镍钴湿法冶炼技术的污染问题处理及优化建议

镍钴湿法冶炼技术的污染问题处理及优化建议

杨小辉

中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司  山东 济南 250102

摘要：近年来，随着环境污染问题越来越严重，国家政府对镍钴冶炼行业的污染治理给予了高度重视。先后制定了一系列镍钴冶炼行业的污染物排放标准、污染物防控措施，这就需要对镍钴冶炼技术进行优化调整，加强镍钴冶炼过程中的污染物净化处理力度。工业的飞速发展为人们的生产生活带来了极大的方便，但是也对环境造成了严重的污染，对废水的净化处理是当下国家建设的重要任务，影响着社会的可持续发展，关乎着亿万人民的生命安全。因此对镍钴的冶炼工艺进行简单的阐述分析，从多个角度入手对镍钴冶炼中的污染物处理技术进行分析探讨，并提出一些合理的建议，为以后的镍钴湿法冶炼污染物治理工作提供了重要的理论指导。

关键词：镍钴；湿法冶炼；污染问题

最近几年，人们的环保意识逐渐增强，国家政府也对厂矿企业制定了严格的环保评测标准。镍钴湿法冶炼中会产生大量的废水，废水中存在很多镁、砷、钙、硫酸盐、氯化钠等重金属元素，如果将这些废水直接排放到自然界中，必然会对土壤造成严重的破坏，久而久之土地会出现盐碱化，导致植物无法生存，对人们的生存造成极大的威胁。因此对钴镍湿法冶炼中的废水进行净化处理就显得尤为重要。

1镍钴湿法冶炼工艺分类

1.1硫化型矿物的湿法冶金工艺

如今镍钴矿的冶炼加工以湿法冶炼为主，镍钴产品具体包括镍钴金属盐、电积镍、电积钴、四氧化三钴、三元材料前驱体等等。镍钴金属盐通常使用电积方法获取；四氧化三钴一般采用碳沉+煅烧/喷雾方法获取。虽然当下镍钴湿法冶炼技术已经相当成熟，但是不可否认的是：镍钴提炼过程中会产生很多污染物，诸如重金属污染、废酸、废渣、有机溶剂等等。

1.2红土镍矿业冶炼工艺

红土镍矿主要分为两种：第一种是褐铁矿型；第二种是硅镁镍矿型。第一种镍矿最适合使用湿法冶炼技术，常规的操作流程为：高压酸浸——除铁——镍钴硫化——酸溶——萃取——除杂质——电积等。在具体的冶炼加工过程中，难免出现废水、废酸、废渣等污染物，其中废水一般出现在萃取、镍蒸发结晶环节中；废酸一般出现在电积环节，污染因子包括重金属、COD等等。如果这些污染物没有得到净化处理，直接排放到自然界中，将是一场可怕的灾难。

2镍钴湿法冶炼中的污染物类型及处理方法

众所周知，镍钴湿法冶炼的工艺比较复杂，产生的污染物也多种多样，具体包括废水、废气、废酸、废渣、有机溶剂等等，具体的处理工艺如下所示：

2.1废水处理

镍钴湿法冶炼需要大量的水资源，这种水资源经过使用之后，就会携带很多污染物，就变成了废水。废水主要包括选矿废水、萃取废水、车间冲洗水等几种类型，废水中通常含有大量的金属离子、COD等等，其中COD的主要元素是选矿表面活性剂、酸性萃取剂、小分子有机物等等。在废水处理过程中，通常使用斜板、气浮、离心分离法清除废水中的悬浮物质和小分子有机物，然后利用活性炭、反渗透膜来清除废水中的重金属离子和无机酸。并借助多效蒸发、MVR、浓缩技术有效提取废水中的资源，确保废水达到排放标准。

与此同时，在钴镍湿法冶炼中会产生大量的氨氮废水，具体包括钴镍氨皂萃取废水、前驱体废水、碳沉氨氮废水等等。在净化处理过程中，人们通常向废水溶液中加入碳酸铵，使废水中产生絮状沉淀，通过加热煅烧的方法生成四氧化三钴；三元正极材料前驱体加工时会产生很多氨氮废水，这种废水中的主要污染物是氨氮物质和重金属元素，是废水处理工艺的重点对象。

2.2废气处理

镍钴湿法冶炼过程中会产生酸雾、氯气、氨气、含硫烟气等气体，这些气体不仅会对人体造成极大的伤害，还会对环境造成严重的污染。假如镍钴矿石中含有硫元素，那么在冶炼过程中必然会产生含硫的废气。湿法冶炼中废气的主要成分包括矿粉、CO2、CO1、硫化气体等等。在废气净化处理过程中，人们通常会采取布袋收尘、电除尘等方法清除废气中的固体物；接下来使用水、酸溶液、碱性溶液、活性炭等方法将废气中的重金属元素、硫元素、二氧化碳、一氧化碳过滤出来，变成废水或者废渣。如果废气中含有VOC，那么就需要使用活性炭、填料塔、冷凝设备来进行净化处理，如果VOC的浓度超过了一定界限，还需要使用等离子体实施氧化、降解处理。在净化吸收废气中的含硫物质时，需要按照除尘、气体吸收、尾气处理的方法，将收集的废气传输到选矿系统当中，进行集中处理。

2.3废渣处理

镍钴湿法提炼过程中难免会出现很多废渣，诸如矿石筛选、浸出渣、废水处理、萃取废水、料液深度除油等各个环节都会产生很多废渣。如果废渣中的金属物质比较多，且商业价值比较高，就需要采用电化学、沉淀吸附、萃取等方法有效回收金属物质；假如废渣中的金属含量较少且商业价值较低，通常采用玻璃化、固载化方法将金属离子变成稳定性强、污染指数小的物质，并埋到深层土壤之中。废渣中的钙元素和镁元素一般都比较少，一般会应用在非住宅性建筑材料当中，也可以输送到尾矿库中实施集中处理。沉淀下来的有机物通常采用焙烧、煅烧的方法，使得有机物得以分解，实现资源再利用，也可以直接埋在深层土壤之中。

2.4废酸净化处理

镍钴湿法冶炼过程中会用到很多盐酸和硫酸，诸如电积车间废电积液、火法工艺中烟气吸收等环节，都会产生附属品——酸性废液。一般情况下，纯度较高的硫酸、盐酸不需要处理，那些含有大量重金属离子的混合酸性溶液就必须进行净化处理，不然的话必然会对钴镍提炼工艺产生不利影响。在实际操作过程中，人们通常会使用化学沉淀法清除废酸中的重金属离子，将酸性溶液的pH值调整成中性，并与高盐废水融合在一起。为了有效杜绝酸性溶液的浪费问题，有的企业会使用离子交换、渗透膜技术来清除废酸中的重金属元素，并利用扩散离析、膜吸收等方法回收酸性溶液。

2.5有机溶剂的净化处理

镍钴湿法冶炼过程中会产生有机溶剂，其核心成分主要有两种：一种是萃取有机相；另一种是萃取过程中形成的第三相。这种有机物的结构一般都比较稳定，常规的生化法难以起到良好的净化效果。对于商业价值比较低的有机溶剂，人们通常会对有机溶剂进行煅烧处理，有效分解有机物；对于商业价值比较高的有机溶剂，人们一般使用蒸馏法进行综合回收。

在实际运作过程中，人们会将有机溶剂导入焚烧炉中进行煅烧处理，使得有机物分解成二氧化碳和水，然后借助废气处理系统进一步清除有机溶剂中的有害物质，经过净化处理的固体残渣，一般会埋在深层土壤当中，有效避免有机溶剂对环境造成污染。

3结束语

镍钴在工业领域中的应用十分广泛，是重要的战略资源之一。镍钴的冶炼工艺比较复杂、污染物种类繁多，而且污染物处理难度大，对镍钴冶炼加工产业的发展产生了极大的不利影响。为了有效解决这一问题，相关企业就需要从废水、废气、废渣、废酸、有机溶剂等多个层次入手，做好污染物净化处理工作，制定严格合理的污染物处理标准，减少污染物对环境的污染，有效维护广大人民的核心利益，保证镍钴冶炼与人类社会的协调发展。

参考文献

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[3]韩俊伟,焦芬.废旧镍钴锰电池回收工艺及污染控制概述[J].矿冶工程,2021(10):15.