金属冶炼技术范文10篇

摘要：基于对有色金属冶炼废水处理的研究现状和发展趋势的研究，首先，阐述有色金属冶炼废水处理的研究现状。然后，分析有色金属冶炼废水来源、性质以及对人体、农作物生长、公路桥梁的危害性等进行阐述。最后，分析有色金属冶炼废水处理未来发展趋势，会逐渐朝着化学沉淀技术、膜分离技术以及生物技术方向发展。

关键词：有色金属；冶炼；废水处理

在有色金属行业当中，有色金属冶炼属于高污染行业，通常体现在重金属废水污染。在最近几年当中，有色金属污染事件时有发生，所以我国针对这一问题给予高度重视与关注，并且出台相应的治理政策与治理方式。有色金属冶炼废水处理，是人们目前面临的一个重要问题。在进行有色金属冶炼废水处理时，需要结合废水特点等，研发出切实可行的治理方式。所以，本文将针对有色金属冶炼废水处理的研究现状和发展趋势等内容进行相应阐述。

1有色金属冶炼废水处理的研究现状

在社会经济不断发展背景下，人们的生活质量与生活水平正在不断提升，所以，人们的思想道德素质等正在逐步提高。环保意识与生态保护意识已经在人们的内心深处形成，所以，有色金属冶炼废水造成的污染以及处理问题受到越来越多人的关注与重视[1]。无论是社会市场的企业，还是学校，针对有色金属冶炼废水进行一系列的研究工作。在有色金属冶炼废水研究过程中，人们提出不同的解决方式与处理办法。并且进行相应的实验，同时取得良好效果。

2有色金属冶炼废水基本概述

一、金属冶炼业走“低碳经济”道路所面临的困难

1认识的局限性，使金属冶炼业重经济轻环保中国金属冶炼业在我国经济发展中占有重要的基础性地位，人类重视金属冶炼业带来的经济效应，重点找着眼于金属冶炼业的经济地位。人类对环境保护和温室气体认识的局限性，对“低碳经济”认识有限，更忽略了“低碳经济”的实践。随着社会发展，人们生活质量的提高，环境的不断恶化使人们越来越认识到环境保护的重要性。为了保护人类赖以生存的环境，实现社会经济的可持续性发展，“低碳经济”逐渐为人们所重视，并得到全球的关注。中国金属冶炼业的高耗能、高排放以及高污染问题突显出来，受到人们的重视，在这种形势下，金属冶炼业面对自身存在的问题，走“低碳经济”的发展道路，有效节能减排成为了大势所趋。

2技术落后和创新不够制约了金属冶炼业走“低碳经济”的道路我国的金属冶炼业因为认识不足，投入不够等原因，其技术装备和冶炼工艺等方面与世界先进水平具有较大的差距。在有色金属冶炼领域，其能源的消耗在行业的总能耗中占有80%以上的份额，但是在一些关键技术方面却有待提高，很多生产技术和节能技术都需要进一步的深入发展，对新技术的开发也急需加速。在很多有色金属企业，其技术装备和加工技术居然还停留在上世纪80年代的水平，已经完全跟不上时展的脚步。在一些民营企业和地方小企业中，技术装备和工艺水平低，在现今发展节约型、环保性经济的方面明显的落后。因此，生产装备的更新，加工工艺的提高，生产技术的开发是金属冶炼业提高生产效率，节能减排的重要任务。

3惩戒措施难以奏效使节能减排工作更加被忽视对于一些企业来说，做好节能减排工作会增加生产成本上的投入，相应的减少经济收入，这就使一些社会责任意识差，追求短期经济利益的企业着重效益的获得而放弃环保。环保部门对于违法事件的处罚相对于不环保取得的经济效益来说，具有很大的差额，这就导致企业宁可受罚也要以经济利益为重。惩戒措施的力度不够，对企业的节能减排的控制管理难以奏效。

二、金属冶炼业走“低碳经济”路子的管理路径

1政府要做好监管工作，引导和推动金属冶炼业发展“低碳经济”政府要履行职责，做好监管和把关的工作，保证企业的健康公平的发展、竞争。不能完全依靠企业自身的责任意识，政府的监管到位，有利于金属冶炼业结构的调整，实现真正的节能减排。在对市场准入和投资方面，政府要严格监管，将非“低碳经济”从源头上有效的控制，把节能减排作为市场准入的一个重要条件；在企业的运行方面，政府要对其进行动态的管理和控制，保证企业真正的做到“节能减排”；在奖惩方面，政府要加大惩罚力度，对违规企业严格执法，对“低碳”企业进行褒奖，实行双向引导；在市场竞争维护方面，政府要坚持原则，秉公办事，保证金属冶炼业的市场环境处于公平、健康、可持续发展的状态。

摘要：契丹民族在很早的时代就已经学会了开发和利用矿产资源，并掌握了金属开采、冶炼和制造等技术。契丹民族开采的矿种有银、铜、铅和铁等，冶炼和制造技术发达，他们主要制造生产工具和生活用具。论述了辽代的矿产资源的开发和金属冶炼，及辽代矿产资源的利用。

关键词：契丹／矿产／冶炼

契丹民族是中国北方的一个历史比较悠久的民族，有先进的金属开采、冶炼和制造技术，契丹民族在长期的生产生活中创造了自己的金属冶炼和制造技能，同时在自己的手工业基础上广泛的吸收和采用了中原的先进技术，使其金属冶炼和制造技术有了很大的发展。契丹境内矿产种类较多，储量丰富，为契丹的矿业开发和金属冶炼打下了良好的基础。

1辽代的矿产资源概述

契丹民族的金属冶炼和铸造业历史很早，早在耶律阿保机之前，契丹民族就有了自己的采矿和冶铁及制造技术，有曷术部落，其地多产铁，“曷术”即契丹语铁的意思，根据《辽史》记载，契丹民族有金、银、铜、铁等矿产资源。并且“部置三冶：曰柳湿河，曰三黜古斯，曰手山”[1]的开采记载和管理机构。

契丹民族的矿产资源开采的历史很早，早在公元900年左右就开始开采和利用金属矿产。耶律阿保机在占领室韦的领土之后，“坑冶，则自太祖始并室韦，其地产铜、铁、金、银，其人善作铜、铁器”《辽史·食货志》，室韦在契丹的东北部，在现在的黑龙江省境内，但根据契丹国志记载，应该是蔑劫子，“其国三面皆室韦，一曰室韦，二曰黄头室韦，三曰兽室韦。其地多铜、铁、金、银，其人工巧，铜、铁诸器皆精好，善织毛锦”[2]。“太祖并诸蕃三十六国，室韦在其中”(《契丹国志·诸蕃记》)，蔑劫子也应该在其平定之列。耶律阿保机在平定北方诸国之后，不但取得了其地的矿产资源，也得到了冶炼和制造技术，并且设立了专门的“铁坊”、“军器坊”等管理部门。

各省、自治区、直辖市和计划单列市、**生产建设兵团发展改革委、经贸委(经委、工业办)、财政厅(局)、国土资源厅(局)、商务主管部门，中国人民银行上海总部、各分行、营业管理部、各省会(首府)城市中心支行，海关总署广东分署、天津特派办、上海特派办、各直属海关，国家税务局、环保局、安全监管局：

为贯彻落实国务院《关于实施(促进产业结构调整暂行规定)的决定》(国发[20**]40号)精神，规范铅锌行业投资行为，加快铅锌工业的结构调整，现提出如下指导意见：

一、规范铅锌行业投资行为促进结构调整的重要性

铅锌是与工业发展和人民生活密切相关的基础原材料。我国的铅锌工业主要由铅锌矿采选、冶炼两部分组成。20**年底，全国规模以上矿山采选企业411家，铅锌冶炼企业466家，20**年底的生产能力约为粗铅220万吨、电铅280万吨，锌340万吨。

近年来氧气底吹熔炼一鼓风炉还原炼铅工艺应用成功，引进了先进的艾萨炉、卡尔多炉；采用沸腾焙烧锌冶炼工艺，硫利用率高，尾气达标。铅锌冶炼企业资源综合利用取得明显成效，可回收金、银等13种稀贵有价金属。技术进步推动了我国铅锌冶炼工艺水平的升级，淘汰落后工艺的时机已成熟。

在快速发展的同时，铅锌工业总量和结构方面存在的问题以及引发投资热的一些结构性和体制性的深层次矛盾也变得十分突出。主要表现为：

它们的2个自旋子能带结构几乎是相同的，很少受V-Mn/Fe或V-V交换作用的影响，因而，它们对材料的磁性和半金属性质基本没有贡献，我们忽略了这些能带，只给出-6eV到3eV能区之间的能带结构。分布在-4eV到-6eV之间的态密度主要来自Bi原子外层的p态电子，这些p态电子与这一能带区间的少量过渡族元素的3d电子发生杂化作用而产生劈裂，因而我们在表1中看到Bi原子具有一定的磁性。分布在-3eV到3eV能区之间的能带主要由V和Mn/Fe的3d态电子构成，V-V和V-Mn/Fe之间d电子的杂化作用非常强烈，使得这些能带看上去比较弥散，表明d电子的局域性在合金中有所降低。化学级金属硅的冶炼过程中，需要的原料主要是硅石，对于硅石的组成成分的基本要求是SiO2含量大致为99%，Fe2O3含量大约为0.15%，Al2O3含量大约为0.2%，CaO含量大约为0.1%，杂质的总和小于0.6%。还原剂主要采用的是含碳的木炭、木块、石油焦及低灰分的煤炭。利用其中的碳进行还原反应。以100KG的SiO2为基准，其反应物质平衡结果如图2所示。显然，上图所示的5个基本反应式并不可能完全涵盖化学级金属硅的冶炼全部过程，上述的所有反应过程是建立在如下的理念基础之上的：（1）初始反应物仅限于SiO2和C；（2）过渡项完全限定为SiC及SiO；（3）反应产物完全限定为Si及CO；（4）虽然忽略了一部分的衍生反应，但是就终点反应的产物来看，省略的反应知识过程反应，其反应的基本结果也都包含在了上图所示的5个反应式之中。

煤炭的挥发分高，孔隙度相对较大，而且还原性适中，价格与木炭相比要便宜接近一倍，煤随炉料下沉缓慢，有利于炉口位置的还原剂中的水分和挥发分的充分排出，能够有利于提高炉料的透气性，使得炉料面烧结性较好，从而确保炉中的稳定反应。但是，煤含焦油较高，容易烧结，从而也可能降低反应效率。根据张并立（2001）的研究结果，在工业硅的冶炼之中，煤炭作为还原剂是可行的，但是选用煤炭的时候，要注意煤炭的物理性质，需要是无裂纹、无光泽、呈暗黑色，质地比较坚硬，棱角分明，煤炭无粘结，热介过程无胶质体产生。其利用煤炭代替木炭作为还原剂用于抚顺铝厂5000KVA单相硅炉，经过技术改造能够成功冶炼工业硅。而在冶炼化学级金属硅方面，邹学柏，彭达，梁跃云（2007）近年来开展了以煤代炭冶炼化学级金属硅的试验，在于木炭条件完全相等的情况下，实现了煤炭完全取代木炭冶炼化学剂金属硅，而且在冶炼的过程中，炉况非常正常，产量也稳定，这说明，以煤代炭冶炼化学级金属硅法是完全可行的，它为减少国家森林资源消耗、为企业节能降耗提高利润提供了技术保障。将煤代替木炭应用于化学剂金属硅，需要加强工艺控制，以确保煤炭与木炭之间的差异不会对化学级金属硅的冶炼产生太多的负面影响。首先，要控制好煤炭的选择。在上个世纪90年代后期，我国开始用精洗煤取代木炭作为还原剂生产工业硅并且取得了成功，到了本世纪逐渐推广开来之后，我国开展完全用煤炭取代木炭作为还原剂生产金属硅的尝试。然而，现在我国的还原剂烟煤的灰分含量基本上都在3%以上，而在国外，烟煤的灰分含量则基本上可以控制在1%左右。为了控制灰分含量，而可以选择化学方法对烟煤进行精选，从而得到氯化铁含量低于0.1%的精煤，精煤比电阻很高，化学活性很好，反应能力也较强。其次，保证电极的稳定性。在煤炭代替木炭冶炼化学级金属硅的反应过程中，电极底部一直在消耗，电极底端的位置也会逐步上升，离炉底也会越来越远，电流如果供应不足，就会使得还原反应进行出现问题，无法保证金属硅的纯度。因此，为了保证电极的稳定，确保在煤炭代替木炭冶炼化学级金属硅的反应过程能够持续进行，要将电极稳定地较深地插入到炉料之中，从而使得反应能够稳定进行，出现结块的时候要及时的捣碎，改善炉料通气性，确保反应的稳定性。再次，合理选用炉料疏松剂。由于煤炭冶炼容易烧结，炉料透气性不如使用木炭，因此要合理的选择使用炉料疏松剂，包括木屑、玉米芯、甘蔗渣等。疏松剂用的多了会造成炉料体积增大，容易刺火、塌料，如果用少了就难以改善通气效果，造成冶炼效果不佳。因此，用量需要合理选择。随着我国将煤炭用于替代木炭冶炼化学级金属硅的尝试的不断进行，对于何种物理参数的煤炭能够产生更好的冶炼效果，也总结出了非常多的经验。比如，对于煤的具体物理参数，有学者认为冶炼化学级金属硅对于精煤的要求，有如下几项：（1）挥发分＞25%~40%；（2）固定碳＞55%；（3）灰分＜5%，其中三氧化二铁＜0.3%，三氧化二铝＜0.7%，一氧化钙＜0.4%；（4）粘结指数大于85。同时，对于在实际的冶炼过程中的工艺控制，也有了一定的进步，具体包括了对硅炉的参数选择，包括了电极直径、极心圆直径、炉膛直径及炉膛深度等等，除此之外，对于不同的用煤数量对应应该选择的操作电阻也有了具体的参数。

我国当前关于煤炭应用于化学级金属硅的冶炼工艺的研究已经有了长足的进步，并且已经能够在实际生产中依靠煤炭取代木炭生产化学级金属硅，如果技术过关、操作得当，产品质量不仅不受太大影响，而且炉况也相当容易控制。但是，我们也应该看到，这一工艺还有不少细节问题需要进一步的深入研究，包括如何控制烟煤的质量，如何更好地提高冶炼的稳定性，如何进一步优化和提高冶炼水平等等，这些问题都值得我们深入的思考。

本文作者：刘子贤杨明工作单位：安徽工业经济职业技术学院

一、开发过程的影响

（一）开采过程

1．水污染：矿产开采过程中，由于大部分矿区矿产采掘作业不规范，开采不当，引发了严重的水污染，水质恶化，酸雨污染严重，同时大片开采地区地下水位下降。2．废石污染：采矿过程中，不可避免会产生大量废石。由于未进行二次回收或二次回收率太低，废石中所含镉、砷等有害元素极有可能暴露地表，危害严重。另外，因为未能对废石进行妥善处理，只是一味倾倒堆放，导致大量土地被污染。

（二）运输过程

在矿产堆放、被运出直至运达目的地的过程中，会产生一定负面影响。由于矿物开采出后的无序多处堆放，雨水冲刷；以及运输过程中易发生矿产遗漏，尘土飞扬等因素，原本在矿产中的有害元素暴露于空气中，从而形成大面积污染源。对运输过程而言，露天矿汽车运输是人们优先采用的运输方式。然而汽车的运输花费随着采矿的延伸以及采剥比的增大而不断增加。为满足运输要求，装载机铲和汽车变得越来越大。这也相应的导致了运输的油耗和路面受损度的增加。此外，长距离运输矿产的大型汽车产生的噪声、尘土以及其它对环境的危害等会影响临近地区居民的生活工作质量。

（三）选矿

1铜工业概况

中国铜工业主要从事的是进口铜精矿、出口阴极铜的加工贸易。我国国内八大铜冶炼商为：大冶有色金属公司、云南铜业有限公司、江西铜业集团公司、铜陵有色金属公司、中条山有色金属集团有限公司、金川集团有限公司，白银有色金属公司和烟台鹏晖铜业公司，他们同时是中国主要的铜精矿进口商，也是中国铜冶炼厂采购小组CSPT的成员。

全球铜资源分布极不均衡，铜矿储量约87%分布在十个主要国家当中，其中智利储量就占据全球储量的近1/3。我国进口的铜精矿主要来自蒙古、南美和澳洲等铜资源丰富的国家和地区。

随着国内经济建设的迅猛发展，我国已经取代美国，成为世界第一大铜消费国。预计2007年消费量将达到450万吨，其中国内阴极铜生产可达到260万吨以上，而其中依靠国产铜精矿生产的只有不到80万吨，其余的铜原料大部分依靠进口。

2006年黄石市进出口贸易总值达10.33亿美元，位居湖北省第二，比去年同期增长了43.2%，其中进口贸易达6.35亿美元，比去年同期翻一番，出口额达3.98亿美元，同比增长三成。黄石进出口贸易主要以矿产品为主，占到了55%以上，其中又以大冶有色金属公司从智利进口铜精矿和新冶钢从智利进口铁矿砂为主。

根据在大冶有色金属公司冶炼厂计划科了解到的情况，冶炼厂阴极铜生产备料来源比例大体如下：10%自给；30%国内购买；60%进口。

1铅锌冶炼企业含镉废水情况

铅冶炼企业80%以上为传统的火法冶炼工艺，原料铅精矿中的镉经过火法熔炼后，小部分以硫酸镉的形式进入到净化烟气的废水中，绝大部分被氧化为氧化镉，与氧化锌一起挥发，在烟道和烟气收尘设备中得到含镉的氧化锌烟尘。收尘得到的氧化锌烟尘一般含镉0.1%～1%，可采用湿法冶炼进行综合回收，含镉废水主要在炼锌系统的碱洗废水和生产泄漏废水中产生;净化烟气的废水一般含镉几十毫克/升，排入污水处理系统综合处理。锌冶炼企业80%以上为传统的湿法冶炼工艺，原料锌精矿和氧化锌烟尘中的镉经过硫酸浸出后，进入到硫酸锌溶液中，然后在溶液的一段净化时加锌粉还原，99%以上的镉被置换到铜镉渣中。镉主要在铜镉渣中以副产品的形式回收，首先采用酸浸铜镉渣，得到含镉10～60g/L的溶液，然后在溶液中加锌粉或锌板置换，得到海绵镉，压团后产出60%～75%的海绵镉饼。在整个工艺流程中，由于生产中存在泄漏现象，因此在铜镉渣处理段最容易产生含镉高的废水，可高达几g/L，浸出段也会产生含镉几百mg/L的废水。此外，在焙烧锌精矿和烟化法处理浸出渣时会有少量镉进入净化烟气的废水中，此废水排入污水处理系统综合处理。铅冶炼企业产出的含镉废水较少，含量低，在污水系统进行处理。锌冶炼企业产出的含镉废水较多，且含量高，必须从源头上加强管控，产出的高镉废水及时返回生产流程，二次综合回收镉，大幅度降低污水处理成本，金属镉也得到有效回收;产出的低镉废水不宜返回生产流程，需排放到污水系统处理。

2含镉废水处理技术

含镉废水的处理方法较多，但目前还没有比较完善的处理方法，大多数处于研究探索阶段。主要处理技术有:中和沉淀法、膜分离法、铁氧体法、吸附法、电解法、生物处理法、植物修复法、高分子重金属捕捉剂处理法等。

2.1中和沉淀法

中和沉淀法具有操作简单、经济实用等特点，在含镉废水处理中广泛应用，主要沉淀剂有石灰、氢氧化镁、聚合硫酸铁、硫化物、碳酸盐，向废水中投加沉淀剂后，会生成沉淀物Cd(OH)2、CdS、CdCO3，聚合硫酸铁主要起凝聚共同沉淀的作用。中和沉淀法能将废水中的镉离子脱除至0.2～2mg/L，但难以达到排放标准，因为有些阴离子容易与镉离子络合，使镉离子难沉淀。此外，pH值也影响沉淀效果，当pH=9时，脱除砷效果最好，但镉超标;当pH＞10时，镉沉淀比较完全，但砷含量逐渐增大，出现返溶现象。中和沉淀法产出大量的沉淀渣，目前还不能综合回收利用其中的镉，一般将其堆放在危废渣场，长期堆存容易溶出，造成二次污染。

近年来，凭借稀土、钨资源丰富的独特优势，不断做大做强有色金属材料行业，并成功摘取了“世界钨都”、“稀土王国”的桂冠，有色金属加工冶炼企业在推动全市经济发展中发挥着举足轻重的作用。

今年恰逢十二五开局之年，“十二五”规划发展的首要任务是调整产业结构，转变经济发展方式，培育新的支柱产业。目前我市稀有稀土金属产业的发展过度依赖资源、产业结构单一、产品科技含量低等突出问题，不仅影响了我市经济发展的速度和质量，同时也制约了经济发展方式的转变，更与十二五规划的大原则、大趋势背道而驰。这一突出问题引起了市委、市政府的高度关注，有关部门多次深入企业调研，在2010年底提出规划建设有色金属循环经济产业基地的战略。

这一战略的提出不仅能使在调整产业结构上实现历史性跨越，而且为拓宽我市区域发展空间，推动产业集群化发展，增强经济发展后劲搭建了平台。有色金属产业已在经济社会发展中占主要地位，如何延伸有色金属产业链，加快建设有色金属循环经济产业基地，变资源优势为经济优势，这一富民强市的命题值得我们共同探讨。

一、稀有稀土金属工业发展及循环经济产业基地现状

经过“十一五”期间的快速健康发展，有色金属产业已形成从采矿、选矿、冶炼到深加工及应用产品的产业链，发展态势较稳定。2010年，有色冶金及新材料产业实现主营业务收入461.6亿元，实现利税481.5亿元。其中钨产业主营业务收入184亿元，占40%，利税14.9亿元；稀土产业主营业务收入149.5亿元，占32%，利税21.2亿元。2010年完成仲钨酸铵30553.79吨、氧化钨3977.2吨、钨7260.4吨、稀土化合物25724.6吨的产量。产业基础日益坚实，产品结构逐步优化，已逐步形成产业集群优势。然而，近几年有色工业越来越明显的遭遇到了资源短缺、能源紧张、环境污染和效益不佳等方面的严峻挑战。为了保持我市有色工业持续快速发展，必须贯彻科学发展观，彻底转变增长方式，大力发展循环经济。

目前，稀有稀土金属循环经济产业基地已于2011年1月31日获得省发改委的批准。稀有稀土金属产业基地地处县经济开发区红金工业小区，面积4600亩。县现有钨冶炼及加工企业17家，钨冶炼能力2万吨；稀土原矿分离企业4户，年分离能力9000吨。其中钨产业方面，华瀚有色金属冶炼有限公司主要从事钨、钴等有价金属的回收和加工，是目前世界最大的钨废碎料回收加工企业之一，采用国际上最先进和最成熟的废钨回收工利用技术和装备；鸿毅实限公司具有年处理l.2万吨钨、钼等尾矿、废料的回收的生产线。稀土产业方面，从事稀土废弃物回收处理企业有力赛科、南环稀土、步莱特新资源、金鹰稀土、友力稀土等8户企业，年处理稀土废弃物能力3万吨，每年吸纳浙江、广东等省市的稀土废料近1.5万吨。

中国铜工业主要从事的是进口铜精矿、出口阴极铜的加工贸易。我国国内八大铜冶炼商为：大冶有色金属公司、云南铜业有限公司、江西铜业集团公司、铜陵有色金属公司、中条山有色金属集团有限公司、金川集团有限公司，白银有色金属公司和烟台鹏晖铜业公司，他们同时是中国主要的铜精矿进口商，也是中国铜冶炼厂采购小组CSPT的成员。

1铜工业概况

全球铜资源分布极不均衡，铜矿储量约87%分布在十个主要国家当中，其中智利储量就占据全球储量的近13。我国进口的铜精矿主要来自蒙古、南美和澳洲等铜资源丰富的国家和地区。

随着国内经济建设的迅猛发展，我国已经取代美国，成为世界第一大铜消费国。预计2007年消费量将达到450万吨，其中国内阴极铜生产可达到260万吨以上，而其中依靠国产铜精矿生产的只有不到80万吨，其余的铜原料大部分依靠进口。

2006年黄石市进出口贸易总值达10.33亿美元，位居湖北省第二，比去年同期增长了43.2%，其中进口贸易达6.35亿美元，比去年同期翻一番，出口额达3.98亿美元，同比增长三成。黄石进出口贸易主要以矿产品为主，占到了55%以上，其中又以大冶有色金属公司从智利进口铜精矿和新冶钢从智利进口铁矿砂为主。

根据在大冶有色金属公司冶炼厂计划科了解到的情况，冶炼厂阴极铜生产备料来源比例大体如下：10%自给；30%国内购买；60%进口。