星、手机、电视等所有行业中都有着有色金属的存在，并且在其中起到了很大的作用，有色金属的冶炼工作也成为了主要研究的重点，但是随着近些年对于环境问题的关注，也不可避免的渗透到了有色金属冶炼的工作中，确保冶炼工作过程不会对于环境造成影响也成为了评估重点。

1 有色金属冶炼概述以及其对于环境的影响

近些年随着社会各行业对于有色金属需求的增多，作为没有天然生产的金属物质，有色金属的获取主要是通过矿石的冶炼获取的，所以对于矿石进行冶炼工作的需求也不断增多。目前进行有色金属冶炼的主要方法有三种，分别是电冶金、火法冶金以及湿法冶金。这三种工艺通常在有色金属的冶炼过程中混合使用，但是三种冶金手法都会在不同程度上对于环境造成影响。

1.1 电冶金。电冶金在有色金属冶炼的使用过程中，由于会应用电热和电化两种方式进行，在电气冶金的过程中会产生废气以及有害地灰尘；在电化冶金的过程中也会有电解废渣以及电解废水产生，都会对周边环境造成严重的影响。

1.2 火法冶金。在对于有色金属进行冶炼过程中，如果应用火法冶金的方法进行，就会导致在冶金过程中，由于高温的影响，产生烟气以及粉尘等污染现象。

1.3 湿法冶金。湿法冶金在有色金属的冶炼中，也不可避免的会对于环境造成影响，主要是由于在进行冶金的过程中，会应用到危险性较高的化学物质进行，就会在冶炼某些含有放射性元素的有色金属时，对于环境和施工操作人员造成要种的辐射伤害。放射性污染相较于其他污染更加难于治理。

2 有色金属冶炼项目选址分析

在进行有色金属的冶炼过程中，首先需要进行的就是对于项目进行选址，在进行选址的过程中，需要对于金属的运输、施工条件以及安全条件进行纤细的分析，以确保有色金属冶炼过程的安全稳定以及经济性。在进行选址的时候，还要尽可能的考虑选址区域是否符合城市规划以及土地利用的需求，避免在环境敏感区域进行项目的选址。并且也要排除各种生态脆弱区域以及环境保护区域等受到社会关注的地区。

3 冶炼工程分析

3.1 产污环节分析

火法冶金的工艺过程主要由备料、熔炼、吹炼、火法精炼、电解精炼等环节组成。要在工艺流程图上列出各个生产环节和产污节点，产污环节包括废气、废水和固体废物。废气从原料制备、熔炼一直到精炼都存在废气，但以熔炼、吹炼、阳极炉精炼、制酸系统、电解酸雾为主。

虽然有色金属的主要冶炼工艺有三种，但是实际上在有色金属的冶炼过程中，还有许多其他的较为不常用的冶炼工艺许多种。在进行有色金属冶炼的过程中，无论最后选择了哪种冶炼工业，都要对于冶炼工作的进行和结束所有过程进行分析，以保证冶炼工作在进行的过程中污染物的处理符合相关规定，在对于有色金属污染物进行防治的时候，要尽可能的对于其进行精细化的分析，以保证对于污染物的处理效果。

3.2 清洁生产分析

清洁生产是减少有色金属冶炼过程污染出现的主要措施之一，可以有效地减少冶炼过程最后的污染处理流程，并且确保减少项目低于周边环境的影响。在现有的冶炼工艺中，清洁生产的主要手段包括阴极电解工艺、氧气吹底等。

有些项目尚未有清洁生产标准，可以计算能耗、物耗、水耗、单位产品污染物产生量与排放量等技术指标，并与国内外同型先进生产工艺进行对比，分析清洁生产水平。

4 环境质量调查与评价

4.1 现状调查

有色金属冶炼项目现状调查，除收集尽可能全面的相关资料以外，更应重视现场踏勘和环境状况的监测。现场踏勘要深入细致，充分掌握大气环境、地表水与地下水环境、土壤、农田等状况。做好背景浓度的监测，如监测有害物质在大气、土壤、植物、水中的浓度及噪声背景等。对改扩建项目还应开展无组织监控点的测试。

4.2 环境质量评价

应根据《环境影响评价技术导则》的要求确定环评工作等级和范围，围绕项目产污特点筛选评价因子。例如环境空气评价因子除SO2、烟尘或颗粒物、硫酸雾以外，还应根据矿源特点考虑评价因子，在矿石含砷、铅较多时要将这两项确定为评价因子。

5 环境影响评价中需要关注的问题

5.1 环境影响预测

有色金属冶炼项目环境影响预测可采用《环境影响评价技术导则》推荐的模式，但废水预测应根据其中的特征污染物确定，例如铜冶炼项目废水中的特征污染物是重金属，所以水质预测模式应选用重金属衰减模式；而钽、铌、钨、锡多金属矿冶炼项目酸性污水含氟化物、少量重金属、放射性核素，放射性元素也是特征污染物，水质预测模式可选用放射性核素模式。

5.2 无组织排放污染问题

从有色金属冶炼项目气态污染状况分析，无组织排放造成的污染严重性并不都为人所知，应在污染源处就将其收集起来，变成有组织的排放。例如钽、铌、钨、锡多金属矿冶炼废气中含有大量氟化氢、氨气、硫酸雾等强腐蚀、刺激性气体，若任其外泄，对人和动植物伤害很大，因此除了生产设施严格密封以外，还要在无组织排放口设置吸气罩，另外整个生产车间也应采用负压操作，并且二次收集的废气也要经过相应处理后排放。但对排放源浓度的计算不能仅按达标结果来考虑，因为污染物起始浓度很难推算。在这种情况下，应结合物料平衡、生产能耗和实际工程经验来确定污染物的流向。

5.3 卫生防护距离问题

在有色金属冶炼项目中，不同类型金属的污染物种类、数量是有差别的，卫生防护距离也应有所区别，但现有标准的覆盖面太窄，除了铜冶金（鼓风炉法）以外，其他的没有列入。可参照其他文件规定，如钽、铌、钨、锡多金属矿冶炼项目可参照《钨、锡行业准入条件》，确定卫生防护距离为1km。

6 结论

有色金属是一个数量庞大的家族，要将每一种或每一类金属的环评特点一一讲明是很困难的事情。本文将有色金属冶炼项目中的一些共性问题拿出来分析和讨论，希望发挥抛砖引玉之效，激起更多的共鸣和见解，为促进社会经济和谐发展和环保事业更上一层楼而努力。

参考文献

[1]张萍，和丽萍，王瑞波，等.建设项目环境影响评价报告质量存在的问题及对策建议[J].环境科学导刊，2013.

篇2

1废旧线路板拆解

废旧线路板种类繁多、大小不一、结构组成也各不相同。合适的预处理拆解是无污染、低能耗、高效率回收的必要前提。拆解就是拆除线路板中的电池、电容、电阻、电感、二极管等元器件，拆下来的元器件经过性能检验，好的元器件还可以再次使用，坏的可以分类回收处理。拆解的手段有两种，最原始的方法就是人工拆解，先进的办法就是机械代替人工，自动拆解和检测系统，目前国内一般还采用人工拆除，效率比较低。日本NEC公司开发一套自动拆卸线路板上电子元件的系统，利用红外加热和两级去除方式（垂直和水平的冲击力）使穿透线路板和其表面的元件脱离，但不会对元件造成损害[4]。德国FAPS采用与线路板自动装配相反的方式自动拆除，先将线路板放于加热的液体中熔化焊元料，再用SCARA机械装置根据元件的形状分捡有用器件[5]，现在线路板自动拆解技术还处于研究可行性阶段，还没大量投入生产当中，主要受技术和成本的制约。拆好的线路板表面的油漆可先进行脱漆处理，脱漆的办法主要有两种，一种有机试剂脱漆，一种碱性脱漆，经过脱漆后的线路板更有利于后续的回收处理,但由于利润不高,现在很多工厂没有经过脱漆就直接进行破碎处理。

2线路板回收处理

线路板最原始的处理方式就是填埋或者直接焚烧，这样不仅污染环境，也是资源的重大浪费，政府现在也明令禁止这种落后处理方式。以下介绍一些比较成熟的处理经验和还在试验阶段的新工艺，如：机械物理法、火法冶炼、湿法冶金、热解法、生物法、超临界法、微波法等。

2.1机械物理法

机械物理回收工艺首先通过机械破碎，再利用物料之间的物理特性的差异进行分选，经过预处理、破碎、分选，最后得到金属富集物和非金属混合物。对于该工艺，破碎是关键，将金属和其他组分充分剥离是成功分选的前提。

2.1.1线路板的破碎由于线路板主要由强化树脂、覆铜组成，硬度高、韧性强，不好破碎。只有采用具有剪、切作用的破碎机才有好的分离效果。一般采用两步破碎，先采用剪切式破碎机粗碎（切碎机、旋转破碎机），将有韧性的线路板剪碎，避免金属成团，再利用冲击式破碎机（锤碎机）或者挤压式破碎机（锤磨机）细碎。破碎机直接决定破碎的效果和能耗，这也推动破碎设备的不断更新，采用高硬度、耐磨的新材料，如陶瓷研磨材料。破碎有两种方式：干法破碎和湿法破碎。干法破碎过程中，在强大外力和摩擦的作用下会局部产生高温，当温度达250℃以上时，线路板中的有机成分会发生热解，产生有毒有害气体，造成环境污染，同时干法破碎也会产生大量粉尘。为解决这些问题，在破碎的过程中采用新办法、新工艺、新设备，采取通风或者吸收装置对有害物质吸收、收集；采取超低温冷冻破碎技术避免局部过热，德国DaimberBenzUlmResearchCenter采用液氮冷冻破碎技术[6]，清华大学邹亮也对液氮冷冻粉碎线路板作了试验研究[7]，此方法降低破碎时局部高温，提高粉碎效果，获得较好的表面性质和解离度。湿法破碎可以避免局部高温和粉尘问题，湿法破碎就是在破碎的过程中引入水，由于水的存在，既可降解粉尘，也可避免局部过热，但同时产生废水，实现水循环使用和达标排放，必然会增加回收成本，但其有不可替代的优越性。江西铭鑫冶金设备有限公司采用湿法破碎———水力摇床分选[8]；清华大学精密仪器系段广洪等开发湿法喷淋破碎———重力分选回收工艺[9]；赵跃民对线路板的破碎专门进行了基础性研究[10]。

2.1.2分选分选就是利用破碎后的线路板粉中各组分的物理性质（磁性、电性、密度、颗粒大小及表面特性等）差异分选，物理法分选有很多优点：二次污染小，成本低，金属和非金属分离效果好，各种成分综合回收率高。物理法在处理废旧线路板回收中占有主导地位，化学法可作为物理处理后续辅助处理办法。物理分选可分为磁选、电选、重选。磁选就是利用磁选机将有磁性的金属分选出来；电选就是利用电流力分选出金属和非金属物质，有涡流电选机和静电电选机，特别适合轻金属与比重相近的塑料之间的分离，但要求进料颗粒形状规整、粒度不能太小；摇床技术主要用于选矿行业，也叫重力分选，现在已成功用于废旧线路板的分选，利用破碎后的线路板金属和非金属之间的密度差异，在摇床的震动下，粉末松散、分层、分带，在风力或者水力作用下，按照运动速度差异进行分选，摇床技术有风力摇床技术和水力摇床技术，现在国内使用水力摇床技术处理比较普遍。北京航空航天大学开发的处理废旧线路板的专利就是将破碎后的线路板粉利用风力将金属粉与非金属粉分离；陈鹏采用一种新的分选装置，以空气为介质，通过“双旋涡”旋转气流从线路板中分离金属[11]；丁涛对线路板金属分选进行研究[12]；胡利晓对静电分选作了基础性研究[13]；张若昕采用多级破碎+磁选、重选、静电选相结合的处理方法[14]。

2.2火法冶金

火法冶炼将废线路板直接进炉，以焦炭为原料，添加石灰、二氧化硅等熔剂，线路板中玻璃纤维同时起造渣熔剂作用，根据熔液中各组分的比重差异，比重大的贵金属及铅进入炉缸，中间合金为粗铜锭，比重小的贱金属钙、镁等形成炉渣硅酸盐。粗铜可直接电解成纯铜，炉渣可做建材原料，不过此法会产生有毒气体，资源没有最大化综合利用，塑料被燃烧掉，多种金属损失严重。火法冶金工艺有：焚烧溶出、高温氧化熔炼、电弧炉烧结、浮渣技术等。通过改进炉子和工艺，可以消除二恶英产生，同时利用塑料燃烧的热量。

2.3化学处理法

化学处理法就是使用酸（硝酸、王水、硫酸）、碱、强氧化剂、络合剂或几种试剂混合溶解线路板中的金属，把金属转为液相，与非金属等物质分离，然后采取置换、电解、浮选、沉淀、离子交换、蒸馏结晶等工艺回收提纯金属。金的浸取最早是氰化法，但毒性大,可以采用如下几种方法湿法浸取金：硫脲法[15]、硫代硫酸法[16]、次氯酸法[17]、碘化法[18]、硫氰酸盐法[19]等；铜的浸出有酸浸法（多用硫酸）[20]、氨浸法[21]。湿法产生废液多。

2.4热解法

热解技术也叫干馏，在缺氧、真空或惰性气体保护和高温条件下（通常是350～900℃）[22]，高分子有机物分子断裂，生成热解油（冷凝）或者热解气，干馏后渣可以直接熔炼。热解在无氧状态下反应，避免有毒气体二恶英、呋喃产生，在真空情况下更有利于高分子的裂解和气相的扩散，文献［23-25］对线路板的热解处理做了大量的研究，如热解条件温度、压力的控制和热解产物的分析等。文献［26］对目前热解法处理线路板非金属进行了综述。

2.5生物法

生物浸取这种新技术是利用微生物活动产生弱酸剥离金属，生物浸取环保节能，但菌种有限，也难培养，周期长，浸取时间也比较长，还处于试验阶段，应用少。

2.6超临界法

超临界就是在有氧化剂存在的高温、高压超临界流体中，迅速分解有机物。超临界水氧法依靠高于374℃临界温度和2.21×107临界压力下的水，在这状态下，水是有机物良好溶剂，线路板中的有机物与超临界水中的氧反应，分解成二氧化碳、氮气、水及盐类[27]。线路板在超临界二氧化碳中，在270℃，36MPa，80mL条件下，经过31h，大分子量树脂分解成苯酚、溴苯酚等[28]。

2.7其他处理工艺

微波是一门新型的热处理工艺，微波湿频率为300MHz~300GHz的电磁波，热效益显著，升温快，方便控制，现在也应用于处理线路板[29]，在处理线路板时，先将破碎的线路板放入微波炉加热30~60min，其中有机物先挥发，然后升温至1400℃，物料溶化，冷却后，金属以颗粒状分离。中国科学院等离子研究所研发出利用150kW电弧等离子体在无氧状态下热解线路板技术，线路板在等离子高温无氧状态下分解成气体、玻璃和金属[30]。

3非金属循环利用

约占线路板60%的非金属因为回收经济效益低，处理困难，资源化程度比较低，以前研究比较少，随着研究的深入，回收的价值越来越突出。非金属主要组分是树脂和玻璃纤维。树脂的循环利用主要通过热解法[31]、超临界流体解聚法、水热解聚法、溶剂分解法等[32]。主要用于建筑材料[33]、复合材料[34]。杨二桃等以印刷线路板非金属分离物为前驱体，经热解、成型、碳化和水蒸气活化制备粒状活性炭[35]，邱军[36]、蒋英[37]和庄燕[38]分别概述了目前废弃线路板中非金属材料的回收和利用。

4线路板检测技术

线路板的检测主要是金属含量的检测，采用先焚烧再酸溶或者微波消解溶解金属，再以原子吸收[39]或者等离子发射光谱[40]测定其中的金属元素。

5结语与展望

5.1加大设备的研发和投入，如：自动智能化的拆解和检测系统开发；破碎机的升级换代；重选、电选、磁选、火法冶炼炉子灯设备的研发。

5.2各种不同的处理方法，都有一定的优缺点，把握各种处理方法的特点，综合使用这些处理方法可取得更好的效果。工艺的评价可以从经济效益、资源利用率、环境的二次污染3方面综合考虑，目前机械物理处理有绝对的优势，不要加热也不需要添加试剂，不改变单体的性质，处理简单，能耗低，二次污染小，随着设备和技术的进步，电选、磁选应该有很大的发展空间。