長沙有色冶金設計研究院有限公司(以下簡稱長沙有色院)擁有湖南省再生金屬資源循環利用工程技術研究中心、湖南省鉛鋅清潔冶煉工程技術研究中心等多個省部級工程研究平臺及博士後科研工作站。近3年,長沙有色院在資源循環高效利用領域承擔各類科研項目30餘項,始終以提升資源綜合利用和清潔生產水平爲目標,堅持以短流程、節能環保的綠色科技創新驅動行業技術升級。
銅基固廢的來源廣泛,包括有色冶煉產生的各種廢渣廢料、銅使用後的二次含銅物料等,這些固廢中不僅銅等有價組分含量高,還含有砷、銻、鉛等重金屬元素以及黃金、銀等稀貴金屬元素。
長沙有色院針對銅基固廢處置面臨的能耗高、成本高、難以直接產出高品質產品等一系列行業技術難題,依託多項國家級、省部級重點科技研發項目,開發了復雜銅基固廢短流程清潔冶煉新技術,包括浸沒式多功能強化噴吹技術、低硫銅基固廢富氧側吹協同熔煉技術和高硫含銅固廢富氧側頂吹強化熔煉技術,在荊門市格林美新材料有限公司、廣西南方有色金屬集團有限責任公司、樂清市瑞集環保科技有限公司等多家企業實現工業化應用並取得了良好效果,對緩解我國銅資源緊缺、推動行業節能降碳具有重要戰略意義。
荊門市格林美新材料有限公司循環電子廢棄物銅基多金屬物料富氧側吹熔池熔煉處置新技術示範工程項目於2020年12月投料生產,已穩定生產近4年,年處理能力10萬噸。由於低硫銅基多金屬固廢原料種類復雜、成分波動大、自身熱值不高等特性,針對傳統熔煉工藝原料適應性差、冶煉效率低、環保效果不佳等問題,長沙有色院開發了富氧側吹熔池熔煉協同處置技術及裝備,實現了廢舊電路板、含銅污泥和廢雜銅等協同冶煉,可產出含銅95%以上的粗銅。該技術工藝備料簡單,能適應復雜銅基多金屬固廢原料的多樣性,銅綜合回收率達98%以上,貴金屬回收率達95%以上,爲含銅固廢的無害化、資源化提供了先進有效的途徑,對環境保護和資源綜合利用具有重要意義。
廣西南方有色金屬集團有限責任公司重金屬固廢無害化、資源化工業試驗基地項目於2021年8月建成並投入使用,含銅固廢年處理能力3萬噸。針對鉛冰銅等高硫含銅二次資源傳統熔煉工藝流程長、效率低、銅鉛分離不徹底等問題,長沙有色院開發了鉛冰銅富氧側頂吹熔池熔煉直接煉銅技術及成套裝備,大幅縮短熔煉工藝流程,每批次物料熔化加吹煉時間縮短至24小時,大幅提高了工作效率,產出粗銅品位從80%提升至92%以上,粗銅含鉛降低至0.2%~0.3%,主要雜鉛脫除率達99%,砷脫除率約90%,銻脫除率約85%,實現了含銅固廢中銅與鉛、銻、砷的高效分離。
蘭溪自立環保科技有限公司35萬噸危險廢物處置利用及20萬噸再生電解銅項目於2019年11月投產,已連續生產5年。該項目以無機危險廢物、廢線路板、有機危廢等多金屬物料爲主要原料,經焙燒、側吹熔煉後得到黑銅、粗銅等,再與外購廢雜銅一起經陽極精煉和電解精煉得到電銅。銅電解液淨化後得到二級電銅、黑銅和粗硫酸鎳等產品。長沙有色院研發的富氧側吹爐投料量300噸/天,可年產冰銅1萬噸、二氧化錫1萬噸、蒸汽15萬噸。
樂清市瑞集環保科技有限公司城市礦產無污染循環利用項目以含銅電鍍污泥爲原料,採用幹燥及還原熔煉工藝回收銅,產出黑銅、冰銅、富鋅煙塵和熔煉渣。該工藝在對含銅污泥進行無害化、減量化的同時,綜合回收銅、銀、鋅等金屬,銅回收率達95%,鎳回收率達72%,鋅富集率40%。長沙有色院研發的工藝流程簡單、回收率高、成本低,有利於環境保護,節能減排,緩解資源緊缺的矛盾,提高固廢處置行業的社會效益和生態效益。
據悉,長沙有色院開發的銅基多金屬固廢資源循環利用技術經中國有色金屬工業協會組織評審,認定整體技術達到國際領先水平,並獲得中國有色金屬工業科學技術獎一等獎。
未來,長沙有色院將持續創新、優化、深化銅基多金屬固廢處置技術的研發與應用,致力於爲客戶提供更加高效、環保的系統解決方案,實現資源的最大化回收。