废物资源综合利用技术丛书–废旧金属资源综合利用

本书是“十三五”国家重点图书《废物资源综合利用技术丛书》的一个分册，是一部环境工程实用技术书。本书为读者分享了各种废旧钢铁、废铜、废铝和其他废旧金属等的再生利用概况、品质检验、预处理技术、再生利用技术和再生利用工艺实例等内容，对废旧金属资源的回收利用有重要的借鉴意义。 

本书系统介绍了废旧金属资源循环利用的实用技术，内容包括：废旧金属资源综合利用的概述；废钢铁的再生利用技术，主要包括废旧钢铁的再生利用概况、品质检验、预处理技术、再生利用技术和再生利用工艺实例；铜的再生利用技术；铝的再生利用技术；其他废旧金属的再生利用技术；超级冶炼厂、生命周期分析和工业生态园区。本书可供从事废旧金属循环利用的工程技术、研究、生产和经营等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、资源循环科学与工程及相关专业师生参阅。

刘明华，福州大学环境与资源学院，院长、教授，男，1970年出生，汉族，九三学社成员，于2000年6月毕业于四川大学轻纺与食品学院，获工学博士学位，2000年6月至2002年6月在华南理工大学制浆造纸工程国 家重点实验室作博士后研究，2002年7月至今于福州大学环境与资源学院工作，现任院长、教授、博士生导师，福建省生物质技术开发基地主任，主要从事精细化学品、环境友好材料、生物质能源和可再生资源高值化利用方面的研究。在教学方面，主要承担《环境材料学》、《水处理剂制备及应用》、《水污染控制工程》、《环保药剂研究与应用》、《再生资源导论》等课程的教学工作。在科技攻关方面，先后主持了国 家863课题、国 九五攻关课题、国 家自然科学基金等30多项国 家和省部级科研项目。已申请国家发明专利54件，其中已授权43件；出版编著15部，并在国内外核心期刊上发表论文110多篇，其中被SCI、EI和ISTP收录80多篇。在科技转化方面，先后与福建清源科技有限公司、石狮市清源精细化工有限公司、福建金源泉科技发展有限公司、福建省环境保护设计院等多家省内外企事业单位在水处理药剂、染料分散剂、木质素改性产品、水煤浆添加剂、印染还原剂等新产品的研究与开发方面开展合作，项目合作金额高达2000多万，部分产品已产业化，取得了较好的经济效益和社会效益。凭借自身对科研事业的执着以及科技成果转化水平，先后获得福建省技术发明奖三等奖、福建省专利奖三等奖、福建省优 秀科技工作者、卢嘉锡优 秀导师奖、宝钢优 秀教师奖、福建紫金科技创新奖、6·18突出贡献奖、中国产学研合作创新奖、国 家发明创业奖、福建省十大杰出青年、福建青年科技奖、运盛青年科技奖等24项国家 级和省部级奖励。

第1章绪论

1.1金属材料概述1

1.1.1金属材料的含义及分类1

1.1.2金属材料与资源环境2

1.2废旧金属的来源与分类3

1.2.1废旧金属的来源3

1.2.2废旧金属的分类3

1.3废旧金属回收利用现状4

1.4循环经济4

1.4.1循环经济概念及其内涵4

1.4.2循环经济原则6

1.4.3循环经济特征7

1.4.4生命周期评价7

参考文献8

第2章废钢铁的再生利用技术

2.1废钢铁再生利用概况9

2.1.1废钢铁再生利用的意义9

2.1.2废钢铁的来源11

2.1.3废钢铁的分类及用途13

2.1.4废钢铁再生利用流程17

2.2废钢铁的品质检验18

2.2.1废钢铁检验的要求19

2.2.2废钢铁的检验方法21

2.2.3废钢铁中放射性物质检测32

2.3废钢铁的加工33

2.3.1废钢铁的分选33

2.3.2氧气切割33

2.3.3剪切48

2.3.4破碎49

2.3.5打包压块52

2.4废钢铁的拆解53

2.4.1报废汽车回收拆解与再利用53

2.4.2废旧家电回收拆解与再利用56

2.4.3废旧船舶回收拆解与再利用58

2.5废钢铁的运输及储存64

2.5.1废钢铁的运输64

2.5.2废钢铁的储存65

2.6废钢铁的冶炼通用技术65

2.6.1废旧钢铁电炉炼钢的基本任务66

2.6.2电弧炉设备简介66

2.6.3废旧钢铁电炉炼钢的过程69

2.7废钢铁的再生利用工艺80

2.7.1中、重型废钢的加工工艺80

2.7.2返回法冶炼高速钢81

2.7.3感应炉直接冶炼高速钢废料83

2.7.4返回吹氧法冶炼铬镍不锈钢85

2.7.5废钢铁利用实例87

参考文献91

第3章铜的再生利用技术

3.1二次铜再生利用概况92

3.1.1二次铜资源概述92

3.1.2二次铜资源的分类和标准94

3.1.3再生铜工业96

3.2二次铜的预处理99

3.2.1预处理技术99

3.2.2电缆、电线铜的回收101

3.2.3报废汽车铜的回收102

3.2.4电子电器废料铜的回收102

3.3废铜的再生利用技术104

3.3.1概述104

3.3.2直接回收利用105

3.3.3火法冶炼110

3.3.4湿法冶金113

3.3.5电解精炼114

3.4二次铜再生利用工艺实例114

3.4.1从铜渣和垃圾中回收好铜114

3.4.2用铜屑重熔烧注铜锭或铸件115

3.4.3用青铜回炉料等熔制铸造青铜实例116

3.4.4云南铜业（集团）有限公司119

参考文献120

第4章铝的再生利用技术

4.1废铝再生利用概况122

4.1.1铝和铝合金产品123

4.1.2废铝的来源及分类124

4.1.3废铝循环利用现状131

4.2废铝原料预处理134

4.2.1风选法135

4.2.2磁选法135

4.2.3浮选法136

4.2.4废铝表面涂层的预处理技术136

4.3废铝的再生利用技术137

4.3.1废铝的火法精炼技术137

4.3.2废铝的电解技术147

4.4废铝再生利用工艺实例149

4.4.1铝屑处理工艺及自动化生产线149

4.4.2废杂铝生产工艺与实践152

参考文献154

第5章其他废旧金属的再生利用技术

5.1铅的再生利用技术155

5.1.1再生循环铅资源的来源157

5.1.2废铅酸蓄电池的回收及预处理158

5.1.3含铅废料的再生冶炼159

5.1.4铅循环利用的生产实例160

5.2锌的再生利用技术162

5.2.1含锌废料的来源及再生利用现状164

5.2.2废锌的循环利用技术165

5.2.3废锌再生利用的生产实例166

5.3镍的再生利用技术168

5.3.1概述168

5.3.2从含镍渣和电镀液沉淀物中回收镍工艺技术169

5.3.3从镍渣或净化硫酸镍渣中回收硫酸镍的工艺技术170

5.3.4从镍冰铜中提取硫酸镍的工艺技术170

5.3.5含镍废杂物料生产高冰镍直接电解金属镍的工艺技术171

5.4镉的再生利用技术172

5.4.1概述172

5.4.2镉渣中镉的回收利用173

5.4.3镉的生产方法173

5.4.4含镉烟尘、合金、镉-镍电池中镉的回收176

5.5稀散金属的再生利用技术176

5.5.1硒的回收176

5.5.2碲的回收179

5.5.3铟的回收182

5.5.4镓的回收185

5.5.5锗的回收188

5.5.6铼的回收189

5.5.7铊的回收193

5.6贵重金属的再生利用技术195

5.6.1含金废料的再生利用195

5.6.2含银废料的再生利用201

5.6.3含铂废料的再生利用207

参考文献211

第6章超级冶炼厂、生命周期分析和工业生态园区

6.1超级冶炼观念213

6.2环境效益评估214

6.3金属及材料生态学概念中的冶金和回收215

6.3.1金属及材料生态学概念215

6.3.2动态回收系统模拟216

6.3.3金属动态系统模拟216

6.4生命周期分析217

6.4.1概述217

6.4.2废金属再生利用的生命周期分析218

6.4.3废金属再生利用的价值219

6.4.4管理和趋势219

6.4.5生命周期分析220

6.4.6生命周期分析方法学221

6.5生态工业园区222

6.5.1概述222

6.5.2工业生态学与生态工业园222

6.5.3国内外情况223

参考文献226

索引227

 

随着科学技术的发展和生活水平的提高，人类对金属的消费量日趋增加，而原生金属资源的不可再生性，使人类将要面临严重的资源危机。“十二五”以来，我国再生资源产业规模不断扩大，“十三五”期间，根据《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》（2016版征求意见稿），再生金属、报废汽车拆解和再生利用以及废橡胶、废塑料、废旧机电产品的无害化再生利用被列入了再生资源领域专项整治方案，标志着废物资源化已经上升到战略性高度。再生金属行业是资源再生产业中代表性的行业之一，再生金属与生产同量的金属相比，具有节水、节煤、少排放固体废弃物和废气的环保优势。废旧金属资源的再生作为资源综合利用的重要组成部分，对于保证资源永续、减少环境污染、节省能源、提高经济效益具有重要的意义。鉴于此种情况，近年来废旧金属资源的回收利用产业得到了多方重视，并且以投资少、消耗低、成本低等特点在国内外得到了迅速发展。为响应“十三五”提出的生态环境质量总体改善目标，促进再生金属行业的信息交流和技术合作，推广再生金属资源的应用技术，加速再生金属资源的循环利用，我们通过查阅历年来的相关研究成果，编著了这本《废旧金属资源综合利用》，以供读者参考。本书共6章，第1章是绪论；第2章～第5章主要介绍了废钢铁、铜、铝及其他金属的再生利用；第6章对超级冶炼厂及生态工业园等概念进行介绍。全书内容丰富、图文并茂、实用性强，可供从事废旧金属加工、物资回收及环境保护等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校、再生资源科学、环境科学与工程及相关专业师生参阅。本书主要由黄建辉、刘明华等编著，陈晓梅、郭佳、李莎等参与了本书部分章节内容的编著工作。全书后由黄建辉和刘明华统稿、定稿。本书在编著过程中参考了大量资料和许多学者的研究成果，在此表示真诚的谢意。限于编者的专业水平和知识范围，虽已尽力，但疏漏和不足之处仍在所难免，恳请广大读者和同仁不吝指正。编著者2017年5月