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中国有色金属二次资源再生利用

中国有色金属二次资源再生利用

曹异生

（中国有色工程设计研究总院，北京，100038）

一、有色金属“二次资源”界定

“二次资源”的主要含义应包括：

暂难利用矿产资源；生产过程排出的废石、废水、尾矿和二氧化硫烟气；铜、铝、铅、锌、镍等再生金属资源，具有再回收利用价值的各种废弃物，也有称为有色金属的再生资源。

矿产资源是不可再生的，用一点就会少一点，因此节约和合理使用资源显得十分重要。

随着我国有色金属消费水平的提高，社会上可用的废杂金属积蓄量也不断加大，利用好这些再生资源不仅可以提高资源利用率，而且能够减少污染保护生态环境，创建社会文明和进步。

另外我国有色金属矿产资源比较短缺，而铜、铝、铅、锌等常用金属又具有再生性能好的特征，提高再生金属产量可缓解供不应求矛盾。

世界工业发达国家对“二次资源”利用十分重视，认为是保护矿产资源、维护生态平衡、实现良性循环经济的重要举措。

近10年来世界再生铜产量占原生铜产量的40～55%，其中美国约占60%，日本约占45%，德国约占80%。

世界再生铝产量占原铝产量的35～50%，其中美国约占50%，日本约占90%，德国约占45%。

世界再生铅产量占原生铅产量的40～60%，其中美国约占75%，日本约占60%，德国约占55%。

有色金属冶炼厂排放烟气在工业发达国家受到特别重视，二氧化硫烟气普遍用于制造硫酸，回收利用率达到95%以上，经济效益和社会效益都十分可观。

世界各国循环利用工业废水已比较普遍，有色金属行业废水利用率达到90～95%，有些国家还从废水中回收铜、铅、锡、镉等有价金属。

世界各国还注意把数量巨大的废弃物废石、尾矿、难利用矿石变废为宝，使其减量化、无害化、资源化。

特别值得一提的是，进入20世纪60年代，铜的浸出、萃取、电积技术出现，把过去开采后废弃的贫铜矿石、氧化矿石、坑内残矿、含铜废石、尾矿、含铜废水又重新进行处理，实现铜资源二次利用，目前应用范围主要是斑岩铜矿和砂页岩铜矿，其储量占世界铜储量的80%左右，用这个方法生产铜，产量已达到250万吨年规模，约占全球矿产铜产量的四分之一。

目前这项技术正在蓬勃发展，为“二次资源”利用树立了样板。

二、中国有色金属“二次资源”利用现状

采掘业是有色金属工业的基础产业。

在国内除煤炭、铁矿外，有色金属行业采掘剥总量居第三位。

有色金属资源特点，除铝、镁外，重有色金属矿的原矿品位比较低，开采过程中产生大量的废石和尾矿，在矿山附近堆存，造成危害。

表1近几年有色金属矿山“二次资源”现状（万吨）

项目名称

1998

1999

2000

2001

2002

2003

平均递增率（%）

采掘剥总量

20177

20360

21414

20912

26342

28447

8.97

其中：

采矿量

8622

9203

9588

9939

11285

12328

9.35

剥离量

10100

9652

9655

9400

13514

14439

9.34

出矿量

9300

9599

10506

10233

11610

12690

8.08

估算废石量

9000

9000

9000

9000

13000

14000

11.68

估算尾矿量

8500

8800

9000

9000

10000

11000

6.66

资料来源：

有色金属工业统计年报

多年来，有色金属矿山附产废石少量用于建筑和修路外，多数都未利用。

矿山地处边僻，交通不便，经济效益不高是影响利用的主要原因。

江西德兴铜矿原确定铜边界品位为0.3%，投产以后由于规模大、经济效益好，把边界品位降到

0.25%，原矿品位由0.45%降到0.4%，增加矿石量2亿吨和铜金属储量54万吨，同样取得良好的经济效益，该矿含铜小于0.25%的表外矿还可以全部采用溶剂萃取法处理，测算可利用铜金属量约100余万吨，仅该矿三期工程就需要剥离废石11.7亿吨，其中含铜废石约有5亿吨，也可以溶剂萃取法处理，这是变废为宝的典型。

类似这样斑岩铜矿矿山还有山西中条山铜矿峪铜矿、黑龙江多宝山铜矿、西藏玉龙铜矿、内蒙乌奴格吐山铜矿和福建紫金山铜矿。

重金属矿山由于原矿品位低，普遍都要进行选矿，包括铜、铅、锌、镍、钨、锡、钼、锑、金、银及稀有金属矿山，精矿品位需要富集几倍到十几倍才能送去冶炼处理，制造成金属。

一般丢弃尾矿量占原矿处理量80～90%，数量巨大。

目前，尾矿利用有些进展，一是作坑下矿山采空区充填料，已有部分矿山使用，年用量上百万吨。

一是含硫高的尾矿，再选回收硫精矿送去制酸，年回收量300多万吨。

再生金属回收利用在国内一直受到重视，有关部门进行了宏观管理，但没有把统计工作建立起来，至今缺乏完整的统计资料作遵循。

历史上曾通过物资和商业两大系统的网点，对废旧金属进行回收利用，收到一定成效。

改革开放以来，物资回收多元化，废旧金属回收公司、国有冶炼企业、乡镇和个体企业多管齐下，深入全国各地开展回收。

仅江苏宜兴市就有上千个体户在全国各地收购废杂金属。

表2近几年尾矿中回收硫精矿状况（万吨）

项目名称

1998

1999

2000

2001

2002

2003

备注

江西（含永平，德兴）

115.5

137.5

108.3

99.2

92.1

97.4

甘肃（含白银）

10.0

17.20

10.0

9.8

10.1

38.4

陕西（含金堆城，铅硐山）

31.8

45.0

50.0

51.9

58.2

59.6

云南（含云锡）

15.0

9.4

10.6

9.8

26.9

41.5

广东（含凡口）

49.1

36.6

57.8

34.9

35.3

39.4

湖南（含黄沙坪，水口山）

15.2

16.0

14.8

12.9

6.5

19.4

辽宁（含红透山）

122.4

85.0

21.4

24.6

21.2

19.3

安徽（含铜陵）

20.0

26.2

23.8

9.2

9.7

7.9

浙江（含平水）

11.4

12.2

5.0

5.0

5.9

5.1

全国合计

370.6

347.6

301.7

290.7

269.5

336.7

资料来源：

有色金属工业统计年报

近几年再生有色金属的回收网遍布全国，生产经营格局发生重大变化，涌现出再生金属生产企业5000余家，回收、加工和经营形成了以长江三角洲、珠江三角洲和环渤海地区的再生金属利用中心，以江苏、浙江、广东、河北、上海等省市最为集中。

1．再生铜

随着我国电解铜产量增大，再生铜产业发展很快，特别是乡镇企业和私营企业介入更促进其高速度发展。

据浙江省台州市路桥区调查，该区每年从废旧变压器、电动机、电缆中拆解后得到铜金属约3万吨，在当地加工企业直接利用的约2万吨，带动了铜金属制品、电器零件等行业发展，涌现出30多个铜制品加工专业村和10多家直接利用废杂铜企业，每年生产电线电缆、铜铸件、水道配件产值达几亿元。

除此之外，浙江省永康市每年购进废杂铜约3万吨，从事再生铜生产经营企业300多家；宁波金田铜业集团、兴业集团和浙江铝业公司每年也购进废杂铜几万吨，从事铜材深加工。

目前浙江省是我国再生铜生产大省之一。

目前，河北省清苑、新安，江苏省宜兴、吴江，浙江省台州、永康、富阳、嘉兴等县市已出现相当规模的废杂金属交易市场，废杂铜交易又占很大比重。

这些市场的兴起，繁荣了再生金属的生产经营，改变了过去回收网点少、等货上门、回收主动性差、机制不灵活等弊端，调动了大批个体户回收积极性，给行业注入新的活力。

表3中国废杂铜产销状况（万吨）

项目名称

1998

1999

2000

2001

2002

2003

年均递增率（%）

国内电解铜产量

121.1

117.4

137.1

152.3

163.2

183.6

8.68

国内统计的废杂铜产量

34.1

33.8

34.8

30.7

38.0

42.6

4.55

废杂铜产量占铜产量（%）

28.2

28.8

25.4

20.2

23.3

23.2

—

按回40%计算的废杂铜产量

48.4

47.0

54.8

60.9

65.3

73.4

8.68

计算产量和统计产量差额

14.3

13.2

20.0

30.2

27.3

30.8

—

国外进口废杂铜含铜量

35.4

37.5

54.3

100.0

92.4

94.8

21.78

进口量加统计产量合计

69.5

71.3

89.1

130.7

130.4

137.4

14.60

注：

国外进口废杂铜含铜量平均按30%计算

再生铜回收一般包括两部分：

一是企业在生产过程中产生的边角废料，由于铜加工材的综合成品率只有60%左右，废料量很大。

据我们到美国考察，这部分废料在美国都打包出售，自己很少处理，而在中国则要返回生产系统循环使用，但国内未作再生铜统计。

二是社会上积存的废杂铜，这部分目前是国内回收的重点。

保守估计，近几年中国每年回收废杂铜含铜量已超过70万吨，占国内铜消费量的25%左右。

由于中国铜资源储量有限，自产铜数量不足，大量依靠进口，供需矛盾突出，因而铜资源再生利用显得特别重要。

随着我国铜消费量的增长，我国铜废料量也将迅速增加，如象工业发达国家一样，若干年后废铜回收量有可能超过铜消费量一半，再生铜回收前景广阔。

2．再生铝

国内再生铝回收起步晚于再生铜。

再生铝也包括两部分：

一是加工企业生产过程产生的边角废料，由于铝加工材综合成品率仅70%左右，废料量很大，这部分中国不作统计。

二是社会上积存的废杂铝，这是我们研究重点。

中国再生铝企业的特点：

骨干企业少，只有上海新格有色金属有限公司（主要处理进口铝废料，2003年再生铝产量11.5万吨），河北立中有色金属集团（2003年再生铝产量3.5万吨）等少数几家，多数都是中小型企业和集体、个人企业。

目前中国已形成一批废铝集散地，主要有广东南海；浙江永康、台州；湖南浏阳、泪罗；河北大成、新安、清苑；山东邹平、临沂；江苏淮安、太倉、兴化；河南长葛；湖北枝江；安徽界首；四川夹江等县市，年回收经营废铝量上百万吨。

由于废杂铝回收、加工比较分散，再生铝产量无法进行精确统计。

表4中国废杂铝产销状况（万吨）

项目名称

1998

1999

2000

2001

2002

2003

年均递增率（%）

国内电解铝产量

243.5

280.9

298.9

357.6

451.4

596.2

19.61

国内统计的废杂铝产量

10.0

21.0

19.5

20.4

19.0

41.5

32.93

废杂铝产量占铝产量（%）

4.11

7.48

6.52

5.70

4.21

6.96

—

按回收25%计算的废杂铝产量

60.9

70.2

74.7

89.4

112.9

149.1

19.61

计算产量和统计产量差额

50.9

49.2

55.2

69.0

93.9

107.6

16.15

国外进口废杂铝量

27.7

40.0

80.5

36.9

44.7

65.3

18.70

进口量加统计产量合计

37.7

61.0

100.0

57.3

63.7

106.8

23.15

注：

国外进口废杂铝含量按100%计算

目前社会上废铝回收主要依靠个体户和分散废品回收站，回收效率不高，不象国外回收网点比较广泛，促收手段也五花八门，并以公平合理价格收集，体现一定的经济效益，国内回收方法有待改进。

废杂铝利用一般需要进行预处理，然后进行火法熔炼。

熔炼按规模大小采用转炉、反射炉或电炉。

除少数骨干厂外，多数再生铝厂由于规模小，设备简陋，技术落后，造成烧损大，能耗高，金属回收率低，以处理铝制易拉罐最为突出，只能回收50%左右，而工业发达国家能回收80%以上。

再次是质量不稳定，各种品种混杂处理，产品均匀性差，得不到市场认同，难于进行深加工，这方面再生铝不如再生铜，再生铜质量与原生铜无差别。

目前美国铝易拉罐生产年需罐料50多万吨，利用不少制罐厂的边角废料和旧罐重熔轧制而成，重复利用率达到60%以上。

近几年美国再生铝产量占铝产量的50%左右，而且再生铝质量较好，可以进行深加工。

3．再生铅

我国再生铅回收利用起步较早，原料来源比较多，85%以上来自废旧铅酸蓄电池，少量来自电缆包皮，耐酸器皿衬里，印刷合金，铅锡焊料及各类轴承合金等。

长期以来，我国在蓄电池销售中执行“交旧买新”办法，废铅回收情况比较好。

目前中国再生铅企业约有300余家，包括原生铅和再生铅冶炼厂，蓄电池制造厂等。

再生铅企业中涌现出一批大中型骨干企业，包括江苏徐州春兴合金（集团）公司（2003年再生铅产量5万吨）、湖北金祥冶金股份公司、上海飞轮有色金属实业总公司等，其它中小企业集中分布在江苏、山东、安徽、河北、河南、湖北、湖南、上海等省市，再生铅产量占全国的80%以上。

表5中国废杂铅产销状况（万吨）

项目名称

1998

1999

2000

2001

2002

2003

年均递增率（%）

国内精铅产量

75.7

91.8

110.0

119.5

132.5

156.4

15.62

国内统计的废杂铅产量

9.2

9.7

10.2

21.1

25.2

28.2

25.11

废杂铅产量占精铅产量（%）

12.2

10.6

9.3

17.7

20.4

18.0

—

按回收45%计算的废杂铅产量

34.1

41.3

49.5

53.8

59.6

70.4

15.60

计算产量和统计产量差额

24.9

31.6

39.3

32.7

34.4

42.2

11.13

过去中国汽车工业落后，再生铅原料基础薄弱。

近年汽车工业大发展，车用蓄电池产量猛增。

工业发达国家铅酸蓄电池使用寿命一般为3～3.5年，而我国同类蓄电池只能用1.5～2年，使用寿命短，每年有50～60万吨废杂铅从蓄电池行业获得，今后还会有明显增加。

目前废旧蓄电池多头回收，计有蓄电池厂、物资及商业系统回收公司、再生铅生产厂、集体及个人回收站，回收效率一般还是比较高，国内外再生铅回收都好于再生铜和再生铝。

目前回收铅方法，只有江苏省徐州有色金属合金厂和湖北金洋冶金股份有限公司两家采用预处理分选的无污染再生铅新工艺技术，其它单位都采用常规的发射炉、鼓风炉等熔炼工艺，但缺少分选处理技术，一般将蓄电池极板与浆料混合处理，合金中锑得不到充分利用。

小型再生铅没有收尘设施，环境污染严重。

随着汽车、农用车、摩托车产量增长和保有量增加，每年产生废旧铅酸蓄电池约6000～8000万支，一般铅回收率可达90%左右，预计全年可回收再生铅50～60万吨，加上其它行业回收的再生铅，预计总产量将接近原生铅生产水平。

目前工业发达国家美国、德国、英国和法国再生铅产量已接近或超过原生铅产量，再生铅在世界铅工业中已占有重要位置。

4．再生锌

锌的再生利用，比铜、铝、铅都困难。

金属锌的几项主要应用领域：

冶金产品镀锌、干电池、氧化锌、铜材、压铸合金等，废杂锌都不容易回收，而且回收率较低，因而再生锌产量都比较少，统计更为困难。

国内再生锌专业厂很少。

目前回收再生锌原料主要有：

热镀锌厂产生的浮渣和锅底渣，钢铁厂产生的含锌烟尘、废旧锌和锌合金零件、废镀锌管以及旧干电池。

表6中国废杂锌产销状况（万吨）

项目名称

1998

1999

2000

2001

2002

2003

年均递增率（%）

国内锌锭产量

148.6

170.3

195.7

203.8

215.5

231.9

9.31

国内统计的废杂锌产量

1.5

1.9

7.0

7.0

2.1

3.2

16.4

废杂锌产量占锌锭产量（%）

1.0

1.1

3.6

3.4

1.0

1.4

—

按回收15%计算的废杂锌产量

22.3

25.5

29.4

30.6

32.3

34.8

9.31

计算产量和统计产量差额

20.8

23.6

22.4

23.6

30.2

31.6

8.72

三、当前“二次资源”利用中存在问题

1．废石、尾矿、废水、废气处理任务日益繁重

近几年有色金属矿山每年大约需要排放废石1.3～1.4亿吨，尾矿1.0～1.1亿

吨，工业废水5～6亿吨；生产过程中产生烟气500亿立方米，其中含硫元素近500万吨，氟化物2万吨。

这些废弃物既是二次开发的重要资源，现时又会造成环境污染，给人类带来严重危害。

根据粗略估算，目前除硫的利用率较高外，其它基本都废弃不用。

而且随着有色金属产量快速增长，废弃物排放量也大增，给环境保护带来更大压力。

随着开采规模日益扩大，矿山采矿废石和选矿尾矿的排放量大幅度增加，大量土地被占用和破坏，废水横流，污染良田和生活区，但有关“三废”处理方面的法制建设和政策导向尚不完备，再生资源利用管理体系尚不健全，这方面工作有待进一步加强。

2．废杂金属提炼技术落后，金属回收率低

目前我国废杂金属回收利用，只有少数企业回收工艺和装备先进，有一定生产规模，环境保护比较好，金属回收率高外，绝大多数企业和个体户都是设备简陋，技术落后，没有规模，烧损大，能耗高，金属回收率低。

而且金属品种混杂，质量不稳定，难予进行深加工等。

如正规的再生铜厂，在加强废杂铜分选管理的基础上，根据不同的废铜料采取不同处理工艺：

紫杂铜采用反射炉直接精炼成铜阳极板的一段法；黄杂铜和白杂铜采用鼓风炉熔炼和反射炉精炼的二段法；铜冶炼过程中产生的含锡、铅、锌高的废渣，采用鼓风炉熔炼、转炉吹炼和反射炉精炼的三段法，因而废杂铜资源得到充分合理利用，铜金属回收率可达到70～90%，而小回收厂则不到50%。

3．中国废杂金属资源分散，难以形成回收加工大型企业集团

由于有色金属应用广泛，制造产品繁多，因而产生废弃物量越来越大，但因过于分散、回收队伍庞杂，国内虽已有不少集散地，但很难发展成为具有国际竞争力的再生有色金属企业或集团。

如象美国铝业公司、雷诺公司等许多跨国集团都有自己的回收网络和再生金属工厂，现已成为美国最大的废铝回收企业。

目前美国铝易拉罐生产年需特薄铝板近100万吨，其中相当数量是利用制罐厂的边角废料和回收旧罐重熔轧制而成的，旧铝罐回收率达到60%以上。

这些公司年产再生铝十几万吨到几十万吨。

四、政策建议

1．不断创新，提高“二次资源”利用水平

近几年随着科技进步，我国“二次资源”利用取得不少成绩：

一些资源较富矿山，利用废石或尾矿进行采空区冲填，提高金属回采率；对斑岩型和砂岩型的低品位铜矿石、含铜废石和尾砂，采用浸出、萃取、电积工艺处理，回收大量铜；对重金属冶炼厂释放烟气，回收低浓度二氧化硫进行制酸；进一步加强废杂金属回收、拣选、加工工作，提高铜、铝、铅、锌等再生金属产量。

这些工作对节约有色金属资源、减少环境污染起到重要作用。

但应该看到，我国回收利用废杂金属的生产技术水平还不高，许多矿产资源特别是低品位矿石、废石、尾矿还得不到利用，这方面还有潜力可挖，今后应加强再生金属回收利用科研工作，不断开展技术创新，提高“二次资源”利用水平，增加再生产金属产量，争取三、五年内达到或接近工业发达国家利用水平。

2．积极引导，组建一批具有国际竞争力的再生金属大型企业或集团公司

目前工业发达国家已有一批大型再生金属企业和跨国集团公司，专门从事再生金属回收、提炼、加工，产量从十几万吨到几十万吨，技术先进、产品质量优良，经营业绩突出。

中国也出现一批具有相当规模再生金属企业，包括上海新格有色金属公司、天津大通铜业公司、上海冶炼厂、宁波金田铜业集团、江苏徐州春兴（集团）公司等，在再生金属行业有一定影响，生产工艺和技术装备比较先进，产品质量优良，售后服务周到是这些企业的特色，各级地方政府应对这些企业给予大力扶持，使其进一步做优做强，发展壮大，形成各类再生金属骨干力量，带动产业更大发展。

3．鼓励发展废旧有色金属市场，逐步形成规模

随着废旧有色金属收购工作全面展开，全国形成几十处废旧有色金属集散地，集中了个体户和集体企业掌握的大部分再生资源进行交易，对打通回收渠道起到积极作用，十分有利于废杂金属回收和利用。

这些市场分布于河北保定地区，浙江宁波、温州、台州地区，广东南海等地。

经过多年发展，现已逐步形成规模，出现大批的经营专业户，交易量越来越大。

应该积极鼓励废旧有色金属市场的形成和发展，调动收集废杂金属积极性，增大收集数量，逐步进入健康发展道路。