[科普中國(guó)]-有色金屬渣

有色金屬渣是有色金屬礦物在冶煉中產(chǎn)生的廢渣，屬冶金廢渣的一種。按生產(chǎn)工藝可分兩類：火法冶煉中形成的熔融爐渣和濕法冶煉中排出的殘?jiān)?。按金屬礦物的性質(zhì)，可分為重金屬渣（如銅渣、鉛渣、鋅渣、鎳渣等）、輕金屬渣（如提煉氧化鋁產(chǎn)生的赤泥）和稀有金屬渣。長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)有色金屬渣采用露天堆置的處理方法，不僅占用大量土地，還會(huì)受大氣侵蝕和雨水的淋浸，對(duì)土壤、水體和大氣造成污染。含有鉛、砷、鎘、汞等有害物質(zhì)的有色金屬渣，對(duì)堆置地區(qū)的居民和環(huán)境造成威脅。

簡(jiǎn)介有色金屬渣是有色金屬礦物在冶煉中產(chǎn)生的廢渣，屬冶金廢渣的一種。按生產(chǎn)工藝可分兩類：火法冶煉中形成的熔融爐渣和濕法冶煉中排出的殘?jiān)?。按金屬礦物的性質(zhì)，可分為重金屬渣（如銅渣、鉛渣、鋅渣、鎳渣等）、輕金屬渣（如提煉氧化鋁產(chǎn)生的赤泥）和稀有金屬渣。

成分形成有色金屬渣的礦物主要有橄欖石類、輝石類、斜長(zhǎng)石類、黃長(zhǎng)石類和尖晶石類。常見(jiàn)的礦物有鐵橄欖石(2FeO·SiO2)、鎂橄欖石(2MgO·SiO2)、透輝石(CaO·MgO·2SiO2)、鈣長(zhǎng)石(CaO·Al2O3·2SiO2)和鋁黃長(zhǎng)石(2CaO·Al2O3·SiO2)等。有色金屬爐渣的礦物組成可按照FeO·SiO2系、CaO·SiO2系和 CaO·FeO·SiO2系的狀態(tài)圖進(jìn)行研究。

爐渣的數(shù)量有色金屬爐渣的數(shù)量同原礦的成分和加入的熔劑量有關(guān)，按重量計(jì)約為熔融金屬或锍（金屬的硫化物）的產(chǎn)量的3～5倍，按體積計(jì)則為熔融金屬或锍的 8～10倍。

危害長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)有色金屬渣采用露天堆置的處理方法，占用大量土地，又受大氣侵蝕和雨水的淋浸，對(duì)土壤、水體和大氣造成污染。有的有色金屬渣還含有鉛、砷、鎘、汞等有害物質(zhì)，給堆置地區(qū)的居民和動(dòng)植物造成嚴(yán)重的威脅。如某鋅冶煉廠排出的鋅渣每公斤含鎘量達(dá)到80毫克，排出的砷渣每公斤含鎘量達(dá)1900毫克，日積月累，致使廠區(qū)一公里半徑內(nèi)的空氣含鎘量增大260倍，井水含鎘量增大6倍，土壤含鎘量增大100倍；當(dāng)?shù)厮a(chǎn)大米含鎘量增大80倍，雞、兔腎中含鎘量增大600倍。

處理和利用重金屬爐渣水淬后大多是呈亮黑色的致密顆粒，含有大量的硅酸鐵(鐵橄欖石)，一般達(dá)60～70%。以銅渣為例，如果將它放入回轉(zhuǎn)窯氧化焙燒，再采用還原的方法處理，可以回收粒鐵，但經(jīng)濟(jì)上是否合算，尚需研究。

銅、鉛、鋅、鎳等重金屬爐渣含有大量鐵的化合物，可以代替鐵礦粉作為水泥的原料。重金屬爐渣破碎后可作混凝土的粗細(xì)骨料。磨細(xì)的渣粉可作為水泥的外摻料，但由于重金屬爐渣的水化活性較差，用作外摻料在數(shù)量上應(yīng)有控制。

銅水淬渣在摻入石灰拌和壓實(shí)后具有不易吸水和強(qiáng)度較高的特點(diǎn)，可作為公路基層，在多雨潮濕地區(qū)筑路尤為適用。用氣冷的銅渣作鐵路道碴鋪設(shè)混砂道床，沒(méi)有一般混砂道床容易下沉的缺點(diǎn)。熔融的銅渣可以直接澆注入模并控制其結(jié)晶和退火溫度，制成致密堅(jiān)硬的銅渣鑄石，作為耐磨材料使用。德意志民主共和國(guó)利用較多，中國(guó)50年代也已試驗(yàn)和試用成功。在缺銅的土壤中施用銅渣粉以補(bǔ)充土壤中的微量元素，能夠提高小麥和向日葵等作物的產(chǎn)量。

總結(jié)有色金屬渣種類繁多，對(duì)重金屬渣中的銅、鉛、鎳爐渣的處理和利用研究得較多，輕金屬渣中的赤泥也受到重視，稀有金屬渣大都未進(jìn)行有效的處理和利用1。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黃頭生 - 副教授 - 華北電力大學(xué)