有色金屬低溫堿性熔煉理論與方法

1、有色金屬復(fù)雜資源低溫堿性熔煉原理與方法郭學(xué)益，劉靜欣，田慶華，李棟中南大學(xué)冶金科學(xué)與工程學(xué)院，湖南長沙 410083）摘要 ：低溫堿性熔煉是一種有色冶金高效清潔生產(chǎn)方法，可處理復(fù)雜難處理原生資源和二次資源等。根據(jù) 熔煉體系的不同，將低溫堿性熔煉分為直接熔煉、氧化熔煉、還原熔煉三類，闡述了該方法的相關(guān)理論、 發(fā)展概況和研究進(jìn)展，具體介紹了其在鋁灰、廢棄電路板等二次資源回收，鉍精礦、銻精礦、鉛精礦、再 生鉛物料、多金屬復(fù)雜礦冶煉，以及二氧化硅、氧化鋅材料制備等方面的應(yīng)用。研究表明該方法具有金屬 直收率高、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞 ：低溫堿性熔煉；清潔冶金；有色金屬；復(fù)雜資源 中

2、圖分類號： TF81/89 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： AFundamental and approach of low temperature alkalinesmelting in non-ferrous metallurgyGUO Xueyi; LIU Jingxin; TIAN Qinghua; LI DongSchool of Metallurgical Science & Engineering , Central South University, Changsha 410083, China )Abstract: Low temperature alkaline smelting i

3、s an effective cleaner product method in non-ferrous metallurgy, especially in the separation and extraction of complex resources and secondary resources. Low temperature alkaline smelting was divided to direct smelting, oxidizing smelting and reducing smelting according to the different system. The

4、 basic fundamental, development status and applications of this process were introduced and summarized. The recovery of valuable metals from waste printed circuit board (wPCB), aluminum dross, the smelting process of bismuth concentrate, antimony concentrate, lead concentrate, regenerated lead, and

5、complicated metal resources, and the preparation of silicon dioxide and zinc oxide were expounded in detail. Great advantages were indicated, such as high straight yield, environmental protection, energy saving, etc. The broad development prospects of low temperature alkaline melting were provided.K

6、ey words: low temperature alkaline smelting; cleaner metallurgy; non-ferrous metal; complicated metal resources1 引言低溫堿性熔煉是一種綠色冶金方法，由前蘇聯(lián)科學(xué)家 3 . ACep UKO于 W48年提出No.51074190 ；國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目No.20110162110049 ;湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目1基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目No.51234009 ;國家博士點(diǎn)基金資助項(xiàng)目No.11JJ4048作者簡介：郭學(xué)益（ 1966-），男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：

7、有色金屬資源利用及提取 冶金， e-mail:xyguo900 C ）熔煉金屬是指以堿性熔鹽為介質(zhì)，在遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)火法冶金冶煉溫度下（一般不超過 資源， 得到相應(yīng)的金屬單質(zhì)或可溶鹽的過程。 該工藝具有金屬直收率高、節(jié)能環(huán)保、適宜處 理多金屬復(fù)雜資源等諸多優(yōu)點(diǎn)。 近年來，我國冶金學(xué)者推廣了低溫堿性熔煉技術(shù)的應(yīng)用范圍， 具有代表性的是翟玉春等 2-4從硼精礦、紅土鎳礦、粉煤灰等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的資源中制備高純材料，郭學(xué)益等 5,6回收廢棄電路板及鋁灰中的有價(jià)金屬，實(shí)現(xiàn)了二次資源循環(huán)利用，唐謨堂等7,8處理鉛、鉍等硫化精礦、再生鉛物料，取得了良好的效果。低溫堿性熔煉屬復(fù)雜多相反應(yīng)過程， 其熔煉溫度較低，不產(chǎn)生

8、熔融渣， 有液、 固兩相存 在，具有濕法冶金的特性，此外，熔煉過程形成的液態(tài)相包括熔鹽與液態(tài)金屬兩相，又具有 火法冶金特點(diǎn)。2 基本原理得到所需金屬鹽低溫堿性熔煉過程中， 物料與高活性熔融堿在添加劑作用下發(fā)生反應(yīng)， 或單質(zhì)。常見的堿和添加劑為氫氧化鉀、 氫氧化鈉及鉀鹽、鈉鹽， 但由于鉀產(chǎn)品價(jià)格通常遠(yuǎn) 高于鈉產(chǎn)品價(jià)格，一般選用鈉系熔鹽體系。直接熔煉主要被用于從復(fù)雜資源中提取高純材料，如SiO2、ZnO、AI2O3等，氧化熔煉研究集中在鋁灰、 廢棄電路板等含金屬氧化物或單質(zhì)的二次資源的回收利用方面，還原熔煉則主要用于處理鉍精礦、銻精礦、鉛精礦等原生硫化礦或多金屬復(fù)雜礦物。2.1 低溫堿性直接熔煉低

9、溫堿性直接熔煉利用了兩性金屬氧化物及SiO2與堿反應(yīng)生成可溶性鈉鹽的性質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)從成分復(fù)雜的原料中選擇性提取兩性金屬氧化物和SiO2的目的，主要反應(yīng)式如下:MeO+NaOH=Na 2MeO 2+H 2OSiO2+2NaOH=Na 2SiO3+H2O采用堿性熔煉的方法， 可在較低溫度下破壞復(fù)雜礦物結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)礦相重構(gòu)， 同時避免引入雜質(zhì)金屬，使制備得到的材料具有高純度，未參與反應(yīng)的其他成分，F(xiàn)e2O3、 MgO 等，從復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中被釋放，簡化了后續(xù)提取工藝，易于實(shí)現(xiàn)綜合利用。2.2 低溫堿性氧化熔煉低溫堿性氧化熔煉在處理金屬單質(zhì)或合金時，除堿性介質(zhì)NaOH 外還需加入氧化劑NaNO3,在高溫條件下

10、 NaNO3分解過程產(chǎn)生 Na2O、高活性O(shè)及N2、O2, Na?。為反應(yīng)體系 提供一定的堿性，高活性O(shè)快速氧化物料使其進(jìn)一步與堿反應(yīng)，N2、O2的逸出過程對熔體起到了攪拌效果，熔煉過程可能發(fā)生的反應(yīng)如下:5Me+2NaNO 3+8NaOH=5Na 2MeO2+4H2O+N210Me+6NaNO 3+4NaOH=10NaMeO 2+2H 2 O+3N 2氧化熔煉得到的可溶鹽熔點(diǎn)低， 與熔融堿介質(zhì)形成熔鹽相， 可通過水浸與不參與反應(yīng)的固態(tài)相分離。根據(jù)熔煉體系的不同，可將低溫堿性熔煉分為直接熔煉、氧化熔煉和還原熔煉。目前，2.3 低溫堿性還原熔煉低溫堿性還原熔煉不僅可以處理Pb、Bi 、Zn、Cd

11、、Sn、Sb 等低熔點(diǎn)重金屬精礦，對于Cu、Ni 、Co 等高熔點(diǎn)金屬的硫化物原料亦可進(jìn)行分離和富集9。該過程可采用 NaOH 為熔煉介質(zhì)，也可采用更廉價(jià)的 Na2CO3介質(zhì)，熔煉過程中，金屬元素被S2-還原成液態(tài)純金屬或合金，同時捕集貴金屬，硫以Na2S、Na2SO4形態(tài)得以固定，消除了低濃度 SO2排放問題,反應(yīng)方程式如下：4MeS+8NaOH=4Me+Na 2SO4+3Na2S+4H2OZnO 強(qiáng)化4MeS+4Na 2CO 3=4Me+Na 2SO4+3Na2S+4CO2除固硫自還原熔煉外，低溫還原熔煉過程中通常還外加煤粉強(qiáng)化還原或加入 固硫效果， 并加入添加劑 NaCl 降低熔鹽熔點(diǎn)，

12、 增加流動性， 促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行及金屬液沉降 10。還原熔煉得到的液態(tài)金屬單質(zhì)密度大， 聚集于熔體底層， 熔鹽漂浮于表層， 固態(tài)不反應(yīng)物集 中于中間層。 一步熔煉得到的粗金屬中會帶有少量雜質(zhì)， 通過電解精煉等方法處理即可得到 純度較高的產(chǎn)品。3 研究進(jìn)展及應(yīng)用3.1 低溫堿性直接熔煉3.1.1 二氧化硅的提取二氧化硅是許多礦物中的主要成分，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，除游離態(tài)外， 二氧化硅還可包覆、 結(jié)合其他有價(jià)金屬， 形成難提取的復(fù)雜礦物，如蛇紋石（Mg3Si2O5（OH）4）、堇青石（MgzSisAMO 等欖石型硅酸鹽。堿性熔煉過程中，發(fā)生如下反應(yīng)：Mg 3 Si2O 5(OH) 4+4NaOH=3Mg(OH)

13、 2+2Na2SiO3+H2OMg2Si5Al 4O18+14NaOH=2Mg(OH) 2+5Na 2SiO3+4NaAlO 2+H2O礦物中的硅與堿反應(yīng)生成可溶性的硅酸鈉， 而鎂則生成不溶的氫氧化鎂沉淀。 由于多數(shù)礦物中都會含有少量鋁，體系中溶解的SiO2會與鋁酸鈉發(fā)生反應(yīng)，生成水合鋁硅酸鈉，并沉淀析出。因此， SiO2 提取率的高低取決于含硅礦物溶解與鋁硅酸鈉析出的競爭。硼精礦、紅土鎳礦的堿性熔煉提取SiO2實(shí)驗(yàn)均表明，堿礦比為4:1時，550 C是比較適宜的熔煉溫度，而熔煉時間僅需 2030min , SiO?提取率在92%以上，鎳、鐵、鎂等元素在 渣中富集2,3。相對傳統(tǒng)提取工藝對Si

14、O2的丟棄處理，本工藝在不影響其他金屬提取的基礎(chǔ)上開發(fā)了新產(chǎn)品，為有色金屬資源的高附加值綜合利用開辟了一條新途徑。3.1.2 氧化鋅礦熔煉氧化鋅礦是鋅的次生礦， 是硫化鋅礦長期風(fēng)化的產(chǎn)物，成分復(fù)雜， 品位低，冶煉較為困 難，而隨著硫化鋅礦的日益枯竭， 氧化鋅礦利用研究的重要性日益凸顯。 氧化鋅礦的存在形 式主要有菱鋅礦（ZnCO 3）、異極鋅礦Zn 4Si2O7（OH）2 出0卜紅鋅礦等。在堿性熔煉過程中，氧化鋅礦中的有效成分ZnO及PbO、SiO2等有價(jià)成分與堿反應(yīng)生成Na2ZnO2、Na2PbO2、Na2SiO3等可溶鹽，經(jīng)溶出進(jìn)入溶液，再采用分步碳分逐步分離 ZnO、SiO2、PbO,原

15、礦中的鐵、鈣等不與NaOH反應(yīng)，富集于渣中。以堿礦比6:1的比例混合氧化鋅礦和NaOH，在400C條件下熔煉4h后，ZnO提取率可達(dá)82.4%11。除天然氧化鋅礦外， 鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高爐瓦斯灰、 轉(zhuǎn)爐灰、 電爐煙塵及有色金屬高溫冶煉爐煙灰中均含有大量ZnO12，此部分二次鋅資源若不回收利用，將造成大量資源13。目的浪費(fèi)，同時重金屬鋅在生產(chǎn)流程中循環(huán)富集，縮短爐襯壽命，影響正常生產(chǎn)運(yùn)行前采用低溫堿性熔煉方法回收煙灰中氧化鋅的研究正逐步開展。3.2 低溫堿性氧化熔煉3.2.1 鋁灰的回收鋁灰是鋁工業(yè)生產(chǎn)中主要的副產(chǎn)品， 產(chǎn)生于所有鋁發(fā)生熔融的工序， 其總量占鋁生產(chǎn)使 用過程中總損失量的 11

16、2%14-16，主要成分為鋁單質(zhì)或氧化鋁。以含鋁37.5%的鋁灰為原料，按照堿灰比1.3、鹽灰比O.7(NaNO3)或0.4 (Na2O2)配制熔煉體系，在500 C條件下熔煉1.0h,鋁灰中92.7%以上的Al可以NaAIO 2形式得到回收，而 Mg 、 Ca、 Si 等留于渣中與 Al 分離，熔煉過程發(fā)生的反應(yīng)如下：Al 2O3+2NaOH=2NaAlO 2+H2O10Al+6NaNO 3+4NaOH=10NaAlO 2+2H2O+3N 22Al+O 2+2Na2O2+2NaOH=2NaAlO 2+2Na2O+2H2O此外，該方法還可用于生產(chǎn)電解鋁工藝所需的高活性高氟氧化鋁及冰晶石、水玻璃

17、等17，生產(chǎn)過程環(huán)境友好，能耗大大低于傳統(tǒng)工藝，流程短，操作簡單。3.2.2 廢棄電路板的回收電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展大大加速了電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代，上增長最快的垃圾 18，給全球生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的威脅。與此同時，電子廢棄物中蘊(yùn)藏電子廢棄物已成為目前世界著大量的寶貴資源， 是一座重要的 “城市礦山 ”，其主要部件電路板經(jīng)過機(jī)械拆解后，根據(jù)各組份間的物理特性差異， 通過重選、 磁選等技術(shù)分離富集，可得到富含各類重金屬及貴金屬的多金屬富集粉末， 該粉末成分復(fù)雜，含量波動范圍大， 回收率低 19,20 。常規(guī)技術(shù)分離回收污染嚴(yán)重， 金屬利用低溫堿性熔煉技術(shù)，在低于500 C條件下熔煉,Pb、 Sn 及

18、其他兩性金屬在氧化條件下與熔融堿反應(yīng)，形成低熔點(diǎn)可溶性鹽存在于熔體，而銅及貴金屬不與堿反應(yīng)、不熔化，以固態(tài)渣形式存在。通過水浸出，兩性金屬于溶液部分富集，稀釋溶液調(diào)節(jié)pH 即可分步回收兩性金屬，溶液濃縮后可實(shí)現(xiàn)堿的循環(huán)利用；固態(tài)渣則為富集體，通過高效溶出后分步提取 21。熔煉過程中的主要反應(yīng)為：Cu、 Au 、 Ag 以及鉑族金屬的5Sn+4NaNO3+6NaOH=5Na 2SnO3+3H2O+2N25Pb+2NaNO3+8NaOH=5Na 2PbO4+4H2O+N23左右，400C熔以主要成分為 Cu 50.02%、Fe 3.96%、Sn 20.03%、Pb15.90%、Zn 6.11%、S

19、b 3.98%的廢棄電路板多金屬富集粉末為研究對象，探索實(shí)驗(yàn)表明，在堿料比加入量為煉90min后，通過水浸出，該方法可回收電路板中95%以上的Sn, 90%左右的Pb,此外,電路板中含量較少的 Zn 、Al 反應(yīng)率高達(dá) 98%以上，而 Cu 與貴金屬不參與反應(yīng)，在渣中富 集，達(dá)到了深度分離有價(jià)金屬的目的。此方法流程短，成本低，有效避免了傳統(tǒng)電路板處理 方法中二次污染嚴(yán)重、有價(jià)元素回收率低等缺點(diǎn)。由于具有良好的資源化效果、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)可行性及工業(yè)應(yīng)用前景,低溫堿性氧化熔煉處理陽極泥、分銀渣、含錫渣及其他二次資源的研究也正在陸續(xù)開展22。3.3 低溫堿性還原熔煉3.3.1 鉍精礦冶煉傳統(tǒng)的鉍精礦

20、冶煉分為濕法和火法：濕法投資大、成本高，生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量廢渣和廢水，污染嚴(yán)重；火法主要采用反射爐還原熔煉，13001350 C條件下與煤粉、鐵屑等還原劑混合熔煉10h以上，能耗大，且產(chǎn)出大量低濃度 S02污染環(huán)境。低溫堿性煉鉍工藝以 NaOH或Na2CO3為主要熔煉體系，在 600900C條件下熔煉，一步熔煉產(chǎn)出粗鉍，進(jìn)而球磨爐渣 和锍,浸出回收鈉鹽 23,反應(yīng)如下:4Bi2S3+24NaOH=8Bi+3Na 2SO4+9Na2S+12H2O4Bi2S3+12Na2CO3=8Bi+3Na2SO4+9Na2S+12CO2以Bi含量約19.8%的鉍精礦為原料，在NaOH-Na2CO3熔鹽體系中進(jìn)行

21、固硫自還原熔煉, 在wNaOH : wNa2CO3=20: 133、堿過量系數(shù)為1.64、熔煉溫度780830C、熔煉時間1.5hNaOH 或條件下，鉍的直收率可達(dá) 96.5%，粗鉍品位為 98%；加碳強(qiáng)化還原后， 鉍直收率提升至 98.9%，粗鉍品位 97.7%。此外，鉍精礦中常混有一定量的輝鉬礦，在熔煉過程中亦可與N a 2CO 3反應(yīng)，生成易溶于水的鉬酸鈉，浸出后從溶液部分回收鉬。此方法經(jīng)過一步低溫熔煉便可達(dá)到既生成粗秘又回收鉬的效果，大幅度降低了鉍的冶SO2 煙氣的污染，對鉍冶煉技煉溫度，節(jié)約了大量能源，原料中的含鈹?shù)V物在低溫堿性熔煉中結(jié)構(gòu)不會被破壞，全部留 在浸出渣中,不會對水體造成

22、污染,同時徹底消除了低濃度術(shù)的進(jìn)步具有重大意義 24。3.3.2 銻精礦冶煉金屬銻與鉍同為 VA 族元素，化學(xué)性質(zhì)相似，傳統(tǒng)冶煉方式基本一致。目前，銻生產(chǎn)的主要方法為鼓風(fēng)爐揮發(fā)熔煉法，熔煉溫度高(> 1 200 C ),低濃度SO2煙氣排放量大且難處理,操作條件惡劣，嚴(yán)重制約了銻工業(yè)的發(fā)展 25。銻精礦的低溫堿性熔煉過程在 Na2CO3-NaCI熔鹽體系中進(jìn)行，通過加入 C或CO強(qiáng)化還 原，同時加入ZnO在產(chǎn)出金屬銻的同時實(shí)現(xiàn)碳酸鈉的再生，即Na2CO3在低溫堿性熔煉前后化學(xué)形態(tài)保持不變， 此外，ZnS的形成避免了 Na2S與Sb2S3生成銻锍降低金屬銻的直收率，反應(yīng)式如下：2Sb2S3

23、+6ZnO+3C=4Sb+6ZnS+3CO 2Sb2S3+3Na2CO3+3CO=2Sb+3Na 2S+6CO2Na 2S+ZnO+CO 2=Na 2CO 3+ZnS以含銻量 37.21% 的硫化銻精礦為研究對象，配制銻精礦-NaCl-Na 2CO3質(zhì)量比為 1： 4.5:6混合體系，在850 C條件下熔煉1 h，銻的平均直收率高達(dá)84.42%，粗銻品位為 86.66%。該工藝解決了傳統(tǒng)銻冶煉過程能耗高、污染重的問題，同時通過ZnO的加入，使得熔鹽在熔煉中不發(fā)生物相變化，可循環(huán)使用，降低了生產(chǎn)成本。3.3.3 鉛精礦冶煉及再生鉛回收鉛精礦的低溫堿性熔煉研究起步最早， 目前已形成較完整的熔煉體系

24、， 其基本反應(yīng)如下：4PbS+8NaOH=4Pb+Na 2SO4+3Na2S+4H2O2PbS+2Na2CO3+C=2Pb+2Na2S+3CO2將 NaOH 與鉛精礦按質(zhì)量比 0.71.0 混合后加入電爐，一步熔煉得到粗鉛，9798%的貴金屬及 Bi 富集到粗鉛中， Cu、 S、 As、 Sb 等進(jìn)入堿浮渣，采用濕法處理綜合回收，同時 實(shí)現(xiàn)堿再生 26。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，在氧化性氣氛下對PbS 進(jìn)行堿性熔煉依然可以得到粗鉛27 ，具體反應(yīng)如下：2PbS+3O2+4NaOH=2Pb+2Na 2SO4 +2H 2O以主要成分為 Pb 70.1%、 Fe 6.1%、 Zn 2.8%、 S15.0%、

25、 SiO2 0.8%的鉛精礦為原料，經(jīng)過堿性熔煉后， 鉛直收率為 94.1%，粗鉛品位高于 98%，無需脫銅即可進(jìn)行電解精煉； 且低溫操作減少煙氣排放約 95%，改善了操作條件 28 。在此基礎(chǔ)上， 中南大學(xué)公開了再生鉛低溫堿性熔煉的專利技術(shù)，處理廢舊鉛酸蓄電池等各類含鉛二次資源。以 NaOH 為熔煉介質(zhì)，以 PbS 或其他硫化物為還原劑，將再生鉛原料中的 PbO、PbO2、PbSO4 等還原成金屬鉛，熔煉溫度由一般再生鉛生產(chǎn)的13501500C 降到600700C，鉛回收率可達(dá) 95%以上，且不需外加還原煤、石英砂等添加劑，不產(chǎn)生SO2,消除了鉛蒸氣和鉛塵污染， 實(shí)現(xiàn)了廢水零排放。 以色列學(xué)

26、者 E.V. Margulis 29采用類似方法得到了相同結(jié)果。3.3.4 多金屬復(fù)雜礦的處理自然界中，金屬礦床大多伴生在一起，特別是我國的有色金屬礦產(chǎn)，多金屬共生，礦相結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重、貴金屬與稀散金屬共存，如鉛鉍銀復(fù)雜硫化礦等，其中的Pb、Zn、Ag 、Bi、 Mo 等都均具有較高的利用價(jià)值，但其冶煉工藝復(fù)雜，各類傳統(tǒng)冶煉方法均無法全面提 取其中的有價(jià)金屬 30?，F(xiàn)有方法在處理這些礦石時，首先經(jīng)過破碎、浮選生產(chǎn)出普通精礦，31，生產(chǎn)流程長，工藝復(fù)雜。再采用傳統(tǒng)的火法濕法聯(lián)合工藝，依次提取有價(jià)金屬由于地質(zhì)形成過程的影響，有色金屬礦產(chǎn)多為硫化礦，在堿性熔煉處理多金屬復(fù)雜礦過程中，高濃度離子化的鈉與

27、礦物中的硫結(jié)合形成Na2S,與Cu、Fe等金屬的硫化物形成低熔點(diǎn)冰銅，破壞了原礦結(jié)構(gòu)，Pb、 Bi 等被還原為液體金屬，從硫化礦中游離出來，同時捕 集貴金屬形成合金， 采用浮選法、磁選法、電解精煉等方法處理該合金，回收其中的有價(jià)金 屬，最終實(shí)現(xiàn)有價(jià)成分的綜合利用。徐盛明等 32采用低溫堿性熔煉處理含銀鉛精礦， 擴(kuò)試結(jié)果表明 Pb、 Ag 的直收率分別高 于96%和92%，粗鉛含Pb約98%、含Ag約1%;楊建廣等33,34等在不高于800C溫度條件 下處理含鈹硫化鉍鉬礦， Bi 直收率可達(dá) 99% ，其中的 Mo 可回收 97%左右，鈹?shù)V物結(jié)構(gòu)未 被破壞，不會對環(huán)境造成污染；楊天足等35開展了

28、脆硫鉛銻礦無污染冶煉工藝研究， 在980 C條件下，添加煤粉熔煉 60min，得到Pb、Sb及貴金屬合金，Zn、In等伴生金屬元素進(jìn)入渣相被富集，硫全部以 Na2S 形式被固定在熔煉渣中。實(shí)驗(yàn)表明，低溫堿性熔煉在多金屬復(fù)雜 礦的處理方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢和良好的發(fā)展前景。4 存在問題盡管低溫堿性熔煉技術(shù)在各類有色金屬復(fù)雜資源處理方面的前期研究取得了良好的效果，但作為一個全新的領(lǐng)域， 其基礎(chǔ)理論研究幾乎全是空白， 相關(guān)的科學(xué)問題尚不清楚， 如：1）低溫堿性熔煉過程熔體性質(zhì)和相關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)；2）低溫堿性固硫還原熔煉過程中重金屬硫化物、 氧化物及液態(tài)單質(zhì)金屬的界面行為和演變規(guī)律；3）低溫堿性氧化熔煉過程

29、中兩性金屬氧化物、 鈉鹽以及對貴金屬和銅等金屬的界面行為和演變規(guī)律；4）低溫堿性熔煉過程中多金屬元素的動力學(xué)特征與調(diào)控機(jī)制。 因此，迫切需要開展系統(tǒng)深入的基礎(chǔ)理論研究，建立低溫堿性熔煉過程的理論體系， 確立有色金屬復(fù)雜資源處理新方法， 為有色金屬復(fù)雜資源的低溫清潔冶金及二次資源中有價(jià)金屬提取回收提供理論依據(jù)。此外，目前尚沒有專門適用于低溫堿性熔煉的大型冶煉設(shè)備，制約了該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。5 結(jié)語系列研究表明，低溫堿性介質(zhì)是一種高化學(xué)活性與高濃度離子化介質(zhì)，具有低蒸汽壓、高沸點(diǎn)、流動性好等優(yōu)良物化特性，以及優(yōu)異的反應(yīng)/分離特性，可極大地強(qiáng)化傳質(zhì)、傳熱在復(fù)雜資源處理和資過程， 促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。低溫堿性

30、熔煉具有低溫節(jié)能、清潔高效等特點(diǎn)， 源綜合利用方面， 展示了良好的應(yīng)用前景， 對有色冶金行業(yè)的清潔生產(chǎn)有重大意義。 但其研 究發(fā)展時間還較短， 相關(guān)基礎(chǔ)研究缺乏， 制約了其推廣應(yīng)用， 相關(guān)生產(chǎn)用設(shè)備也有待研究開 發(fā)，這些方面還有待冶金界同行、 相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的協(xié)作攻關(guān)， 以及政府及行業(yè)相關(guān)部門的大 力支持。參考文獻(xiàn)1 A. Q.山y(tǒng)c Tp OB .A. Mau eHk Low temperature process of lead extraction in accumulator battery serapsep arationJ.U,b e thh e m e m a 貝斤25., 199

31、9, (8): 222 呂曉妹，段華美，翟玉春，等.堿熔法從硼精礦中提取硅的研究J.材料導(dǎo)報(bào)B:研究篇，2011, 25(12):8-11.345牟文寧, 翟玉春, 劉巖. 采用熔融堿法從紅土鎳礦中提取硅 J. 中國有色金屬學(xué)報(bào) ,2009, 19(3): 570-575. 吳艷 , 翟玉春 , 李來時 , 等 . 新酸堿聯(lián)合法以粉煤灰制備高純氧化鋁和超細(xì)二氧化硅J. 輕金屬，2007(9):24-27.郭學(xué)益 , 田慶華 , 石文堂 , 等 .一種從印刷電路板中回收有價(jià)金屬的方法2010-02-09.: 中國 , CN101787547 AP.7789郭學(xué)益，李菲，田慶華 . 二次鋁灰低溫堿

32、性熔煉研究 J. 中南大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ), 2012, 43(3): 10-12. 唐謨堂 , 彭長宏 , 肖劍飛 , 唐朝波 , 唐謨堂 , 唐朝波 ,楊聲海 , 等. 再生鉛的冶煉方法 : 中國 , ZL99115369. 3P. 1999-05-13. 唐謨堂 , 等 . 硫化鉍精礦低溫堿性熔煉新工藝研究 陳永明 , 等. 一種很有前途的低碳清潔冶金方法J.礦冶工程,2009, 29(5):82-85.-重金屬低溫熔鹽冶金 J. 中國有色冶101112金, 2010, (4):49-53.葉龍剛，唐朝波，唐謨堂 , 等. 硫化銻精礦低溫熔煉新工藝 J.陳兵沖曉毅，顧惠敏，等.堿焙

33、燒法由氧化鋅礦提取ZnOJ.化工學(xué)報(bào),2012,63(2): 658-661.佘雪峰 , 薛慶國 , 董杰吉 ,等. 鋼鐵廠典型粉塵的基本物性與利用途徑分析 J. 過程工程學(xué)報(bào) , 2009, 6: 7-12.中南大學(xué)學(xué)報(bào) , 2012,43(9):3338-3343.13 姚金甫 , 何平顯 , 田守信 , 等. 寶鋼煉鋼塵泥再生利用的工藝試驗(yàn)研究 J. 寶鋼技術(shù) , 2008, (3): 33-36.14 R. Quinkertz, G . Rombach, D. Liebig. A scenario to optimise the energy demand of aluminium p

34、roduction depending on the recycling quotaJ. Resources, Conservation and Recycling, 2001, 33(3):217-234.15 Tan, R. B. H, Khoo, H. H. An LCA study of a primary aluminum supply chainJ. Journal of CleanerProduction,2005,13(6): 607-618.16 M.C. Shinzato, R. Hypolito. Solid waste from aluminum recycling p

35、rocess: characterization and reuse of its economically valuable constituentsJ. Waste Management, 2005, 25(1): 37-46.17 冀樹軍, 李菲, 郭學(xué)益 , 等. 用鋁灰連續(xù)生產(chǎn)鋁電解原料高氟氧化鋁及冰晶石和水玻璃的方法 CN101823741A P. 2010-02-03.: 中國 ,18 European Environment Agency. Waste from Electrical and Electronic Equipment, Quantities Dangerous

36、Substances and Treatment Methods, EEA, Copenhagen, 2003.19 Veit H M, Diehl T R ， Salami A P, et al. Utilization of magnetic and electrostatic separation in the recycling of printed circuit board scrap J. Waste Management, 2005, (25): 67-74.20 Brand H, Bosshard R, Wegmann M. Computer-munching microbe

37、s: metal leaching from electronic scrap by bacteria and fungi J. Hydrometallurgy, 2001, (5): 319-326.21 劉靜欣 , 田慶華 , 程利振 , 等. 低溫堿性熔煉在有色冶金中的應(yīng)用 J. 金屬材料與冶金工程， 2011，39(6): 26-30.22 張榮良，丘克強(qiáng) . 從含錫渣中提取錫制取錫酸鈉的研究 J. 礦冶 , 2008, 17(1): 34-37.23 唐朝波，唐謨堂，肖劍飛,等.一種低溫堿性熔煉鉍精礦提取鉍的方法：中國,CN101289710A P. 2008-10-22.肖劍飛 . 硫化鉍精礦低溫堿性熔煉新工藝研究 D. 長沙: 中南