I prosessen med å smelte ikke-jernholdige metaller som kobber, bly og sink, genereres det-biprodukter som inneholder edle metaller som gull, sølv, platina og palladium (f.eks. anodeslim, smelteslagg og røykstøv). Hvis disse-biproduktene kastes direkte, fører det ikke bare til ressurssløsing, men kan også utgjøre miljørisiko. Industrien bruker hovedsakelig tre typer teknologier-pyrometallurgiske prosesser, hydrometallurgiske prosesser og kombinerte prosesser-for å oppnå effektiv utvinning av edle metaller. Hver av disse prosessene har sine tekniske egenskaper og egnede scenarier, som samlet støtter «ressursgjenvinning» og «verdiforbedring» i den ikke{10}}jernholdige metallurgiindustrien.
1. Pyrometallurgisk prosess: En tradisjonell høy-gjenopprettingsteknologi drevet av høy temperatur
Den pyrometallurgiske prosessen er en klassisk teknikk som bruker prinsippet om "høy-temperatursmeltingseparasjon" for å berike og rense edle metaller fra-biprodukter. På grunn av sin modne teknologi og store prosesseringskapasitet, er det fortsatt hovedvalget for å gjenvinne edle metaller fra anodeslim (kjernebiproduktet som inneholder edle metaller i kobber- og blysmelting).
Kjerneprinsipp
Ved oppvarming ved høye temperaturer (1200-1500 grader), smelter basismetallene (som kobber, bly og tinn) i-biproduktene og danner "slagg" eller "legering", mens edle metaller (gull, sølv, platina, palladium) med høye smeltepunkter og tettheter legger seg til og konsentrerer seg i smeltesystemet. som inneholder edle metaller) eller "grovt gull". Påfølgende raffineringsprosesser (som elektrolyse og cupellation) gir edle metaller med høy renhet.
Typisk prosess (som tar kobberanodeslimbehandling som eksempel)
Steking Forbehandling: Steking av anodeslimet ved 600-800 grader for å fjerne flyktige urenheter som svovel, selen og tellur, og forhindrer dannelsen av skadelige gasser under påfølgende smelting.
Reduksjon Smelting: Tilsetning av reduksjonsmidler som koks- og jernspåner, blande dem med det stekte anodeslimet og mate dem inn i en etterklangsovn eller omformer. Ved høye temperaturer danner uedle metaller slagg, mens edle metaller legger seg som «bly bullion».
Cupellasjonsraffinering: Sender blybuljongen til en cupellasjonsovn og oppvarmer den i luft for å oksidere bly til blyoksid (som fjernes med slagget), og etterlater "gull-sølvlegeringen."
Elektrolytisk rensing: Gull-sølvlegeringen behandles med salpetersyre for å skille sølv og med klorid for å skille gull, etterfulgt av elektrolyse for å oppnå gull og sølv med en renhet på over 99,99 %. Platina og palladium gjenvinnes videre fra avfallsløsningene.
Fordeler og passende scenarier
Fordeler: Large processing capacity (single furnace can handle tens of tons of anode slime per day), high recovery rates for precious metals (generally >98 % for gull og sølv), og sterk prosessstabilitet med minimal påvirkning fra svingninger i-biproduktsammensetningen.
Egnede scenarier: Biprodukter som inneholder lettsmeltede uedelmetaller som bly og kobber (f.eks. kobberanodeslim, blysmelteavtrekk), spesielt egnet for industriell gjenvinning i stor skala.-
2. Hydrometallurgisk prosess: En presis separasjonsteknologi via kjemisk oppløsning
Den hydrometallurgiske prosessen bruker prinsippet om "selektiv oppløsning med kjemiske reagenser" for å lekke ut edle metaller fra-biprodukter ved bruk av syrer, baser eller kompleksdannende midler, etterfulgt av utfelling, adsorpsjon eller elektrolyse for separasjon og rensing. På grunn av de miljømessige fordelene og den nøyaktige separasjonen av urenheter, har den blitt brukt i økende grad i gjenvinningen av biprodukter av-lav kvalitet og kompleks sammensetning de siste årene.
Kjerneprinsipp
Spesifikke reagenser (som cyanider, tiourea, vannvann, klorider) velges basert på sammensetningen av-biproduktene for å danne løselige komplekser (f.eks. gullcyanidkompleks, sølvtiourea-kompleks) ved romtemperatur eller lave temperaturer (50-90 grader), mens basisforurensninger (som for eksempel jern, aluminium eller precipita) forblir ute. Edelmetaller gjenvinnes deretter fra løsningen gjennom fortrengning av sinkpulver, adsorpsjon av aktivert karbon eller elektroavsetning.
Typisk prosess (som tar smelteslaggbehandling som et eksempel)
Forbehandling: Knusing og maling av smelteslaggen til fine partikler (under 200 mesh) for å øke kontaktarealet med reagenser.
Utvasking: Utluting av slagget med fortynnet svovelsyre eller saltsyre for å trekke ut uedle metaller (f.eks. jern, sink), filtrering for å oppnå "edelslagg", og deretter utvasking av det edelslagg med natriumcyanidløsning (eller tiourealøsning) for å oppnå et utlutningsvann som inneholder edle metaller.
Separasjon og gjenoppretting: Tilsetning av sinkpulver til sigevannet for å fortrenge gull og sølv, og danner "gullslam". Hvis platina og palladium er tilstede, kan de separeres ved adsorpsjon av ionebytterharpiks.
Rensing: Gullslammet vaskes med syre-for å fjerne urenheter og renses deretter gjennom elektrolyse eller smelting for å oppnå rent gull og sølv.
Fordeler og passende scenarier
Fordeler: Lavt energiforbruk (ingen høy-oppvarming kreves), god miljøytelse (forurensning kan reduseres gjennom resirkulering av avløpsvann), høy gjenvinningsgrad for lav-verdig edle metaller (f.eks. gullinnhold i slagg)<5g/t), and simultaneous recovery of platinum and palladium.
Egnede scenarier: Lav-smelteslagg, edelslagg som inneholder vanskelig--smeltende urenheter som silisium og aluminium, og områder med høye miljøkrav (f.eks. smelteanlegg nær vannkilder).
3. Kombinert prosess: En effektiv kombinasjon av "fysisk berikelse + kjemisk rensing"
Den kombinerte prosessen bruker først fysiske fordelingsteknikker (som flotasjon og gravitasjonsseparasjon) for å berike edle metaller fra-biprodukter, etterfulgt av hydrometallurgiske eller pyrometallurgiske prosesser for rensing. Denne tilnærmingen balanserer «lav-anrikning» og «gjenvinning med høy-renhet», noe som gjør den spesielt egnet for å håndtere komplekse sammensetninger og fint innebygde edle metaller i-biprodukter (f.eks. fin-kornet smeltestøv og lav-avgangsmasse).
Kjerneprinsipp
Ved å utnytte de fysiske egenskapsforskjellene mellom edle metaller og urenheter (som tetthet, magnetisme og overflatehydrofobitet), konsentrerer foredlingsprosessen edle metaller til "konsentrat" (øker edelmetallkvaliteten med 10-100 ganger), reduserer materialvolumet for påfølgende smelting eller kjemisk behandling, og dermed reduseres kostnadene. Egenskapene til konsentratet bestemmer da om det skal brukes pyrometallurgiske eller hydrometallurgiske prosesser for høyrenhetsgjenvinning av edle metaller.
Typisk prosess (som et eksempel tar Fine-Grained Flue Dust Treatment)
Gravity Separation Anriking: Blanding av røykstøv med vann for å lage en slurry, bruk ristebord eller sentrifugalkonsentratorer for å skille lettere urenheter (som silika) fra tyngre edle metaller (gulltetthet 19,3g/cm³), og gir grove konsentrater av edle metaller.
Flotasjonsrensing: Tilsetning av samlere (f.eks. xantat) til det grove konsentratet for å gjøre overflaten av edelmetallmineraler hydrofob, slik at de kan feste seg til luftbobler og danne "flotasjonskonsentrater" (ytterligere økende edelmetallkvalitet).
Hydrometallurgisk raffinering: Utvasking av flotasjonskonsentratet med aqua regia, etterfulgt av løsemiddelekstraksjon (f.eks. ved å bruke dibutylkarbamat for å ekstrahere gull) for å skille gull, sølv, platina og palladium, noe som til slutt gir rene edelmetallprodukter.
Fordeler og passende scenarier
Fordeler: Lave kostnader for innledende fysisk anrikning, minimalt forbruk av påfølgende kjemiske reagenser, høy total utvinningsgrad (5 %-10 % høyere enn enkelthydrometallurgiske eller pyrometallurgiske prosesser), og evnen til å behandle finkornede og lav-biprodukter som er vanskelige å gjenvinne med andre metoder.
Egnede scenarier: Fin-kornet smeltestøv, lav-avgangsmasse som inneholder edle metaller og komplekse-biprodukter med edle metaller innebygd i gangmineraler.
Sammenlignende analyse av de tre prosessene og industriapplikasjonstrender
| Prosesstype | Kjernefordeler | Hoved ulemper | Typiske Gjeldende By-produkter | Gjenvinningsgrad for edelt metall |
|---|---|---|---|---|
| Pyrometallurgisk | Stor prosesseringskapasitet, sterk stabilitet | Høyt energiforbruk, må håndtere høy-temperatur røykgass | Kobber-/blyanodeslim,-avtrekksstøv av høy kvalitet | >98% |
| Hydrometallurgisk | Lavt energiforbruk, god miljøytelse | Lang behandlingstid, høye reagenskostnader | Lav-smelteslagg, edelt slagg | 95%-98% |
| Kombinert prosess | Lave kostnader, høy utvinningsgrad | Flere prosesstrinn, krever støttende velgjøringsutstyr | Fint-kornet røykstøv, lav-avgangsmasse | 96%-99% |
Foreløpig dominerer den pyrometallurgiske prosessen fortsatt gjenvinningen av høy-, stor- anodeslim, men den forbedrer miljøytelsen gjennom "spillvarmegjenvinning" og "røykgassrensing"-teknologier. Den hydrometallurgiske prosessen oppgraderes til «cyanid-fri utlekking» (som tiourea og kloridutluting) for å redusere bruken av svært giftige reagenser. Den kombinerte prosessen er i ferd med å bli hovedretningen for å gjenvinne lav- og komplekse biprodukter-, spesielt under fremme av "dobbelt karbon"-mål, ettersom egenskapene "lavt energiforbruk og høy resirkulering" stemmer mer overens med industriens behov for bærekraftig utvikling.
Gjennom den fleksible anvendelsen av disse tre prosessene kan edle metaller i-biprodukter fra ikke--jernmetallurgi effektivt gjenvinnes, noe som øker økonomiske fordeler for bedrifter og oppnår resirkulering som forvandler avfall til verdifulle materialer, og gir en stabil råvareforsyning til edelmetallindustrien (som elektronikk, smykker og ny energi).
