復(fù)雜多金屬物料清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化

1復(fù)雜多金屬物料清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化該項目針對復(fù)雜多金屬物料的清潔提取、高效分離與高值化利用及其附帶的環(huán)境污染等難題，出技術(shù)、多金屬煙塵濕法提取銅鋅技術(shù)、多金屬爐渣及煙塵生產(chǎn)精錫及銻鉛合金技術(shù)，以及鎳、鈀、金、銀等金屬一站式綜合回收及其高值化利用技術(shù)，其技術(shù)難度大、體系復(fù)雜，技術(shù)重現(xiàn)性好、成熟度高，生產(chǎn)成本低，環(huán)境效益好，對推動再生有色金屬行業(yè)的技術(shù)進步具有重要的工程示范作用。依托該技術(shù)成果，江西自立環(huán)?？萍加邢薰窘ǔ闪四晏幚?8萬噸含銅廢物、生產(chǎn)13.5萬潤7.28億元，新增稅收18.23億元，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。目前該技術(shù)正全面推廣應(yīng)用：安徽杭富固廢環(huán)保有限公司自2015年9月開始建設(shè)年處置含銅危廢30萬噸和年生產(chǎn)粗銅合金3萬噸生產(chǎn)線；泰興申聯(lián)環(huán)?？萍加邢薰咀?016年4月開始建設(shè)年處置含銅危險固體廢物40萬噸和年生該項目成果獲得發(fā)明專利7項，實用新型專利33項，發(fā)表相關(guān)論文10多篇。該項目有效提升了我國對含多種金屬、品位的復(fù)雜物料處理的清潔生產(chǎn)水平，大幅提高了資源利用率，降低了環(huán)境污染，對我國有色金屬工業(yè)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。對照國家科學(xué)技術(shù)獎授獎條件，推薦申報國家科項目簡介年含有色金屬的廢泥、廢渣和各類煙灰等達到1100萬噸，預(yù)計2020年的產(chǎn)生量將達到4800萬噸，而這類廢料被資源化利用的不到10％，其余的多被填埋處置，不僅浪費了大量的有色金屬資源，而且嚴重地污染了土壤和地下水資源。即使已被資源化利用的這10％左右的廢料，由于其來源廣、成分復(fù)雜，目前大多數(shù)企業(yè)只回收其中的一種或兩種含量較高、經(jīng)濟價值高的有價金屬，因此迫切需要研發(fā)技術(shù)先進、經(jīng)濟可行的、專門針對這種成分復(fù)雜、品位低的金屬物料實行一站式綜合回收的在國家發(fā)展和改革委員會及工業(yè)和信息化部“產(chǎn)業(yè)振興和技術(shù)改造”項目和國家自然科學(xué)基金項目等支持下，江西自立環(huán)?？萍加邢薰九c清華大學(xué)、昆明理工大學(xué)、江西理工大學(xué)和蘭溪自立（1）復(fù)雜多金屬廢料火法-濕法聯(lián)合生產(chǎn)技術(shù)：包括底部側(cè)吹回收銅、鋅、錫、鉛和低品位陽極板直接電溶造液與電解精煉生產(chǎn)陰極銅技術(shù)；2出液直接電積產(chǎn)出陰極銅和含錫、鉛、銻、鐵、硅、鈣的浸出渣送電爐配料生產(chǎn)粗錫合金的技術(shù)；并針對廢雜白銅和高硅鈷白合金的常壓氧化浸出、混酸浸出和電化學(xué)浸出工藝等進行了相關(guān)的基礎(chǔ)（3）多金屬煙塵濕法提取銅鋅技術(shù)：發(fā)明了一種降低冶煉煙灰酸浸渣中鋅、銅含量的方法，并采用N902萃取銅和P204萃取鋅的二段萃取法生產(chǎn)電積銅及電積鋅；（4）多金屬爐渣及煙塵生產(chǎn)精錫及銻鉛合金（5）鎳、鈀、金、銀等金屬回收及其高值化利用技術(shù)：發(fā)明了從冶煉煙灰中回收生產(chǎn)電解鋅粉和鉛粉的工藝，研發(fā)了用粗制硫酸鎳的萃取凈化-電積生產(chǎn)金屬鎳、液相還原法生產(chǎn)超細鎳粉、銅粉該項目共申請專利40項，其中發(fā)明專利7項，實用新型專利33項。依托該項目的技術(shù)成果，建設(shè)了年處理28萬噸含銅廢物、生產(chǎn)13.5萬噸陰極銅和年提煉貴金屬25噸的生產(chǎn)線。同時，該技入380.12億元，新增利潤7.28億元，新增稅收18.23億元，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。此外，該技術(shù)正在安徽杭富固廢環(huán)保有限公司和泰興申聯(lián)環(huán)?？萍加邢薰鹃_始推廣應(yīng)用。該項目成果推廣后，將全面提升我國對含多種金屬元素的冶煉渣、冶煉煙灰、含金屬污泥等低品位物料的綜合利用，大幅提高各種金屬元素的回收率，降低環(huán)境污染，對我國有色金屬工業(yè)真正實現(xiàn)循環(huán)利用和資源化利用具有戰(zhàn)略意義?？陀^評價1、技術(shù)創(chuàng)新性與先進性針對含銅、錫、銻、鎳、金、銀、鉑、鈀等多金屬復(fù)雜物料（如各類廢冶煉渣、含金屬污泥、煙灰等），該項目開發(fā)了多項清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，包括復(fù)雜多金屬廢料火法-濕法聯(lián)合生產(chǎn)技術(shù)、陽以及鎳、鈀、金、銀等金屬回收及其高值化利用技術(shù)，項目取得了30多項中國發(fā)明專利和實用新型專利，解決了復(fù)雜多金屬物料的清潔提取、高效分離與高值化利用及其附帶的環(huán)境污染問題。該項目研發(fā)了“復(fù)雜多金屬廢料火法-濕法聯(lián)合生產(chǎn)技術(shù)”，即首先將含銅、錫、銻等多金屬廢料還原熔煉為含Cu70%的粗銅，隨即澆鑄成銅陽極板，采用低電流密度直接進行電解生產(chǎn)陰極銅，而不采用傳統(tǒng)的火法精煉-陽極板-電解精煉工藝。粗銅直接電解雖犧牲了一部分電流效率，但卻為后續(xù)的從陽極泥中大幅度提高錫、鉛、銻的金屬回收率奠定了條件。該項目研發(fā)了“陽極爐渣氧壓浸出技術(shù)及其他含銅物料的提取新方法”，其主要特點是陽極爐渣加壓氧浸段的酸浸液直接進入銅電解系統(tǒng)以維持銅電解系統(tǒng)的銅離子平衡，廢電解液直接返回加壓氧浸段。與選用還原爐處理氧化銅渣生產(chǎn)粗銅的國內(nèi)外企業(yè)相比，該工藝具有生產(chǎn)成本低、環(huán)境好、工藝流程短、金屬回收率高（銅、鎳的浸出率分別為99.8%和98.4%,電解銅回收率99.8%）、勞動強度低、自動化程度高等優(yōu)點，并為處理其他含銅物料提供了范例。該項目研發(fā)了“多金屬煙塵濕法提取銅鋅技術(shù)”，即采用常溫浸出、N902萃取銅和P204萃取鋅3的二段萃取法工藝，分別生產(chǎn)電積銅及電積鋅。該工藝的特點是用萃取法甩掉了除氟、除氯工序，避免了電積鋅過程中的燒板現(xiàn)象，電流效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好。該項目研發(fā)了“多金屬爐渣及煙塵生產(chǎn)精錫及銻鉛合金技術(shù)”，即氧壓浸出渣再經(jīng)電爐熔煉生產(chǎn)粗錫鉛合金，而該合金經(jīng)真空分離產(chǎn)出鉛銻合金和粗錫，粗錫在硫酸鹽體系中精煉出精錫。該工藝具有流程短、成本低、環(huán)境污染小、金屬回收率高（鉛錫合金金屬回收率＞99精錫中Pb<％）該項目研發(fā)的“鎳、鈀、金、銀等金屬回收及其高值化利用技術(shù)”，可以制備出單分散的平均粒徑為200～300nm超細鎳粉等特種金屬粉體，為有色金屬二次資源的高值化利用提供了技術(shù)支撐。該項目處理后的棄渣含銅小于0.2％，含錫小于0.13％，含鉛小于0.08％，含鋅小于0.4％，資源綜合利用率大大提高。棄渣中重金屬含量減少，且以固定態(tài)存在，不會造成二次環(huán)境污染。2015年10月17日，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會在北京組織專家對江西自立環(huán)?？萍加邢薰竞颓迦A大學(xué)等4單位共同完成的“復(fù)雜多金屬物料清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化”項目進行了科技成果評價，一致認為該項目的整體技術(shù)達到國際先進水平，并被評為中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎一等獎。2、應(yīng)用效果及其對行業(yè)科技進步的作用依托該項目的技術(shù)成果，江西自立環(huán)?？萍加邢薰窘ㄔO(shè)了年處理28萬噸含銅廢物、生產(chǎn)13.5萬噸陰極銅和年提煉貴金屬25噸的生產(chǎn)線，同時，該技術(shù)成果也在蘭溪自立銅業(yè)有限公司得到很好該項目的“復(fù)雜多金屬廢料火法-濕法聯(lián)合生產(chǎn)技術(shù)”分別推廣應(yīng)用于安徽杭富固廢環(huán)保有限公司和泰興申聯(lián)環(huán)?？萍加邢薰?，前者正在建設(shè)產(chǎn)線；后者正在建設(shè)年處置含銅危廢40萬噸和年生產(chǎn)粗銅合金4萬噸生產(chǎn)線。江西自立環(huán)?？萍加邢薰净谠擁椖考夹g(shù)的成功實施與推廣應(yīng)用，已獲批設(shè)立了“江西省有色金屬再生利用工程技術(shù)研究中心”、“江西省有色金屬綜合利用工業(yè)設(shè)計中心”和“江西省博士后創(chuàng)新實踐基地”，為江西省和全國有色金屬固廢處理行業(yè)的技術(shù)升級和人才培養(yǎng)提供了軟硬件支推廣應(yīng)用情況該項目的科技成果已申請專利40項（其中發(fā)明專利7項，實用新型專利33項），發(fā)表科技論文10余篇。依托該項目的技術(shù)成果，江西自立環(huán)?？萍加邢薰窘ㄔO(shè)了年處理28萬噸含銅廢物、生產(chǎn)13.5萬噸陰極銅和年提煉貴金屬25噸的生產(chǎn)線，同時，該技術(shù)成果也在蘭溪自立銅業(yè)有限公億元，新增稅收18.23億元。此外，該技術(shù)正在安徽杭富固廢環(huán)保有限公司和泰興申聯(lián)環(huán)?？萍加邢薰鹃_始推廣應(yīng)用。取得了良好的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，有力推動了本領(lǐng)域的科技進主要知識產(chǎn)權(quán)證明目錄4法736法226359372葉標\寧建平\王偉\趙主要完成人情況1、路永鎖，排名第1，江西自立環(huán)?？萍加邢薰?，總工程師。江西自立環(huán)?？萍加邢薰镜目偣こ處?，是授權(quán)專利“一種含銅鎳熔煉渣高壓氧浸濕法處理生產(chǎn)陰極銅的工藝（ZL201210312135.2）等專利的主要發(fā)明人。對低品位含銅物料的火法－濕法聯(lián)合處理技術(shù)和含銅、陽極渣的氧壓浸出和鋅煙灰浸出－萃取凈化－電積等關(guān)鍵技術(shù)有創(chuàng)新性貢獻。2、徐盛明，排名第2，清華大學(xué)，研究員清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院化學(xué)工程與技術(shù)專業(yè)博士生導(dǎo)師，并掛職江西理工大學(xué)副校長。作為項目負責(zé)人，承擔完成了國家自然科學(xué)基金項目項目“鎳鈷廢料的清潔循環(huán)過程及其相關(guān)新方法、多金屬煙塵濕法提取銅鋅技術(shù)和鎳、銦、金、銀等金屬回收及其高值化利用等技術(shù)創(chuàng)新性3、葉標，排名第3，江西自立環(huán)?？萍加邢薰?，董事長5江西自立環(huán)?？萍加邢薰竞蛧野l(fā)改委等批準的產(chǎn)業(yè)振興和技術(shù)改造項目“江西自立資源再生有限公司多金屬綜合利用改擴建工程”【發(fā)改投資[2013]1120號】的投資者和授權(quán)專利[ZL201210312135.2、ZL201210312151.1等]第1發(fā)明人，對低品位含銅物料的火法－濕法聯(lián)合處理技術(shù)和含銅、陽極渣的氧壓浸出和鋅煙灰浸出－萃取凈化－電積等關(guān)鍵技術(shù)有創(chuàng)新性貢獻。4、鄧勇，排名第4，昆明理工大學(xué)，副教授參與含錫鉛銻渣還原熔煉產(chǎn)物的處理技術(shù)的理論研究、工藝方案和設(shè)備選型等，即對多金屬爐渣及煙塵生產(chǎn)精錫及銻鉛合金技術(shù)有創(chuàng)新性貢獻。5、黃國勇，排名第5，清華大學(xué)，博士現(xiàn)任中南大學(xué)冶金與環(huán)境學(xué)院副教授，作為主要研究骨干，參與完成了“鎳鈷廢料的清潔循環(huán)過程及其相關(guān)材料制備基礎(chǔ)”（國家自然科學(xué)基金項目）項目中的超細鎳粉制備技術(shù)以及銅、鋅的萃取分離工藝優(yōu)化。即對多金屬煙塵濕法提取銅鋅技術(shù)和鎳、銦、金、銀等金屬回收及其高值化利用等技術(shù)創(chuàng)新性貢獻。6、王庭鳳，完成人排名第6，江西自立環(huán)?？萍加邢薰?，技師該項目的主要實施骨干，主要組織項目生產(chǎn)的實施，是一種銅陽極板圓盤注鑄機實用新型專利（ZL201320680899.7）的第一完成人，完成了銅陽極板澆鑄過程中有關(guān)工藝和裝置的改進優(yōu)化，提高了生產(chǎn)效率，對項目的順利實施有一定的貢獻。7、寧建平，完成人排名第7，江西自立環(huán)?？萍加邢薰荆呒壒こ處煆氖码娊忏~和電解鋅工藝的研究，作為第2完成人，獲得了一種從濕法電解鋅酸浸渣中堿浸旋流電解法生產(chǎn)電解鉛粉的方法（ZL201210311180.6）和一種降低冶煉煙灰酸浸渣中鋅銅含量的方法（ZL201210312151.1）等多項發(fā)明專利，對于從不同物料回收電解銅和電解鋅的工藝有很深入的研究，對該項目作出了一定的貢獻。8、吳金寶，排名第8，江西自立環(huán)?？萍加邢薰?，工程師主要負責(zé)高壓氧浸濕法生產(chǎn)陰極銅工藝的研究，作為第四完成人，參與完成了一種含銅鎳熔煉渣高壓氧浸濕法處理生產(chǎn)陰極銅的工藝的發(fā)明專利（ZL201210312135.2），同時作為第一完成人，獲得了一種新型銅電解陽極泥溜槽裝置的實用新型專利（ZL201320674288.1）。在項目實施過程中，對高壓氧浸出工藝的研究作出了一定的貢獻。9、安玉東，排名第9，江西自立環(huán)?？萍加邢薰?，高級工程師作為項目參與者，主要負責(zé)生產(chǎn)設(shè)備的開發(fā)和研制工作，作為第一發(fā)明人獲得了一種圓盤鑄注機的自動取板裝置（ZL201320675027.1）的實用新型專利，作為第二完成人獲得了一種銅陽極板澆鑄取板裝置（ZL201320680899.7）、一種還原爐冶煉上料裝置（ZL201320675133.x）和一種銅陽極板圓盤注鑄機（ZL201320674416.2）等實用新型專利。在該項目中對含銅爐渣及白合金的溶出新設(shè)備方面作出了一定的貢獻。作為主要研究人員，參與了從次氧化鋅煙塵中濕法回收鋅及去除氟氯和國家自然科學(xué)基金項目6“鎳鈷廢料的清潔循環(huán)過程及其相關(guān)材料制備基礎(chǔ)”（51074096）等研究。即對多金屬煙塵濕法提取銅鋅技術(shù)和鎳、銦、金、銀等金屬回收及其高值化利用等技術(shù)創(chuàng)新性貢獻。主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻1、江西自立環(huán)?？萍加邢薰荆ㄔ髯粤①Y源再生有限公司）該單位是國家工業(yè)和信息化部認定的符合《銅冶煉行業(yè)準入條件》企業(yè)（第二批）之一，負責(zé)了國家發(fā)展與改革委員會、工業(yè)與信息化部產(chǎn)業(yè)振興和技術(shù)改造項目“江西自立資源再生有限公司多金屬綜合利用改擴建工程”【發(fā)改投資[2013]1120號】，主要承擔低品位含銅物料的火法－濕法聯(lián)合處理技術(shù)和含銅、鋅煙灰的浸出－萃取凈化－電積技術(shù)、陽極渣的氧壓浸出等部分研究開發(fā)工作，江西工廠的生產(chǎn)設(shè)施的建設(shè)和生產(chǎn)運行等。公司采用該項目技術(shù)成果建立了年處理28萬噸含銅稅0.83億），經(jīng)濟和社會效益顯著。該校相關(guān)課題組長期從事有色金屬二次資源的清潔生產(chǎn)及高值化利用技術(shù)研究，課題組已承擔重點開展再生銅冶煉過程中重金屬污染源辨識與控制、銅/鎳/銀超細粉體制備技術(shù)、含銅合金廢料及熔煉產(chǎn)物的氧化酸浸與電化學(xué)溶解、N902萃取銅和P204萃取鋅等研究。即對復(fù)雜多金屬廢料火法-濕法聯(lián)合生產(chǎn)銅、多金屬煙塵濕法提取銅鋅和鎳、鈀、金、銀等金屬回收及其高值化利用等技術(shù)創(chuàng)新與清潔生產(chǎn)有貢獻。3、昆明理工大學(xué)該校擁有省部共建復(fù)雜有色金屬資源清潔利用國家重點實驗室和真空冶金國家工程實驗室，主要負責(zé)了國家發(fā)展與改革委員會、工業(yè)與信息化部產(chǎn)業(yè)振興和技術(shù)改造項目“江西自立資源再生有限公司多金屬綜合利用改擴建工程”項目中“多金屬爐渣及煙塵生產(chǎn)精錫及銻鉛合金技術(shù)”的技術(shù)研發(fā)與裝備研制、安裝與現(xiàn)場調(diào)試等。采用該項目技術(shù)成果在江西自立環(huán)保有限公司建成了年產(chǎn)2萬噸電解錫和錫合金的生產(chǎn)線，經(jīng)濟和社會效益顯著。4、江西理工大學(xué)圍繞高雜銅電解過程雜質(zhì)控制及有價金屬綜合回收技術(shù)的迫切需求，參與基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)工藝研發(fā)，并在銅冶煉和資源回收等行業(yè)開展應(yīng)用，主要創(chuàng)新和貢獻包括：參與研發(fā)了高雜銅電解工藝關(guān)鍵技術(shù)，針對高雜銅物料的復(fù)雜性，通過對雜質(zhì)金屬電解溶出形態(tài)及走向分布的系統(tǒng)分析，為雜質(zhì)控制關(guān)鍵技術(shù)提供了參考；參與研發(fā)了電解液協(xié)同凈化技術(shù)，針對電解液組成及水溶液化學(xué)特點，通過銅電解添加劑分子設(shè)計及配位化學(xué)行為研究，研發(fā)金屬離子共沉積自凈化工藝。參與高雜銅物料電解和錫、鉛、銻等金屬回收系統(tǒng)的集成和聯(lián)控技術(shù)研究，增強了整體工藝對原料處理適應(yīng)性，提高了有價元素的綜合回收率。5、蘭溪自立銅業(yè)有限公司7該單位現(xiàn)為江西自立環(huán)?？萍加邢薰荆ㄔ髯粤①Y源再生有限公司）的全資子公司（該項目的主要技術(shù)貢獻者——葉標，為本單位和江西自立環(huán)?？萍加邢薰镜亩麻L），也是國家工業(yè)和信息化部認定的符合《銅冶煉行業(yè)準入條件》企業(yè)（第二批）之一，具有浙江省環(huán)境保護廳頒發(fā)的《危險廢物經(jīng)營許可證》等，主要負責(zé)含銅危廢的資源化處理技術(shù)、陽極板電解和銅陽極泥有價金屬回收工藝技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實施。鎳11892噸，銷售收入233.65億元，新增利潤3.54億元，新增稅收3.12億元。經(jīng)濟效益和社會效完成人合作關(guān)系說明江西理工大學(xué)和蘭溪自立銅業(yè)有限公司。1、路永鎖與葉標、徐盛明、許國洪、鄧勇、黃國勇、王庭鳳、楊斌、尚虎生、寧建平、吳金寶、施文山、安玉東、劉欣、黃中良、楊越等完成的共同完成的“復(fù)雜多金屬物料清潔生產(chǎn)關(guān)鍵技被評為2015年度中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎一等獎。2、路永鎖與葉標共同申請專利（ZL201210312135.2）3、路永鎖與吳