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1、有色金属冶金技术路线图分析(共3754字)环境治理和资源保障：重金属污染得到有效防控，资源综合利用水平明显提高，2015年重点区域重金属污染物排放量比2007年减少15%。在淘汰落后产能方面，铜冶炼需要淘汰鼓风炉、电炉、反射炉炼铜工艺及设备；铅冶炼需要淘汰采用烧结锅、烧结盘、简易高炉等落后的炼铅工艺及设备，未配套制酸及尾气吸收系统的烧结机炼铅工艺、烧结鼓风炉炼铅工艺；锌冶炼需要淘汰采用马弗炉、马槽炉、槽罐、小竖罐等进行焙烧，采用简易冷凝设施进行收尘等落后的炼锌或生产氧化锌工艺设备;锑冶炼需要淘汰采用地坑炉、坩埚炉、郝氏炉等落后方式炼锑。1行业准入条件行业准入条件从生产规模、工艺装备、能源消耗、
2、资源综合利用、环境保护等多个方面对冶炼行业提出了要求，需要严格遵守，现有的主要有色重金属行业准入条件。2资源情况我国有色金属矿产资源特点一是有色矿产资源总量很大，但人均占有资源量却很低；二是贫矿较多，富矿少，开发利用难度大；三是共生伴生矿床多，单一矿床少；四是分布范围广，区域不均衡。2.1主要有色重金属的生产及消费表2为2005年以来主要有色重金属的生产及消费情况。可以看出，主要有色重金属的产量和消费量基本逐年增加，其中铜、锌、镍的消费量大于产量，对进口产品的依赖程度很大。2.2主要有色金属资源问题及建议在铜资源方面，未来中国的铜冶炼产能仍将保持快速扩张趋势，对进口原料依赖程度将继续加大，在加
3、大国内找矿力度及国际合作项目的同时，各企业应更加重视废铜资源的回收再利用工作，走绿色经济发展的道路1-2。铅锌资源的主要问题包括资源禀赋欠佳、定价话语权缺乏、冶炼原料供应不足，应进一步加大找矿力度，淘汰落后产能和生产工艺，促进企业重组，防止产能过分扩张，保护国内铅锌资源。与此同时，不断开发新技术，加快再生铅锌产业的发展3-4。我国镍资源非常缺乏，对国外原料的依赖程度非常高，镍原料价格的波动或供给发生短缺时，经常会对产业造成严重冲击，因此，确保镍原料长期而稳定供应是镍产业发展的重要课题5。国锡资源的主要问题在于缺口逐渐拉大、冶炼技术水平较低、存在私挖滥采现象，建议加强政府层面的监管，保护锡资源；
4、不断开发锡冶炼新技术，增加产品的附加值；促进企业之间的兼并重组，形成大型的生产公司或企业集团，增加市场的竞争力和话语权。我国锑资源的主要问题在于过量和非法开采造成资源浪费、环境污染问题严重、流通和出口秩序混乱，走私严重。建议加强地质勘查工作，鼓励商业性勘查；继续实行保护性开采，规范生产经营秩序；依靠科技进步，调整和优化产品结构；加大企业整合力度，提高集中度；规范出口渠道，整顿出口秩序6。3技术发展现状我国有色重金属冶金产业经过多年的发展，工艺和装备水平得到显著提高，表3为2005年以来主要有色重金属的冶炼综合能耗。从表中可以看出，铜、锌、锡冶炼综合能耗逐年下降，铅冶炼能耗2007年指标略高于2
5、006年指标，但总体呈下降趋势，镍和锑冶炼能耗虽然整体呈下降的趋势，但下降幅度不大。3.1铜冶炼铜主要采用火法的方法冶炼，包括闪速熔炼和熔池熔炼。闪速熔炼可分为奥托昆普闪速炉和因科闪速炉。熔池熔炼按包括诺兰达法、奥斯麦特/艾萨法、白银法、水口山炼铜法、瓦纽柯夫熔炼法、特尼恩特熔炼法、三菱熔炼法、卡尔多炉熔炼法、旋涡顶吹熔炼法等。闪速熔炼的主要优势在于产能大、节能环保效果好、自动化控制水平高、炉体寿命长，而熔池熔炼的优势在于对产能限制小及对原料要求较低。3.2铅冶炼铅几乎全部采用火法方式生产。目前的熔炼工艺包括烧结焙烧鼓风炉还原、氧气底吹熔炼鼓风炉还原(SKS法)、奥斯麦特/艾萨法、卡尔多法、Q
6、SL法、基夫赛特法等。烧结焙烧鼓风炉还原是传统的炼铅方法，优点在于工艺稳定，技术成熟，对原料适应性强，但烟气SO2浓度低、难于制酸，热量利用率低，劳动条件差。QSL法改善了卫生条件，简化了操作，但其烟尘率和渣含铅较高。SKS法主要优点在于工艺简单，缺点在于氧枪和炉寿周期短、规模受限、流程长、炉体难以密闭存在低空污染。奥斯麦特/艾萨法主要优点是设备简单、投资相对较低、原料适应性强，缺点是氧化和还原需在不同的炉子内完成，且氧枪寿命短，需要定期更换。Kaldo法使熔炼、还原和精炼在同一炉内完成，炉体结构紧凑，环保效果好，但该法的阶段性作业，不利于SO2的回收利用7。Kivcet法的优点是工艺过程连续
7、稳定、设备寿命长、原料适应性强、环保效果好，缺点是电热还原区相对静止，影响传质传热速度、电耗较高，且炉型相对复杂，一次投资较高。3.3锌冶炼锌的冶炼方法主要为湿法，包括浸出、净化和电积三个工序。1)浸出。浸出方式包括氧压浸出和富氧常压浸出，二者都可以直接处理硫化锌精矿，不需要焙烧脱硫制酸工序，没有大气污染。只是氧压浸出在硫的熔点以上进行，压力较高，反应速度快，但对反应器制作要求高，控制难度大。而常压富氧浸出反应器在常压下工作，温度相对低，设备安全可靠性上有很大优点，但同时由于反应速度慢，同样处理量下设备要庞大的多8。2)净化。净化方法主要有锌粉锑盐法，锌粉-黄药法、锌粉砷盐法、锌粉萘酚法等。流
8、程一般有一段、二段、三段和四段之分，视溶液杂质含量而定。作业方式有间断作业和连续作业。连续作业的优点是生产率高，易于实现自动化，但操作控制要求较高。3)电积。目前电积仍以传统工艺为主，新的电积工艺包括联合电解法和气体扩散阳极电积法，但并未得到大规模应用。3.4镍冶炼镍主要采用火法的方式生产，可分为鼓风炉、矿热电炉、反射炉、闪速炉、转炉及奥斯麦特炉。鼓风炉熔炼是最早的炼镍方法之一，现已逐步淘汰9。矿热电炉的优点在于可以有效控制温度、烟气量小、金属回收率高，但电耗大，生产成本往往较高。反射炉结构简单、对原料和燃料的适应性较强、生产中耗水少、作业率高、适合大规模生产，缺点是燃料消耗量大、热效率低、烟
9、气中SO2浓度低、占地面积大、消耗大量耐火材料等。闪速炉的优点在于生产能力大、烟气量相对小、可减少环境污染、综合能耗低、容易实现自动化，但相对烟尘率较大，物料准备要求较高。转炉具有热效率高、炉体体积小，拆卸容易，更换方便等优点，但具有间歇作业，操作频繁，烟气量和烟气成分呈周期变化等缺点。奥斯麦特炉则采用浸没喷枪技术，烟气量小，投资较低，炉体密闭具有环保优势，缺点是喷枪需要经常更换，单台设备的生产能力有限。3.5锡冶炼锡主要采用火法的方法生产，包括反射炉、电炉及奥斯麦特炉。反射炉熔炼是传统的炼锡方法，对原料、燃料的适应性强，操作简便，但其生产效率低、热效率低、燃料消耗大、劳动强度大，有被强化熔炼
10、方法取代的趋势。电炉熔炼具有炉床能力高、直收率高、热效率高、渣含锡低等优点，但需要电能丰富的地区采用。奥斯麦特技术是目前世界上最先进的锡强化熔炼技术，具有熔炼效率高、物料适应性强、热利用率高、环保效果好、自动化程度高、占地面积小、投资等优势，是取代反射炉等传统炼锡设备较理想的技术设备。3.6锑冶炼锑主要采用火法的方法生产，可分为单一硫化矿、氧化矿的处理和复杂锑铅矿的处理。1)单一硫化矿、氧化矿的处理。主要的处理方法包括挥发焙烧(熔炼)还原熔炼。还原熔炼主要在反射炉内进行，挥发焙烧设备包括回转窑、沸腾炉、烧结机、转窑、鼓风炉、旋涡炉等。目前挥发设备主要采用的是鼓风炉，优点是对原料适应性强、可处理
11、硫化矿和氧化矿、挥发率高、回收率高、锑氧品位高、生产能力大、劳动条件好、SO2可以制酸、污染小。2)复杂锑铅矿的处理。目前应用于生产的冶炼工艺为火法沸腾炉焙烧脱硫反射炉还原熔炼两次吹炼再还原熔炼10。存在的主要问题包括返料多、流程长、锑铅分离困难。由于生产流程返料多，锑铅的回收率很低，导致加工费高，企业仅有薄利。低浓度SO2和氧化砷烟气直接排放污染环境。综合回收差，银的回收率仅60%。传统工艺问题较多，需要开发新的工艺来替代。4产业技术路线图及重点研究方向4.1技术路线图内容包括工艺研究、核心装备研究及工程示范应用。研究成果首先应用于联盟内部成员单位，并积极向外推广，从而形成对整个产业的带动和辐射效果，促进技术的不断进步。4.2重点研究方向通过对行业内典型企业、高校和科研院所的调研，在未来几年重有色行业重点技术需求、研究开发方向。5结语本技术路线图的结合了产业政策、资源情况、市场情况、技术发展现状以及典型企业的技术需求，提出了未来几年的技术需求和重点研发方向，可供实施相关创新项目参考。中国瑞林工程技术有限公司第 8 页 共 8 页