火法冶金熔煉技術范文

導語：如何才能寫好一篇火法冶金熔煉技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：有色金屬；冶煉項目；環境影響評價

有色金屬是除了鋼鐵之外的所有金屬總稱，所以有色金屬的種類眾多，在化學元素周期表中包含的112種金屬元素，有95種金屬都屬于有色金屬范疇。有色金屬在現今社會中的使用效果廣泛，在航空航天、衛星、手機、電視等所有行業中都有著有色金屬的存在，并且在其中起到了很大的作用，有色金屬的冶煉工作也成為了主要研究的重點，但是隨著近些年對于環境問題的關注，也不可避免的滲透到了有色金屬冶煉的工作中，確保冶煉工作過程不會對于環境造成影響也成為了評估重點。

1 有色金屬冶煉概述以及其對于環境的影響

近些年隨著社會各行業對于有色金屬需求的增多，作為沒有天然生產的金屬物質，有色金屬的獲取主要是通過礦石的冶煉獲取的，所以對于礦石進行冶煉工作的需求也不斷增多。目前進行有色金屬冶煉的主要方法有三種，分別是電冶金、火法冶金以及濕法冶金。這三種工藝通常在有色金屬的冶煉過程中混合使用，但是三種冶金手法都會在不同程度上對于環境造成影響。

1.1 電冶金。電冶金在有色金屬冶煉的使用過程中，由于會應用電熱和電化兩種方式進行，在電氣冶金的過程中會產生廢氣以及有害地灰塵；在電化冶金的過程中也會有電解廢渣以及電解廢水產生，都會對周邊環境造成嚴重的影響。

1.2 火法冶金。在對于有色金屬進行冶煉過程中，如果應用火法冶金的方法進行，就會導致在冶金過程中，由于高溫的影響，產生煙氣以及粉塵等污染現象。

1.3 濕法冶金。濕法冶金在有色金屬的冶煉中，也不可避免的會對于環境造成影響，主要是由于在進行冶金的過程中，會應用到危險性較高的化學物質進行，就會在冶煉某些含有放射性元素的有色金屬時，對于環境和施工操作人員造成要種的輻射傷害。放射性污染相較于其他污染更加難于治理。

2 有色金屬冶煉項目選址分析

在進行有色金屬的冶煉過程中，首先需要進行的就是對于項目進行選址，在進行選址的過程中，需要對于金屬的運輸、施工條件以及安全條件進行纖細的分析，以確保有色金屬冶煉過程的安全穩定以及經濟性。在進行選址的時候，還要盡可能的考慮選址區域是否符合城市規劃以及土地利用的需求，避免在環境敏感區域進行項目的選址。并且也要排除各種生態脆弱區域以及環境保護區域等受到社會關注的地區。

3 冶煉工程分析

3.1 產污環節分析

火法冶金的工藝過程主要由備料、熔煉、吹煉、火法精煉、電解精煉等環節組成。要在工藝流程圖上列出各個生產環節和產污節點，產污環節包括廢氣、廢水和固體廢物。廢氣從原料制備、熔煉一直到精煉都存在廢氣，但以熔煉、吹煉、陽極爐精煉、制酸系統、電解酸霧為主。

雖然有色金屬的主要冶煉工藝有三種，但是實際上在有色金屬的冶煉過程中，還有許多其他的較為不常用的冶煉工藝許多種。在進行有色金屬冶煉的過程中，無論最后選擇了哪種冶煉工業，都要對于冶煉工作的進行和結束所有過程進行分析，以保證冶煉工作在進行的過程中污染物的處理符合相關規定，在對于有色金屬污染物進行防治的時候，要盡可能的對于其進行精細化的分析，以保證對于污染物的處理效果。

3.2 清潔生產分析

清潔生產是減少有色金屬冶煉過程污染出現的主要措施之一，可以有效地減少冶煉過程最后的污染處理流程，并且確保減少項目低于周邊環境的影響。在現有的冶煉工藝中，清潔生產的主要手段包括陰極電解工藝、氧氣吹底等。

有些項目尚未有清潔生產標準，可以計算能耗、物耗、水耗、單位產品污染物產生量與排放量等技術指標，并與國內外同型先進生產工藝進行對比，分析清潔生產水平。

4 環境質量調查與評價

4.1 現狀調查

有色金屬冶煉項目現狀調查，除收集盡可能全面的相關資料以外，更應重視現場踏勘和環境狀況的監測?，F場踏勘要深入細致，充分掌握大氣環境、地表水與地下水環境、土壤、農田等狀況。做好背景濃度的監測，如監測有害物質在大氣、土壤、植物、水中的濃度及噪聲背景等。對改擴建項目還應開展無組織監控點的測試。

4.2 環境質量評價

應根據《環境影響評價技術導則》的要求確定環評工作等級和范圍，圍繞項目產污特點篩選評價因子。例如環境空氣評價因子除SO2、煙塵或顆粒物、硫酸霧以外，還應根據礦源特點考慮評價因子，在礦石含砷、鉛較多時要將這兩項確定為評價因子。

5 環境影響評價中需要關注的問題

5.1 環境影響預測

有色金屬冶煉項目環境影響預測可采用《環境影響評價技術導則》推薦的模式，但廢水預測應根據其中的特征污染物確定，例如銅冶煉項目廢水中的特征污染物是重金屬，所以水質預測模式應選用重金屬衰減模式；而鉭、鈮、鎢、錫多金屬礦冶煉項目酸性污水含氟化物、少量重金屬、放射性核素，放射性元素也是特征污染物，水質預測模式可選用放射性核素模式。

5.2 無組織排放污染問題

從有色金屬冶煉項目氣態污染狀況分析，無組織排放造成的污染嚴重性并不都為人所知，應在污染源處就將其收集起來，變成有組織的排放。例如鉭、鈮、鎢、錫多金屬礦冶煉廢氣中含有大量氟化氫、氨氣、硫酸霧等強腐蝕、刺激性氣體，若任其外泄，對人和動植物傷害很大，因此除了生產設施嚴格密封以外，還要在無組織排放口設置吸氣罩，另外整個生產車間也應采用負壓操作，并且二次收集的廢氣也要經過相應處理后排放。但對排放源濃度的計算不能僅按達標結果來考慮，因為污染物起始濃度很難推算。在這種情況下，應結合物料平衡、生產能耗和實際工程經驗來確定污染物的流向。

5.3 衛生防護距離問題

在有色金屬冶煉項目中，不同類型金屬的污染物種類、數量是有差別的，衛生防護距離也應有所區別，但現有標準的覆蓋面太窄，除了銅冶金（鼓風爐法）以外，其他的沒有列入?？蓞⒄掌渌募幎?，如鉭、鈮、鎢、錫多金屬礦冶煉項目可參照《鎢、錫行業準入條件》，確定衛生防護距離為1km。

6 結論

有色金屬是一個數量龐大的家族，要將每一種或每一類金屬的環評特點一一講明是很困難的事情。本文將有色金屬冶煉項目中的一些共性問題拿出來分析和討論，希望發揮拋磚引玉之效，激起更多的共鳴和見解，為促進社會經濟和諧發展和環保事業更上一層樓而努力。

參考文獻

[1]張萍，和麗萍，王瑞波，等.建設項目環境影響評價報告質量存在的問題及對策建議[J].環境科學導刊，2013.

篇2

1廢舊線路板拆解

廢舊線路板種類繁多、大小不一、結構組成也各不相同。合適的預處理拆解是無污染、低能耗、高效率回收的必要前提。拆解就是拆除線路板中的電池、電容、電阻、電感、二極管等元器件，拆下來的元器件經過性能檢驗，好的元器件還可以再次使用，壞的可以分類回收處理。拆解的手段有兩種，最原始的方法就是人工拆解，先進的辦法就是機械代替人工，自動拆解和檢測系統，目前國內一般還采用人工拆除，效率比較低。日本NEC公司開發一套自動拆卸線路板上電子元件的系統，利用紅外加熱和兩級去除方式（垂直和水平的沖擊力）使穿透線路板和其表面的元件脫離，但不會對元件造成損害[4]。德國FAPS采用與線路板自動裝配相反的方式自動拆除，先將線路板放于加熱的液體中熔化焊元料，再用SCARA機械裝置根據元件的形狀分撿有用器件[5]，現在線路板自動拆解技術還處于研究可行性階段，還沒大量投入生產當中，主要受技術和成本的制約。拆好的線路板表面的油漆可先進行脫漆處理，脫漆的辦法主要有兩種，一種有機試劑脫漆，一種堿性脫漆，經過脫漆后的線路板更有利于后續的回收處理,但由于利潤不高,現在很多工廠沒有經過脫漆就直接進行破碎處理。

2線路板回收處理

線路板最原始的處理方式就是填埋或者直接焚燒，這樣不僅污染環境，也是資源的重大浪費，政府現在也明令禁止這種落后處理方式。以下介紹一些比較成熟的處理經驗和還在試驗階段的新工藝，如：機械物理法、火法冶煉、濕法冶金、熱解法、生物法、超臨界法、微波法等。

2.1機械物理法

機械物理回收工藝首先通過機械破碎，再利用物料之間的物理特性的差異進行分選，經過預處理、破碎、分選，最后得到金屬富集物和非金屬混合物。對于該工藝，破碎是關鍵，將金屬和其他組分充分剝離是成功分選的前提。

2.1.1線路板的破碎由于線路板主要由強化樹脂、覆銅組成，硬度高、韌性強，不好破碎。只有采用具有剪、切作用的破碎機才有好的分離效果。一般采用兩步破碎，先采用剪切式破碎機粗碎（切碎機、旋轉破碎機），將有韌性的線路板剪碎，避免金屬成團，再利用沖擊式破碎機（錘碎機）或者擠壓式破碎機（錘磨機）細碎。破碎機直接決定破碎的效果和能耗，這也推動破碎設備的不斷更新，采用高硬度、耐磨的新材料，如陶瓷研磨材料。破碎有兩種方式：干法破碎和濕法破碎。干法破碎過程中，在強大外力和摩擦的作用下會局部產生高溫，當溫度達250℃以上時，線路板中的有機成分會發生熱解，產生有毒有害氣體，造成環境污染，同時干法破碎也會產生大量粉塵。為解決這些問題，在破碎的過程中采用新辦法、新工藝、新設備，采取通風或者吸收裝置對有害物質吸收、收集；采取超低溫冷凍破碎技術避免局部過熱，德國DaimberBenzUlmResearchCenter采用液氮冷凍破碎技術[6]，清華大學鄒亮也對液氮冷凍粉碎線路板作了試驗研究[7]，此方法降低破碎時局部高溫，提高粉碎效果，獲得較好的表面性質和解離度。濕法破碎可以避免局部高溫和粉塵問題，濕法破碎就是在破碎的過程中引入水，由于水的存在，既可降解粉塵，也可避免局部過熱，但同時產生廢水，實現水循環使用和達標排放，必然會增加回收成本，但其有不可替代的優越性。江西銘鑫冶金設備有限公司采用濕法破碎———水力搖床分選[8]；清華大學精密儀器系段廣洪等開發濕法噴淋破碎———重力分選回收工藝[9]；趙躍民對線路板的破碎專門進行了基礎性研究[10]。

2.1.2分選分選就是利用破碎后的線路板粉中各組分的物理性質（磁性、電性、密度、顆粒大小及表面特性等）差異分選，物理法分選有很多優點：二次污染小，成本低，金屬和非金屬分離效果好，各種成分綜合回收率高。物理法在處理廢舊線路板回收中占有主導地位，化學法可作為物理處理后續輔助處理辦法。物理分選可分為磁選、電選、重選。磁選就是利用磁選機將有磁性的金屬分選出來；電選就是利用電流力分選出金屬和非金屬物質，有渦流電選機和靜電電選機，特別適合輕金屬與比重相近的塑料之間的分離，但要求進料顆粒形狀規整、粒度不能太??；搖床技術主要用于選礦行業，也叫重力分選，現在已成功用于廢舊線路板的分選，利用破碎后的線路板金屬和非金屬之間的密度差異，在搖床的震動下，粉末松散、分層、分帶，在風力或者水力作用下，按照運動速度差異進行分選，搖床技術有風力搖床技術和水力搖床技術，現在國內使用水力搖床技術處理比較普遍。北京航空航天大學開發的處理廢舊線路板的專利就是將破碎后的線路板粉利用風力將金屬粉與非金屬粉分離；陳鵬采用一種新的分選裝置，以空氣為介質，通過“雙旋渦”旋轉氣流從線路板中分離金屬[11]；丁濤對線路板金屬分選進行研究[12]；胡利曉對靜電分選作了基礎性研究[13]；張若昕采用多級破碎+磁選、重選、靜電選相結合的處理方法[14]。

2.2火法冶金

火法冶煉將廢線路板直接進爐，以焦炭為原料，添加石灰、二氧化硅等熔劑，線路板中玻璃纖維同時起造渣熔劑作用，根據熔液中各組分的比重差異，比重大的貴金屬及鉛進入爐缸，中間合金為粗銅錠，比重小的賤金屬鈣、鎂等形成爐渣硅酸鹽。粗銅可直接電解成純銅，爐渣可做建材原料，不過此法會產生有毒氣體，資源沒有最大化綜合利用，塑料被燃燒掉，多種金屬損失嚴重。火法冶金工藝有：焚燒溶出、高溫氧化熔煉、電弧爐燒結、浮渣技術等。通過改進爐子和工藝，可以消除二惡英產生，同時利用塑料燃燒的熱量。

2.3化學處理法

化學處理法就是使用酸（硝酸、王水、硫酸）、堿、強氧化劑、絡合劑或幾種試劑混合溶解線路板中的金屬，把金屬轉為液相，與非金屬等物質分離，然后采取置換、電解、浮選、沉淀、離子交換、蒸餾結晶等工藝回收提純金屬。金的浸取最早是氰化法，但毒性大,可以采用如下幾種方法濕法浸取金：硫脲法[15]、硫代硫酸法[16]、次氯酸法[17]、碘化法[18]、硫氰酸鹽法[19]等；銅的浸出有酸浸法（多用硫酸）[20]、氨浸法[21]。濕法產生廢液多。

2.4熱解法

熱解技術也叫干餾，在缺氧、真空或惰性氣體保護和高溫條件下（通常是350～900℃）[22]，高分子有機物分子斷裂，生成熱解油（冷凝）或者熱解氣，干餾后渣可以直接熔煉。熱解在無氧狀態下反應，避免有毒氣體二惡英、呋喃產生，在真空情況下更有利于高分子的裂解和氣相的擴散，文獻［23-25］對線路板的熱解處理做了大量的研究，如熱解條件溫度、壓力的控制和熱解產物的分析等。文獻［26］對目前熱解法處理線路板非金屬進行了綜述。

2.5生物法

生物浸取這種新技術是利用微生物活動產生弱酸剝離金屬，生物浸取環保節能，但菌種有限，也難培養，周期長，浸取時間也比較長，還處于試驗階段，應用少。

2.6超臨界法

超臨界就是在有氧化劑存在的高溫、高壓超臨界流體中，迅速分解有機物。超臨界水氧法依靠高于374℃臨界溫度和2.21×107臨界壓力下的水，在這狀態下，水是有機物良好溶劑，線路板中的有機物與超臨界水中的氧反應，分解成二氧化碳、氮氣、水及鹽類[27]。線路板在超臨界二氧化碳中，在270℃，36MPa，80mL條件下，經過31h，大分子量樹脂分解成苯酚、溴苯酚等[28]。

2.7其他處理工藝

微波是一門新型的熱處理工藝，微波濕頻率為300MHz~300GHz的電磁波，熱效益顯著，升溫快，方便控制，現在也應用于處理線路板[29]，在處理線路板時，先將破碎的線路板放入微波爐加熱30~60min，其中有機物先揮發，然后升溫至1400℃，物料溶化，冷卻后，金屬以顆粒狀分離。中國科學院等離子研究所研發出利用150kW電弧等離子體在無氧狀態下熱解線路板技術，線路板在等離子高溫無氧狀態下分解成氣體、玻璃和金屬[30]。

3非金屬循環利用

約占線路板60%的非金屬因為回收經濟效益低，處理困難，資源化程度比較低，以前研究比較少，隨著研究的深入，回收的價值越來越突出。非金屬主要組分是樹脂和玻璃纖維。樹脂的循環利用主要通過熱解法[31]、超臨界流體解聚法、水熱解聚法、溶劑分解法等[32]。主要用于建筑材料[33]、復合材料[34]。楊二桃等以印刷線路板非金屬分離物為前驅體，經熱解、成型、碳化和水蒸氣活化制備粒狀活性炭[35]，邱軍[36]、蔣英[37]和莊燕[38]分別概述了目前廢棄線路板中非金屬材料的回收和利用。

4線路板檢測技術

線路板的檢測主要是金屬含量的檢測，采用先焚燒再酸溶或者微波消解溶解金屬，再以原子吸收[39]或者等離子發射光譜[40]測定其中的金屬元素。

5結語與展望

5.1加大設備的研發和投入，如：自動智能化的拆解和檢測系統開發；破碎機的升級換代；重選、電選、磁選、火法冶煉爐子燈設備的研發。

5.2各種不同的處理方法，都有一定的優缺點，把握各種處理方法的特點，綜合使用這些處理方法可取得更好的效果。工藝的評價可以從經濟效益、資源利用率、環境的二次污染3方面綜合考慮，目前機械物理處理有絕對的優勢，不要加熱也不需要添加試劑，不改變單體的性質，處理簡單，能耗低，二次污染小，隨著設備和技術的進步，電選、磁選應該有很大的發展空間。