[科普中国]-金属再生

金属再生(recovery of metal)是指从含金属的废杂物料中回收有价金属的冶金过程。金属的再生原料主要为废杂金属材料或废杂金属化工产品。由于金属废杂物料中的金属品位往往比原生矿石高，从废杂料中回收金属的能耗较之从矿石中提取金属的低得多。因此，金属的再生不论从资源的综合利用、环境保护或经济角度来看都有很大意义，而且随着地球蕴藏的有色金属资源日益减少。再生有色金属已成为有色金属主要来源之一。20世纪80年代末，西方国家的再生金属的产量在金属总产量中已占相当比重，铜、铝、铅、锌、钨分别占总产量的38%, 21%, 48%, 22%和20%左右。

简介金属再生(recovery of metal)是指从含金属的废杂物料中回收有价金属的冶金过程。金属的再生原料主要为废杂金属材料或废杂金属化工产品。由于金属废杂物料中的金属品位往往比原生矿石高，从废杂料中回收金属的能耗较之从矿石中提取金属的低得多。因此，金属的再生不论从资源的综合利用、环境保护或经济角度来看都有很大意义，而且随着地球蕴藏的有色金属资源日益减少。再生有色金属已成为有色金属主要来源之一。20世纪80年代末，西方国家的再生金属的产量在金属总产量中已占相当比重，铜、铝、铅、锌、钨分别占总产量的38%, 21%, 48%, 22%和20%左右1。

金属的再生工艺主要内容再生金属可以金属、合金或化工产品形态产出。金属的再生工艺主要包括废杂料的预处理、提取和精炼2。

预处理含金属的废杂物料在再生金属的提取、精炼之前，先进行分类等预处理。回收生产过程的浮渣和炉渣中夹带的有价金属颗粒，可以先借助球磨机球磨。在球磨过程中脆性氧化物料的破碎程度超过了较韧的金属，随后筛分将金属分开。切屑和车屑废杂物料经脱脂后在锤磨机中破碎并包装捆轧。而轻的废杂物料如薄板、管材以及废旧的家庭用器皿只进行包装捆轧。重的废杂物料如废旧梁杆、锭模等，需要切成适于装入熔化炉的合适尺寸。钻屑和细粉最好先经过压团、烧结或制粒。大组合部件如洗衣机以及小汽车，必须将不同的金属部件分开。为此，可采用低温处理，因为在极低温下金属的韧性差别增大。例如用液氮(77K)处理后，钢铁金属碎裂的程度比有色金属大，随后筛分就箭分开，经破碎的金属通常借助于它们存在的磁性、密度、熔点或导电性等性能差别而分离3。

提取和精炼从经过预处理的含金属废杂物料中提取和精炼金属一般可用常规的火法冶金和湿法冶金。从废杂物料提取出来的金属是否要精炼成纯金属，应视再生金属的用途和废杂物料金属品位而定。

(1)火法冶金

高品位纯金属废杂物料或不混杂其他牌号的废金属合金废杂物料，可直接冶炼成金属锭或相应的金属合金。火法冶金的提取方法主要采用还原熔炼法。

还原熔炼主要在鼓风炉、反射炉、转炉、电炉等炉内进行。例如废杂铜再生一般用鼓风炉熔炼，得含铜70%~80%的黑铜，黑铜经转炉吹炼成粗铜，粗铜经反射炉氧化精炼得精铜。若含金银高的废杂铜，除经熔炼外，还需通过电解精炼获得含铜高达99. 99%的精铜。

杂铅再生采用反射炉、鼓风炉、转炉进行还原熔炼、获得铅锑合金，直接用于蓄电池。含锌废料再生，通过还原挥发、冷凝成金属锌，或通过回转窑还原挥发氧化成氧化锌产品。

废杂铝的再生一般采用双室反射炉、感应电炉熔炼。在熔炼中除加入熔剂NaCl和KCl之外，还同时添加一些氟化物和CaCl2I改善熔体的流动性并使杂质进人炉渣。再生铝通常只有为除去氯化铝中的镁才会进行精炼。在精炼中，液态MgCl2上升穿过熔体聚集了其他杂质如AlF 、 Al2O3、SiO2等，可以往铝熔体中加入钙，使杂质镉、铋、铅、锑与钙形成一种不可混溶的金属间化合物而除去。

(2)湿法冶金

废杂金属的湿法提取可分为化学溶出和电化学溶出，溶出溶剂可采用盐酸、H2SO4，NaOH等。例如以含镍、钴的废杂高温合金作阳极，钛板作阴极，往盐酸或硫酸溶液中通直流电使镍和钴进行电化学溶出，也可以用盐酸及Cl2使镍和钴进行化学溶出。

金属水溶液中各金属的分离方法与一般湿法提取相同。例如：用水解沉淀分离溶液中的铁；用硫化沉淀除去镍溶液中的锌；用加锌置换除去硫酸锌溶液中的铜、镉；萃取法多用于从镍钴溶液中分离铜、锌、锰以及镍、钴的分离4。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学