鎳,這種銀白色的金屬,不僅機(jī)械強(qiáng)度高、延展性好,還具有難熔耐高溫和高度化學(xué)穩(wěn)定性的特點(diǎn),因此被視為重要的戰(zhàn)略金屬。盡管鎳在地殼中的平均品位僅為0.01%,且全球已探明的鎳資源儲(chǔ)量約為1.6億噸,但適合開(kāi)采的礦床卻并不多見(jiàn)。目前,世界上可開(kāi)采的鎳礦主要限于硫化鎳礦和氧化鎳礦。
面對(duì)礦產(chǎn)資源的日漸枯竭以及高新技術(shù)對(duì)鎳需求的持續(xù)增長(zhǎng),含鎳物料的綜合利用問(wèn)題日益受到重視。廢舊電池、廢催化劑、廢硬質(zhì)合金以及各種磁性材料等含鎳二次資源的數(shù)量不斷增加,對(duì)這些物料進(jìn)行綜合處理顯得愈發(fā)必要。從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的角度出發(fā),本文將深入探討從電鍍污泥、廢催化劑、含鎳廢水以及廢舊電池等含鎳二次資源中回收利用鎳的工藝現(xiàn)狀及技術(shù)進(jìn)展。
火法處理是回收電鍍污泥中鎳的常用方法。由于電鍍污泥的水分含量高達(dá)70%~80%,因此必須先進(jìn)行干燥脫水。這通常通過(guò)回轉(zhuǎn)窯和氣流干燥等方法實(shí)現(xiàn),之后將脫水后的物料進(jìn)行熔煉,以生產(chǎn)低冰鎳。經(jīng)過(guò)熔煉,低冰鎳的含鎳量約為7%~15%,同時(shí)含有5%~6%的銅。進(jìn)一步吹煉低冰鎳,可以去除部分鐵和其他雜質(zhì),得到高冰鎳,其含鎳量可高達(dá)35%~45%。高冰鎳可以根據(jù)不同的生產(chǎn)需求進(jìn)行進(jìn)一步處理,例如通過(guò)電解生產(chǎn)電鎳,或者經(jīng)過(guò)水淬、球磨、浸出等流程生產(chǎn)工業(yè)級(jí)的NiSO4·7H2O。
通過(guò)先進(jìn)的電解精煉和火法冶金工藝,廢舊鎳基合金、電鍍廢料、電池正極材料等含鎳廢棄物經(jīng)過(guò)多級(jí)分選、熔煉提純,終可重生為純度達(dá)99.96%以上的電解鎳板。這種"涅槃重生"的過(guò)程不僅使每噸再生鎳較原生鎳減少約12噸碳排放,更如同為地球資源裝上了"永動(dòng)機(jī)"——據(jù)統(tǒng)計(jì),全球近40%的鎳需求已通過(guò)回收體系滿足。