楊馥瑄

（青海物通集團(tuán)，青海 西寧 810003）

我國(guó)有色金屬資源豐富，但是復(fù)合礦多，品位質(zhì)量參差不齊，不但多種有色金屬常共生在一起，有些鐵礦中也含有大量的有色金屬，對(duì)有色金屬提煉技術(shù)提出了更高的技術(shù)要求。本文將結(jié)合冶金行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，就有色金屬提取技術(shù)從提取細(xì)節(jié)、利弊分析、發(fā)展趨勢(shì)等方面探討發(fā)展前景。

1 有色金屬提取技術(shù)分析

從冶金行業(yè)的具體應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，在目前我國(guó)現(xiàn)階段使用較為廣泛的有色金屬提煉技術(shù)為濕法冶金技術(shù)、火法冶金技術(shù)、電冶金技術(shù)，以上三種技術(shù)的應(yīng)用面、技術(shù)要求、產(chǎn)出能效等方面各有特點(diǎn)。

圖1 有色金屬濕法冶金流程圖

（1）濕法冶金技術(shù)。濕法冶金技術(shù)是冶金行業(yè)提取有色金屬技術(shù)中應(yīng)用場(chǎng)景最廣泛的冶金技術(shù)之一，除鋼以外，基本上適用于所有的有色金屬提取。基于礦物分解的方式，采用濕法冶煉去雜和提取，再還原成金屬。通常情況下采取礦物分解的方式來(lái)冶煉有色金屬，并使用濕法對(duì)其進(jìn)行去除和提取，隨后將其還原為金屬。具體的過(guò)程如上圖：要在溶液中加入有用成分，浸取溶液使其能夠與殘?jiān)蛛x，再通過(guò)洗滌和回收夾帶殘?jiān)慕饘匐x子和冶金溶劑。最后針對(duì)浸取溶液進(jìn)行富集和凈化，從精華液中提取出所需要的有色金屬以及相對(duì)應(yīng)的化合物。

圖2 有色金屬火法冶金技術(shù)流程圖

（2）火法冶金技術(shù)。火法冶金技術(shù)是歷史悠久的、最為常用的技術(shù)?；鸱ㄒ苯鸺夹g(shù)在有色金屬的冶金中的機(jī)理為“三傳一反”，即熱量、質(zhì)量、能量的傳遞，在沉降分離及液體顆粒重力的作用下，實(shí)現(xiàn)金屬或锍從渣中澄清分離。主要由以下幾個(gè)技術(shù)流程環(huán)節(jié)組成（如圖2）：選擇金屬含量高的細(xì)粒精礦；其次，將冶金溶液加入到選好的細(xì)粒精礦中，加入到鼓風(fēng)爐中加熱，一直加熱到低于爐料的熔點(diǎn)，使其溶解凝結(jié)成塊；再將成塊的礦石加入到鼓風(fēng)爐中冶煉，從而形成含有少量雜質(zhì)的金屬液或形成混合了燃料灰、溶劑和脈石的而熔锍和爐渣；再對(duì)進(jìn)一步處理和冶煉，可得到含有少量雜質(zhì)的有色金屬，實(shí)現(xiàn)有色金屬純度的有效提升。

（3）電冶金技術(shù)。電冶金技術(shù)是使用電流產(chǎn)生冶金效應(yīng)，從礦物或其他原料中提取金屬的冶煉過(guò)程，以電能為主要條件，主要依據(jù)的是金屬的活潑性強(qiáng)弱，不活潑的金屬可用熱分解法制備；如加熱氧化汞；而比較活潑的金屬可用熱還原法制備，如用焦炭煉鐵；活潑的金屬只能用電解法制備，如制備鋁通過(guò)在電解槽內(nèi)電解氧化鋁，將直流通入槽內(nèi)，利用電解質(zhì)分解氧化鋁。電解過(guò)程是使直流電流通過(guò)金屬鹽的水溶液或者金屬化合物的熔融體引起化學(xué)分解的過(guò)程，在陰極電沉積析出金屬，而在陽(yáng)極發(fā)生陰離子的電氧化過(guò)程或者可溶性陽(yáng)極的溶解過(guò)程。電解過(guò)程在有色金屬的提取上有兩方面的應(yīng)用：通過(guò)電解金屬鹽額水溶液或者熔融物的提取金屬的電解冶金技術(shù)，以及使不純的金屬陽(yáng)極溶解生成金屬離子而純化金屬的電解精煉技術(shù)。具體過(guò)程如下圖。

圖3 電冶金具體過(guò)程圖

2 有色金屬提取技術(shù)比較分析

（1）濕法冶金技術(shù)優(yōu)劣勢(shì)分析。濕法冶金技術(shù)具有生產(chǎn)過(guò)程容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和連續(xù)化的優(yōu)點(diǎn)，可以直接制取化合物；在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物較少，利于生態(tài)和環(huán)境保護(hù)。濕法冶金技術(shù)的缺點(diǎn)是生產(chǎn)的能力相對(duì)較低，反應(yīng)速度較慢；化學(xué)試劑可能會(huì)設(shè)備的腐蝕較大；同時(shí)，整個(gè)生產(chǎn)流程長(zhǎng)，液體固體分離相對(duì)困難。

（2）火法冶煉技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)分析。針對(duì)火法冶金技術(shù)優(yōu)劣分析如下，該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)有歷史悠久，技術(shù)較為成熟，操作經(jīng)驗(yàn)相對(duì)其他兩種方法更為豐富；從有色金屬提取的生產(chǎn)效率來(lái)看，生產(chǎn)能力大且綜合回收較高。火法冶煉的缺點(diǎn)也非常明顯，相對(duì)于濕法冶煉技術(shù)，需要工人長(zhǎng)時(shí)間的高溫操作，勞動(dòng)條件差；同時(shí)，對(duì)選礦的要求較高，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上多一步精篩的步驟。

（3）電冶煉技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)分析。相對(duì)于其他兩種提取冶煉技術(shù)，電冶煉技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)是制備速度快，同時(shí)，容易控溫，熱效率高；在封閉的容器內(nèi)完成提取制備，勞動(dòng)環(huán)境相對(duì)較友好。電冶煉技術(shù)的劣勢(shì)是電力成本高，能耗大。電阻加熱溫度超過(guò)1000℃時(shí)，耐火材料有可能導(dǎo)電，在具體操作的時(shí)候要注意絕緣問(wèn)題，否則可能會(huì)引起安全事故。

3 有色金屬提取冶煉行業(yè)發(fā)展前景分析

根據(jù)有色金屬提取技術(shù)的分析，在冶煉行業(yè)可能會(huì)出現(xiàn)以下發(fā)展前景，企業(yè)需要持續(xù)聚焦先進(jìn)金屬材料的生產(chǎn)，不斷優(yōu)化生產(chǎn)流程和工藝環(huán)節(jié)，朝著生產(chǎn)的自動(dòng)化和無(wú)污染化方向努力，來(lái)不斷提升生產(chǎn)的效能，最后，通過(guò)企業(yè)自身獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)吸引資本的不斷注入。

（1）需要聚焦于先進(jìn)金屬材料研發(fā)。高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，新型金屬材料層出不窮，先進(jìn)材料甚至具有不可替代性。近年來(lái)，出現(xiàn)了與以上三種冶金技術(shù)并列的金屬提取技術(shù)“增值冶金”技術(shù)，在半導(dǎo)體材料、高純度金屬、高性能金屬間化合物、金屬超導(dǎo)材料、磁材料等都屬于此種技術(shù)范疇。這也對(duì)有色金屬提取提出了更高的要求，作為金屬材料制備的第一環(huán)節(jié)，企業(yè)應(yīng)該聚焦把握先進(jìn)金屬材料的市場(chǎng)前景，有條件進(jìn)行研發(fā)投入的企業(yè)應(yīng)該側(cè)重于新材料、新工藝的研制。

（2）需要不斷創(chuàng)新生產(chǎn)工藝。除了聚焦于先進(jìn)金屬的生產(chǎn)之外，企業(yè)還需要優(yōu)化有色金屬提取冶煉的工藝技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有步驟地優(yōu)化迭代。同時(shí)，要關(guān)注國(guó)內(nèi)外的成熟技術(shù)創(chuàng)新，積極參與到有色金屬提取工藝的創(chuàng)新中去，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程和降低生產(chǎn)成本，提高金屬的回收率，降本增效。

（3）生產(chǎn)的自動(dòng)化程度會(huì)持續(xù)加深。傳統(tǒng)的有色金屬冶煉提取是勞動(dòng)力密集型、資源密集型產(chǎn)業(yè)，依賴(lài)于勞動(dòng)力及經(jīng)驗(yàn)的積累，但是人力成本的上升及勞動(dòng)環(huán)境持續(xù)改善，要求生產(chǎn)過(guò)程必須盡可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、連續(xù)化，提升生產(chǎn)效率及勞動(dòng)環(huán)境。企業(yè)可以將多個(gè)傳統(tǒng)冶金過(guò)程縮合為一個(gè)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高度自動(dòng)化、連續(xù)化。

（4）對(duì)環(huán)境保護(hù)提出更高要求。提取有色金屬的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)有毒氣體、無(wú)用廢渣及無(wú)法自然分解的化學(xué)垃圾，其中產(chǎn)生的CO2、SOx、NOX等廢氣會(huì)對(duì)大氣造成不可逆的破壞，此外，大量的廢渣和廢液的無(wú)差別排放，對(duì)江河湖海及地下水造成污染。無(wú)法自然分解的化學(xué)垃圾會(huì)造成大量的土地的占用。目前我國(guó)對(duì)于污染防治、生態(tài)保護(hù)相應(yīng)出臺(tái)一系列的法律法規(guī)，將綠色發(fā)展提升到國(guó)家戰(zhàn)略側(cè)面，因此企業(yè)必須科學(xué)地處理三廢問(wèn)題，調(diào)整落后產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，朝著綠色生態(tài)環(huán)保無(wú)污染的方向發(fā)展；同時(shí)，在金屬再生以及重復(fù)利用問(wèn)題上拓寬技術(shù)研發(fā)的思路。

（5）對(duì)資本和技術(shù)的投入更為依賴(lài)。要實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的提取冶煉方法的轉(zhuǎn)型離不開(kāi)資本的投入，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模或者優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，往往需要技術(shù)研發(fā)的不斷投入，可能會(huì)面臨不計(jì)其數(shù)的試驗(yàn)和探索，開(kāi)發(fā)的周期會(huì)比較漫長(zhǎng)，需要有資金投入作為保證。需要企業(yè)積極推行市場(chǎng)化運(yùn)作，通過(guò)有色金屬冶煉行業(yè)本身的持續(xù)盈利的潛力，吸引資本不斷注入。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文對(duì)有色金屬提煉在冶煉行業(yè)中的主流技術(shù)的應(yīng)用、三種技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，以及發(fā)展前景的分析，可以總結(jié)如下：有色金屬生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)需要結(jié)合國(guó)內(nèi)外的實(shí)際市場(chǎng)需求，開(kāi)發(fā)性能好的金屬材料，優(yōu)化現(xiàn)行的生產(chǎn)過(guò)程和技術(shù)，開(kāi)發(fā)類(lèi)似“增值冶金”或“二次利用”等新技術(shù)，降低制備的成本，提升制備效率，并在生產(chǎn)過(guò)程中持續(xù)優(yōu)化流程，縮合生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的可持續(xù)化及自動(dòng)化，并有步驟有計(jì)劃地引入官方或民間的資本注入，為行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新及可持續(xù)發(fā)展提供保障。