镍钴湿法冶金污染源解析及防治建议(3)

2.5 废渣

镍钴生产的废渣主要来自选矿工序、浸出渣、除杂渣和重金属废水处理工序，同时萃取废水、料液深度除油时若采用活性炭也会产生大量废渣。常见处理流程如图7。

对于含重金属的废渣，若金属附加值高，可选择性浸出有价金属，再通过电化学、选择沉淀、萃取等方法回收；成分复杂且附加值不高的废渣，先利用玻璃化、固载化技术降低废渣的环境危害性，然后深度填埋或用作特殊建材。以钙镁为主的废渣，由于重金属物质含量极低，通常用作非住宅用建材或安置于尾矿库进行集中处置；吸附有机物后的废活性炭，用高温热解的方式处理；有机物絮凝脱除过程产生的废渣可先焙烧、煅烧分解有机物，然后作普通固废进行填埋或资源化处理。

对于含砷、汞、铅等剧毒物质的废渣，目前的处理技术路线主要将其浓缩固载化，未能实现资源化转变，未来还是会对环境造成威胁。[11]。

2.6 废弃有机溶剂

镍钴生产中的废弃有机溶剂主要包括废弃的萃取有机相、萃取产生的第三相。这类有机物通常结构稳定，难以通过生化法进行处理。根据组成不同，对于回收价值低的有机溶剂通常使用焚烧、安全填埋进行处置；对于成分回收价值高溶剂，通常采用精馏法进行综合回收。

焚烧是用焚烧炉或等离子燃烧器将废有机溶液完全氧化成H2O、CO2等气体，再通过废气处理系统进行无害化处理。对于焚烧后产生的然后灰烬使用安全填埋技术作为固废处理。综合回收法常用的方法是使用常压精馏、减压精馏、特殊精馏、萃取等有机净化技术，通常用于处理组分比较简单的有机物，由于目前回收成本较高，技术复杂，所以主要回收的是煤油、醇类等有一定经济价值的有机物[12]。但是由于冶金萃取剂成分复杂，各企业使用的萃取剂成分都有差别，所以对于废萃取剂尚未见到工业化案例。

3 清洁生产对策

清洁生产是我国实施可持续发展战略的组成部分，其核心思路就是将环保思路从被动的末端控制转向主动的全过程控制，使用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用，从源头较少污染，提高资源利用率，较少和避免污染物的产生和排放[13]。

随着原料端和产品端需求的变化，镍钴冶金行业正处在一个转变的时期。生产原料已不限于传统的镍钴精矿，而是会使用低品位矿物和二次回收资源作为生产原料，例如红土镍矿、不锈钢切削废料、废旧金属、废电池等。常规矿物原料中存在的杂质元素主要以铁系金属、铅锌等杂质。但由于电池材料的特殊性和多样性，废电池的资源会带入氟化物、铝、铜等矿石资源中没有的污染物，进而会形成新的污染物[14]。

图7 湿法冶金固废常见处置方法

图8 某企业三元前驱体工艺流程

在原料端发生变化的同时，产品端也在发生着变化，过去镍钴产品主要应用领域为硬质合金、催化剂、磁性材料、陶瓷原料和医疗领域，相应的，产品主要为金属单质、盐类化合物、溶液。但随着新能源行业的迅猛发展，三元材料的需求逐渐增大，市场对镍钴产品的纯度要求越来越高。在需求端的刺激下，有色金属生产企业一方面要丰富产品线，另一方面要对现有的硫酸镍、硫酸钴等产品纯度进行提高。随着工艺流程的精细化，污染源也随之增加。

从清洁生产的角度分析，镍钴冶金方面的清洁生产技术改造主要从两方面着手：生产全过程优化，资源内循环。

3.1 生产全过程优化

以某新材料企业三元材料生产工艺为例，三元材料对材料有机物和阳离子组成有严格要求，所以前驱体生产原料需要进行深度净化和有机物去除才能进入三元前驱体生产工序。为了降低污染物提高原料的使用效率，该企业结合脱氨和深度净化技术对三元前驱体生产工艺进行了优化，主要工艺流程如图8。

从工艺流程可见，目前三元前驱体生产需要使用氨水，所以会产生氨氮污染。同时，三元材料对原料纯度要求较高，除了对金属元素含量有严格要求以外，对有机物含量也有严格限制，通常要求油含量在＜5ppm甚至是＜1ppm。目前主流的有机物去除方法是隔油和活性炭吸附组合的工艺，但要达到原料的要求，深度处理阶段就需要使用大量活性炭吸附，所以会产生大量废活性炭增加运行成本，并且会造成一定量的料液和有机物的损失。该企业通过脱氨技术的结合，将共沉淀法制三元前躯体的工艺产生的含重金属氨氮废水转变为氨水的生产原料，产出的氨水可回用到共沉淀工序，提高了氨水的利用率，消除了该工序的氨氮废水。对于有机物去除工序，通过隔油回收的萃取剂被回用到钴溶液萃取净化中，大大减少了废弃有机物的产生。

文章来源：《湿法冶金》 网址: http://www.sfyjzz.cn/qikandaodu/2020/1225/373.html