浅议贵金属冶炼的“三废”治理.pdf

第４ ５卷第６期 ２ ０ １ ７年１ ２月 现 代 冶 金 Ｍ ｏ ｄ ｅ ｒ ｎ Ｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｙ Ｖ ｏ ｌ ．４ ５ Ｎ ｏ ．６ Ｄ ｅ ｃ ．２ ０ １ ７ 浅议贵金属冶炼的“ 三废” 治理 孔令东，王俊峰，张洪涛，王成龙，张博宇，王士强 （ 内蒙古金陶股份有限公司，内蒙古 赤峰 ０ ２ ４ ３ ２ ７） 摘要针对“ 三废” （ 废气、 废尘、 废水） 污染环境及贵金属流失现象， 探索出一套治理方法。对废气采用木炭还原系 统， 对废尘采用布袋除尘系统， 对废水采用中和沉淀系统； 进行处理后达到环保排放标准， 同时回收其中贵金属， 增 加企业经济效益， 确保员工有良好的工作环境。 关键词三废；冶炼；贵金属；回收 中图分类号Ｘ ７ ５ ６ 引 言 内蒙古金陶股份有限公司（ 以下简称“ 金陶公 司） ” 冶炼室始建于１ ９ ９ ０年， 冶炼原料是由单一的电 解金泥发展到汞齐、 尼尔森重砂、 电解金泥、 锌粉置 换金泥。自２ ０ １ ４年以来金陶公司对选矿工艺进行 了改 造， 改 造 后 的 选 矿 工 艺 只 生 产 一 种 冶 炼 原 料 尼尔森重选工艺产出的重砂产品， 产品为合 质金（ 金含量９ ５％以上） ， 年产量在８ ０ ０～９ ０ ０ｋ ｇ。 金、 银在冶炼过程中， 存在“ 三废” （ 废气、 废尘、 废水） 污染环境及贵金属流失现象， 结合实际冶炼情况， 提 出相应的治理方法。 １ 冶炼工艺简介 １．１ 冶炼工艺 金陶公司冶炼室现主要冶炼尼尔森产出的重砂 精矿， 其冶炼工艺为重砂经硝酸预浸后， 经中频炉粗 炼出粗金， 粗金经泼珠后使用硝酸分银得出合质金， 金品位可达国家２ ＃金标准。其冶炼流程如图１所 示。 １．２ 现存问题 （ １） 原料预处理产生 ＮＯ 气体 由于冶炼室原碱 液吸收处理氮氧化物设备的喷淋塔存在喷头堵、 泵 图１ 冶炼室工艺流程图 漏、 喷淋塔腐蚀严重、 运转率低无法正常使用等问 题， 采用碱液喷淋也无法使ＮＯ完全吸收， 致使酸浸 分银使用ＨＮＯ３产生的氮氧化物， 达不到环保排放 标准影响环境。 （ ２） 原料粗炼产生的烟尘投入的除尘设备因 年久失修无法正常使用， 烟尘得不到很好回收， 不仅 破坏环境， 而且造成少量金属流失。 （ ３） 冶炼过程中产生的废水 冶炼过程中含有少 量的贵金属金、 银和有价金属铜、 铅等， 缺少综合回 收系统， 在环保要求日益严格的情况下， 无论从单位 产品的排放量或废水的有害程度看均达不到环保排 放标准［ １］， 而且造成少量贵金属流失。 ２ “ 三废”治理系统探讨 ２．１ 废气治理 ２．１．１ 治理原理 金陶公司采用木炭还原系统处理氮氧化物， 其 原理为 ２ ＮＯ＋ Ｃ ＝ Ｃ Ｏ２＋ Ｎ２， 收稿日期２ ０ １ ７－０ ９－１ １ 作者简介 孔令东（１ ９ ８ ７） ， 男， 工程师。Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ ５ ３ ０ １ ５ ７ ５ ３ ９＠ｑ ｑ ．ｃ ｏ ｍ ２ ＮＯ２＋２ Ｃ ＝２ Ｃ Ｏ２＋ Ｎ２ 废气通过该系统，Ｎ Ｏ 和 Ｎ Ｏ ２被木炭还原成对 环境无污染的 Ｎ２和Ｃ Ｏ２， 经环保部门检测达到国家 排放标准。金陶公司冶炼室每批次处理能力为２ ３ ０ ｋ ｇ （ 以其中一批为例） ， 其物质所含百分比例为 金为 ３ ０ ％， 银为６ ０ ％， 杂质为１ ０ ％； 金属量为Ａ ｕ６ ９ｋ ｇ； Ａ ｇ １ ３ ８ｋ ｇ；Ｃ ｕ２ ． ３ｋ ｇ；Ｚ ｎ２ ． ３ｋ ｇ；Ｆ ｅ１ ８ ． ４ｋ ｇ。 ２．１．２ 废气（ＮＯ ） 量 化银反应方程式 ３ Ａ ｇ ＋ ４ ＨＮＯ３＝ ３ Ａ ｇ ＮＯ３ ＋ ＮＯ↑＋２ Ｈ２Ｏ， 计算溶解１ ３ ８ｋ ｇ银放出 ＮＯ 量 为 ９．５ ４ｍ ３ ， 即 １ ２．７ ７ｋ ｇ； 化铜反应方程式 ３ Ｃ ｕ＋８ ＨＮＯ３＝３ Ｃ ｕ（ＮＯ３）２ ＋２ ＮＯ↑＋４ Ｈ２Ｏ， 计算溶解２．３ｋ ｇ铜放出ＮＯ量 为 ０．５ ４ｍ ３ ， 即 ０．７ ２ｋ ｇ； 化锌反应方程式 ３ Ｚ ｎ＋８ ＨＮＯ３＝３ Ｚ ｎ（ＮＯ３）２ ＋２ ＮＯ↑＋４ Ｈ２Ｏ， 计算溶解２．３ｋ ｇ锌放出 ＮＯ 量 为 ０．５ ２ｍ ３ ， 即 ０．７ ０ｋ ｇ； 化铁 反 应 方 程 式Ｆ ｅ＋４ ＨＮＯ３（ 稀 ）＝ Ｆ ｅ （ＮＯ３） ３＋ＮＯ↑＋２ Ｈ２Ｏ，计算溶解１ ８．４ｋ ｇ铁放出 ＮＯ量为７．３ ６ｍ ３ ， 即 ９．８ ６ｋ ｇ； 共计产生ＮＯ量为１ ７．９ ６ｍ ３， 即２ ４． ０ ５ｋ ｇ， 每 天运行时间８ｈ， 平均每小时排放量为２．２ ４ｍ ３， 即 ３ｋ ｇ。 当废气通过木炭还原系统， 迅速发生还原反应， 处理率能达到９ ９．５％以上， 最终达到国家排放标 准。该系统简单易操作， 无需精密控制设备， 运行时 温度稳定， 每２ｈ加１次木炭。废气木炭还原系统 示意图如图２所示。 图２ 木炭还原炉流程图 ２．２ 废尘治理 由于以前除尘设备的老化与陈旧， 其除尘效果 不佳， 始终是困扰金陶公司的一大难题。这些微细 粒废尘不仅损害员工们的身体健康［ ２］， 而且带走微 量的贵金属； 为解决这一问题， 金陶公司采用 Ｌ ＱＭ 型脉冲布袋除尘器， 其优点主要表现为 （ １） 除尘效率高。布袋式除尘器可捕集粒径大 于０． ３μｍ 的细小废尘， 除尘效率可达９ ９％以上 ［３］。 （ ２） 使用灵活。可以把设备直接安装于室内， 也 可做成大型的除尘室， 即“ 袋房” ， 可根据现场条件灵 活安装使用。 （３） 结构相对简单。结构简单， 制作方便， 运行 比较稳定， 投资少， 易维护。 （ ４） 使用条件不高。袋式除尘器是一种干式除 尘设备， 不需用水， 所以不存在污水处理问题， 收集 的粉尘易回收［ ４］， 回收后的粉尘可直接入炉进行冶 炼回收。 ２．３ 废水治理 以前整个冶炼工艺中所产生的废水， 清洗设备、 设施、 地面产生的废水都未经处理直接排出。这些 废水呈酸性， 在排出过程中腐蚀管路， 污染环境， 并 且带出微量 Ａ ｇ ＋、 Ｃ ｕ ２＋等金属离子。金陶公司将此 类废水通过沉淀池沉淀后， 上清液打入反应釜， 加入 Ｎ ａ２Ｃ Ｏ３， 对 废 水 进 行 中 和 反 应 （Ｈ＋＋ ＯＨ－＝ Ｈ２Ｏ） ， 沉淀Ｃ ｕ ２＋等金属， 其上清液流经２个串联活 性炭吸附柱吸附后排出， 用于冶炼生产用水， 循环使 用不外排。沉淀物主要成分为铜、 铅等碳酸盐和微 量金、 银， 达到一定量后集中进行清理， 待活性炭吸 附饱和后对其进行焚烧冶炼或直接对外销售。 ３ 结束语 金陶公司通过对金银冶炼过程中“ 三废” 治理， 冶炼室设备、 设施及工艺的改进， 使得公司冶炼室成 为一个绿色健康的贵金属冶炼场所， 不仅各项环保 排放指标达到国家排放标准， 减少环境污染［ ５］， 而且 回收了部分贵金属， 达到了既满足黄金、 白银冶炼环 保要求， 又增加了企业经济效益的目的， 在同行业有 推广应用价值。 参考文献 ［１］ 赵中伟， 陈星宇， 刘旭恒， 等．新形势下钨提取冶金面临 的挑战与发展［Ｊ］． 矿产保护与利用， ２ ０ １ ７， （１） ９ ８ １ ０ ２． ［２］ 严 彪． 粉末冶金技术手册［Ｍ］． 北京 化学工业出版 社，２ ０ ０ ９． ［３］ 毛庆海．我厂文丘里水膜除尘器技术改造［Ｊ］．黑龙江科 技信息，２ ０ ０ ８， （ ３ ５） ２ ０． ［４］ 孙 熙．袋式除尘技术与应用［Ｍ］．北京 机械工业出 版社，２ ０ ０ ４． ［５］ 张焕杰， 于立平． 防治地质灾害保护地质环境创建花园 式矿山［Ｊ］．矿产保护与利用，２ ０ ０ ２， （ ６） １ ６１ ７． ９７ 第６期 孔令东， 等 浅议贵金属冶炼的“ 三废” 治理