有色金屬渣

有色金屬渣是有色金屬礦物在冶煉中產生的廢渣，屬冶金廢渣的一種。按生產工藝可分兩類：火法冶煉中形成的熔融爐渣和濕法冶煉中排出的殘渣。按金屬礦物的性質，可分為重金屬渣（如銅渣、鉛渣、鋅渣、鎳渣等）、輕金屬渣（如提煉氧化鋁產生的赤泥）和稀有金屬渣。長期以來對有色金屬渣採用露天堆置的處理方法，不僅占用大量土地，還會受大氣侵蝕和雨水的淋浸，對土壤、水體和大氣造成污染。含有鉛、砷、鎘、汞等有害物質的有色金屬渣，對堆置地區的居民和環境造成威脅。

基本介紹

• 中文名：有色金屬渣
• 外文名：Nonferrous slag
• 學科：生態工程
• 領域：環境科學
• 釋義：有色金屬礦物在冶煉中產生的廢渣
• 分類：重金屬渣、輕金屬渣和稀有金屬渣

簡介

有色金屬渣是有色金屬礦物在冶煉中產生的廢渣，屬冶金廢渣的一種。

分類

有色金屬渣按生產工藝可分為兩類：一類是有色金屬礦物在火法冶煉中形成的熔融爐渣；另一類是這種礦物在濕法冶煉中排出的殘渣。按金屬礦物的性質，可分為重金屬渣、輕金屬渣和稀有金屬渣。

成分

形成有色金屬渣的礦物主要有橄欖石類、輝石類、斜長石類、黃長石類和尖晶石類。常見的礦物有鐵橄欖石(2FeO·SiO₂)、鎂橄欖石(2MgO·SiO₂)、透輝石(CaO·MgO·2SiO₂)、鈣長石(CaO·Al₂O₃·2SiO₂)和鋁黃長石(2CaO·Al₂O₃·SiO₂)等。有色金屬爐渣的礦物組成可按照FeO·SiO₂系、CaO·SiO₂系和 CaO·FeO·SiO₂系的狀態圖進行研究。

爐渣的數量

有色金屬爐渣的數量同原礦的成分和加入的熔劑量有關，按重量計約為熔融金屬或鋶（金屬的硫化物）的產量的3～5倍，按體積計則為熔融金屬或鋶的 8～10倍。

危害

長期以來對有色金屬渣採用露天堆置的處理方法，占用大量土地，又受大氣侵蝕和雨水的淋浸，對土壤、水體和大氣造成污染。有的有色金屬渣還含有鉛、砷、鎘、汞等有害物質，給堆置地區的居民和動植物造成嚴重的威脅。如某鋅冶煉廠排出的鋅渣每公斤含鎘量達到80毫克，排出的砷渣每公斤含鎘量達1900毫克，日積月累，致使廠區一公里半徑內的空氣含鎘量增大260倍，井水含鎘量增大6倍，土壤含鎘量增大100倍；當地所產大米含鎘量增大80倍，雞、兔腎中含鎘量增大600倍。

處理和利用

重金屬爐渣水淬後大多是呈亮黑色的緻密顆粒，含有大量的矽酸鐵(鐵橄欖石)，一般達60～70%。以銅渣為例，如果將它放入迴轉窯氧化焙燒，再採用還原的方法處理，可以回收粒鐵，但經濟上是否合算，尚需研究。

銅、鉛、鋅、鎳等重金屬爐渣含有大量鐵的化合物，可以代替鐵礦粉作為水泥的原料。重金屬爐渣破碎後可作混凝土的粗細骨料。磨細的渣粉可作為水泥的外摻料，但由於重金屬爐渣的水化活性較差，用作外摻料在數量上應有控制。

銅水淬渣在摻入石灰拌和壓實後具有不易吸水和強度較高的特點，可作為公路基層，在多雨潮濕地區築路尤為適用。用氣冷的銅渣作鐵路道碴鋪設混砂道床，沒有一般混砂道床容易下沉的缺點。熔融的銅渣可以直接澆注入模並控制其結晶和退火溫度，製成緻密堅硬的銅渣鑄石，作為耐磨材料使用。德意志民主共和國利用較多，中國50年代也已試驗和試用成功。在缺銅的土壤中施用銅渣粉以補充土壤中的微量元素，能夠提高小麥和向日葵等作物的產量。

總結

有色金屬渣種類繁多，對重金屬渣中的銅、鉛、鎳爐渣的處理和利用研究得較多，輕金屬渣中的赤泥也受到重視，稀有金屬渣大都未進行有效的處理和利用。