摘要:随着科学技术的进步,人们的生活已经离不开电子产品,随之产生了越来越多的电子垃圾。在城市矿山中,电子垃圾中有许多有色金属,并且这些有色金属是城市矿山中最重要的资源,因此随着电子产品的使用量不断增多,电子产品中有色金属回收再利用技术也需要不断的更新发展,只有这样才能确保城市矿山的有效利用,为环境建设贡献一份力量。本文首先说明了城市矿山与电子垃圾现状,其次分析了怎样实现电子垃圾资源化,最后阐述了使用湿法冶金技术对城市矿山中的电子垃圾进行回收再利用,使之重新成为资源。
关键词:湿法冶金;城市矿山;现状;方法;应用
引言:随着我国经济的繁荣,各行各业都有了长足的发展,有色金属产业也不例外,正是由于有色金属相关行业大力发展,导致有色金属资源严重稀缺,极大地阻碍了该产业的前进,而随着人们物质生活水平的提高,电子产品的更换速度逐年加快,使城市矿山不算增多,因此,大力发展冶金技术,加快城市矿山资源化势在必行。
一、城市矿山以及电子产品垃圾现状
(一)城市矿山现状
随着电子产品的逐渐普及,出现了城市矿山这种现象,城市矿山所包含的内容较多,比如:各种电器、电线、运输工具、电子通讯工具等,这些产品中有许多可以循环再利用的有色金属资源,其中最多的就是我们经常用到的电子电器物品,由于这些物品更新换代速度非常快,所以也被称之为电子垃圾,正是有了这些电子垃圾,城市矿山的规模才会越来越大。“虽然有色金属可以通过开采矿山或者提炼得到,但是与城市矿山资源化比起来,存在许多缺点,使用现代技术,把城市矿山中的有色金属提炼出来,不仅可以达到节能环保的目的,而且成本较低,因此想要解决有色金属稀缺,有效保护环境,最大程度的利用城市矿山,大力发展循环经济势在必行”。[1]各个国家也已意识到了电子垃圾回收再利用的重要性,有色金属的回收量正在逐年上涨,并且许多国家回收再利用已经形成一条成熟的产业链。
(二)电子垃圾现状
“制作电子产品,离不开有色金属,因此,电子垃圾中含有大量的有色金属,而有色金属属于稀缺资源,所以使用科学技术从电子垃圾中提炼出有色金属是非常重要的”。[2]这不仅可以有效提高有色金属的资源利用率,而且还可以有效的解决有色金属资源稀缺、消耗快、环境破坏等问题,另外,由于电子产品类型多样,金属类型与含量都有所不同,因此,不同的电子产品,需要采用不同的提炼方法,另外电子产品中不仅含有有色金属,而且含有许多有毒物质,对土壤、水源等都会造成污染,一旦处理不当,将带来非常严重的后果,我国电子垃圾回收方式与回收率也发生了巨大变化,过去我国的电子垃圾回收生产比较分散,并且电子产品也多从国外进口,而随着我国经济的发展,首先生产方式发展为较成熟的、成系统的工厂式生产,并且提炼技术越来越成熟,虽然取得了一些进步,但依然存在一些问题亟待我们解决。
二、有色金属冶炼方法和城市矿山资源化方法
(一)有色金属冶炼方法
“有色金属的提炼方法主要有两种,一种是火法冶炼,另一种是湿法冶炼,而对于有色金属的提取,采用湿法冶炼更适合”。[3]
湿法冶炼从本质上看是化学反应的过程,使用化学溶液,使有色金属在特定的化学溶液中产生氧化、中和、还原等反应,进而有色金属就可以分解出来,并且随着该项技术越来越成熟,覆盖面非常广,几乎可以用于各种有色金属的提取,并且该项技术处理有色金属成分比较多或者纯度不够高的产品,也非常有效,因此,该项技术大面积的使用在城市矿山资源化产业中。
(二)城市矿山资源化方法
“城市矿山资源化是一个非常复杂的过程,其中不仅包括有色金属的提取,也包括防止有害物质泄露等环节”。[4]因此,城市矿山处理方法有很多,从宏观上看,主要有化学方法与物理方法。首先化学方法主要包括火法冶炼与湿法冶炼,其次物理方法主要包括预拆除、粉碎、筛选等方法。
预拆除是城市矿山处理的第一步,首先依据电子垃圾的不同类型进行分类,才能确保后续技术顺利的实施,随着大机器生产的不断发展,该项工作的效率不断提高。
粉碎环节的主要目的是使金属从各种电子垃圾中分离,不同的电子产品选用不同的粉碎工具,不同的粉碎工具也会导致金属的形态或大小的不同,对后续工作产生影响,因此,工作人员在进行相关工作时,需要结合实际情况,选用最合适的粉碎工具。
筛选主要是根据不同物品的属性来进行的,比如,密度、磁场等的不同。
三、湿法冶金在城市矿山资源化中的应用
“虽然电子垃圾中含有多种金属,但我国把主要研究方向放在了稀有金属上,在回收时重点放在了提高回收利用率、控制成本、确保生产过程不会对环境造成破坏”。[5]湿法冶金包含多种环节,其中有物理方法也有化学方法,其中最重要的是浸出与清洁过程,浸出溶液的选择直接影响了最终结果。
(一)珍贵金属的回收利用
从目前的实际情况看,金银回收技术是最多的,并且不断研究新技术,使金、银的回收利用率不断提升,也是最重要的工作内容,回收金、银的方法比较多,主要有一下几种:
第一,氰化法,工作人员将含有金、银的电子垃圾放进氰化钠或者氰化钾溶液,这样可以使金、银溶解在氰化钠或者氰化钾溶液里,然后需要使用还原剂,使金、银还原成固体形态,这种方法使用时间比较长,效率比较高并且操作简单,但容易对工作人员造成较大的伤害。
第二,硫脲法与氰化法相比,毒性较小,不会对工作人员造成伤害,而且效率也比较高,并且可以循环利用,因此它是一种较为理想的方法。
第三,另外还有硝酸—王水法、卤化法、硫代硫酸盐法,这几种方法效果都比较好,在实践中应用比较广泛。
第四,石硫合剂法是我国首次创造的方法,该技术不需要使用到氰,用石灰与硫磺来代替氰化物的作用,但是这种方法在实践中使用比较少。
第五,生物法主要是利用微生物与金属进行反应,该方法在实践中应用的也比较少。
(二)重金属的回收利用
电子垃圾也含有大量重金属,比如铅、锡等,对于重金属的回收也有很多种方法,并且这些提取技术较为成熟,例如,铅元素主要存在于废旧蓄电池中,现在常用的方法是,首先,脱硫转化;然后加入还原剂,使铅还原;再然后用电解的方法使之沉淀;最后就可以得到固态铅,使用这种方法效率非常高。
综上所述,湿法冶金对于城市矿山处理非常重要,是目前为止最有效的解决办法,随着科技的发展,虽然该方法取得了一些发展,但是依旧存在着一些问题,例如,不同的电子垃圾所含的金属成分略有不同,目前的技术水平还不能处理成分比较复杂的电子垃圾,尤其是物理方法的使用还存在许多技术难题没有解决。另外,化学制剂存在毒性,一旦操作不当,很容易对环境造成二次污染,或者对工作人员带来伤害,并且我国回收渠道较窄,导致利用率不高,因此,相关工作人员需要针对这些问题,加大研究力度,不断提高湿法冶金在城市矿山资源化中的应用率,为我国环境保护与经济发展做出贡献。
参考文献:
[1]李超.湿法冶金在城市矿山资源化中的运用[J].世界有色金属,2019(10):228-229.
[2]朱军,周甜甜,刘曼博,等.湿法冶金在城市矿山资源化中的应用[J].中国有色冶金,2018(2):52-57.
[3]袁祥奕,刘牡丹.“城市矿山”资源特点及资源化现状[J].中国资源综合利用,2017(4):70-73.
[4]张文波,董常平,陈庆根等.超细磨技术在铜金精矿湿法综合回收铜金硫中的应用研究[J].黄金科学技术,2013,(5):67-70.
[5]杨丽梅,李玲,黄松涛,等.离子交换法在镍湿法冶金工艺中的应用进展[J].金属矿山,2009(3):41-45.