有色金屬的回收與加工處理

按照我國的產(chǎn)業(yè)分類，通常將鐵、錳、鉻及其合金稱為黑色金屬，除此以外的其他金屬均列為有色金屬。實際上純凈的鐵與鉻都是銀白色的，而錳是銀灰色的，之所以把它們叫作黑色金屬，是因為鋼鐵表面常覆蓋一層黑色的四氧化三鐵，而錳和鉻又主要應(yīng)用于冶煉合金鋼，所以被叫作黑色金屬。這種分法是沿用前蘇聯(lián)教科書的結(jié)果，無論從邏輯上還是從事物的本質(zhì)上都欠科學(xué)?！坝猩睉?yīng)與無色”相對，“黑色”難道不是“有色”? 況且，鐵、錳、鉻本身也并不是黑色。在歐美教科書中，金屬被分為鐵金屬和非鐵金屬兩大類，這樣比較科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)。但是，在我國對黑色金屬、有色金屬的稱謂沿用已久，有時仍然沿用此稱謂。

當(dāng)前，全世界的金屬材料總產(chǎn)量約8億噸，其中鋼鐵約占95%，是金屬材料的主體;非鐵金屬材料約占5%，處于補充地位，但它的作用卻是鋼鐵材料無法代替的。

許多非鐵金屬可以純金屬狀態(tài)應(yīng)用于工業(yè)和科學(xué)技術(shù)中。如Au、Ag、cu、Al用作電導(dǎo)體，Ti用作耐蝕構(gòu)件，W、Mo、Ta用作高溫發(fā)熱體，Al、sn箔材用于食品包裝，Hg用于儀表，Pb用于蓄電池等;但更多的是采用多種有色金屬搭配使用，或使用非鐵金屬合金。

非鐵金屬合金具有許多重要的特性，無論作為結(jié)構(gòu)材料或是功能材料，在工業(yè)部門及高新技術(shù)領(lǐng)域都有著十分重要的地位。例如Al、Mg、Ti及其合金，由于密度小，比強度高，成為航空航天工業(yè)不可或缺的材料，并使汽車輕量化成為可能;銅有著優(yōu)良的導(dǎo)電性能，而cu-Ni-Mn合金卻是優(yōu)良的電阻材料;噴氣式發(fā)動機的高溫部件離不開Ni、co及其合金;鋯合金不僅用作核反應(yīng)堆的重要結(jié)構(gòu)件，同時又是暴露于海水中的熱交換器、天線陣、聲納透聲罩等耐蝕結(jié)構(gòu)材料。

在高新技術(shù)領(lǐng)域中，非鐵金屬合金或化合物展示出更大的發(fā)展前景，如可用于燃煤磁流體發(fā)電機通道的金屬陰極材料w-cu合金;二次能源開發(fā)所需要的儲氧材料La-Ni、Mg-Ni、Ti-Mn系合金;具有優(yōu)異硬磁性能的Nd-Fe-B合金;具有特殊形狀記憶效應(yīng)的Ti-Ni合金;光記錄材料Gd-Co合金;高速電子計算機、微波通訊、激光技術(shù)等領(lǐng)域的優(yōu)良材料砷化鎵;新型超導(dǎo)材料釔鋇銅氧化合物;未來新型高溫結(jié)構(gòu)材料鎳鋁化合物、鈦鋁化合物等。概而言之，非鐵金屬材料在國民經(jīng)濟和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的作用是不能用產(chǎn)量的大小來衡量的，具有不可取代的重要作用。

廢有色金屬是指生產(chǎn)與消費過程中已完成使用壽命的器件中所含有的有色金屬部件及材料。例如，舊電線、舊蓄電池、舊電器、舊飛機、報廢汽車、廢棄船舶等，都含有一定數(shù)量的有色金屬。

在一些發(fā)達國家，有色金屬生產(chǎn)原料主要依賴于再生資源，再生有色會屬工業(yè)已成為一個獨立的產(chǎn)業(yè)。2000 年全世界生產(chǎn)再生鋁及合金816萬噸，占原生鋁產(chǎn)量的33%;其中，美國93%，法國59%，德國89%，日本的再生鋁產(chǎn)量是原生鋁的186 倍。世界再生鉛占據(jù)“半壁江山”，1999年世界精鉛總產(chǎn)量為621.8 萬噸其中再生鉛產(chǎn)量為327.3萬噸，占精鉛總產(chǎn)量的52.63%;美國是世界上的再生鉛生產(chǎn)國，再生鉛在精鉛總產(chǎn)量中的份額從1990年的66.8%上升到1999年的75.8%，德國、法國、意大利、日本、英國再生鉛產(chǎn)量比例均超過50%;法國每年銅產(chǎn)量原料的80%來自廢銅再生。與此比較，我國的有色金屬再生利用產(chǎn)業(yè)在許多品種上還存在較大差距。

同時，回收廢有色金屬也是節(jié)約能源、減少環(huán)境污染的有效手段。以鋁為例，與以礦石為起點相比，生產(chǎn)1t原鋁需耗能213l0.8×l04kJ(1.7×104kw.h電) ，而生產(chǎn)1t再生鋁合金能耗僅為548.8×104kJ，只有原生鋁的2.6%，并節(jié)省10.5t水，少用固體材料11t，比用水電生產(chǎn)電解鋁時少排放CO291%，比用煤電時減少的CO2排放量則更多;另外，少排放硫氧化物(SOX)0.06t，少處理廢液、廢渣1.9t，少剝離表土石0.6t，免采掘脈石6.1t。同樣，銅、鉛、鋅再生金屬的節(jié)能率分別達到82%、72%和63%，金、銀、鉑等貴金屬和鎳、鉻、鈦、鈮、鈷等稀有金屬的再生金屬的節(jié)能率約為60%～90%。

積極學(xué)習(xí)發(fā)達國家的先進經(jīng)驗，探索適合我國國情的廢有色金屬回收與利用技術(shù)，對于支持和促進我國的可持續(xù)發(fā)展將具有十分重要的現(xiàn)實意義與戰(zhàn)略意義。

廢舊鋼鐵的回收與利用

一、 廢鋼鐵資源回收利用的重要性

1.1擴大利用廢鋼鐵資源是突破資源瓶頸制約、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的必然要求 進入21世紀(jì)，資源相對不足、環(huán)境容量有限，已成為我國國情的基本特征。資源供應(yīng)緊張，原生資源供應(yīng)已遠遠不能滿足快速增長的資源需求，嚴(yán)重制約了我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

對于鋼鐵工業(yè)來說，由于我國鐵礦石資源相對緊缺，這些問題尤為突出。近10年來，我國鋼鐵積蓄量增長近2.8倍，人均不足5 t，相比之下，美國、日本都超過了人均30 t；目前世界鋼鐵業(yè)的廢鋼鐵應(yīng)用占粗鋼總產(chǎn)量比重的40%~45%，在我國即使是廢鋼消耗量創(chuàng)紀(jì)錄的2009年，也僅占粗鋼產(chǎn)量的14.6%；另外，我國目前廢鋼利用率僅為19.9%，遠低于世界平均水平的48.3%。無論在人均鋼鐵資源擁有量、廢鋼應(yīng)用水平還是循環(huán)利用率上，我國都遠落后于世界平均水平。

1.2利用廢鋼資源是降低碳排放、緩解對鐵礦石依賴的重要途徑 作為節(jié)能環(huán)保的再生資源，廢鋼鐵相對于鐵礦石煉鋼，可節(jié)能60%，節(jié)水40%，減少廢氣排放86%、廢水76%和廢渣97%。每利用1 t廢鋼鐵可節(jié)約1.7 t鐵礦石、0.68 t 焦炭和 0.28 t 石灰石，且能無限循環(huán)利用。

因此，發(fā)展廢鋼鐵市場是解決鐵礦石危機的必由之路。可以預(yù)見，未來的鋼鐵原料配置中，廢鋼鐵將逐步取代鐵礦石的優(yōu)勢地位。