高温熔融法回收污泥中的金属

火法回收中的高温熔融是将重金属污泥及其他物料放入高温炉内，这些物料会发生一定的物理、化学变化，产出金属或金属化合物以及炉渣的冶金过程，从而回收金属。由于该过程没有溶液加入，故又称为干法回收。为使重金属污泥易于熔融，有时还添加熔剂，以及为进行某种反应而加入还原剂。高温熔融提炼首先是电镀污泥中的金属化合物分解为金属单质，熔融的金属单质和形成熔融的炉渣与助熔剂会滴落至炉床，此时密度较小的炉渣会浮在密度较大的熔融金属单质上面，再由不同出口分别取出，从而可以获得粗金属产物。而挥发提炼则是利用金属或金属化合物在一定温度下都具有一定的蒸气压，针对部分蒸气压较大的金属（如镉、锌、镁等）在高温下熔融挥发的特性使之产生金属蒸气，将此金属蒸气捕集凝缩则可以得到目标金属，若其中的不纯物蒸气压相差越大则所得目标金属的纯度越高。

为了提高熔炼效率，电镀污泥在熔炼前要经过除杂、富集、烘干等前处理。有时会添加目标金属以增加污泥中的金属含量提高熔炼效率。在熔炼过程中产生的烟气夹带有重金属和二氧化硫，需进行尾气处理。熔炼以铜为主的污泥时需控制炉温在1300℃以上，熔出金属称为“冰铜”；熔炼以镍为主的污泥时控制炉温在1455℃以上，熔出金属称为“粗镍”，当含有硫化物时则会形成“冰镍”。还有的火法以煤炭、焦炭为燃料和还原物，辅料有铁矿石、铜矿石、石灰石等。

可利用闪炉或电弧炉对电镀污泥进行高温熔融处理。电弧炉（electric arc furnace）是利用电极电弧产生的高温熔炼金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度甚至能达到3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。对电镀污泥进行高温处理时，电弧炉的操作温度约为1400℃，并且添加Al2O3、SiO2及CaO作为造渣剂，当反应结束后会产生铁合金与炉渣。炉渣则以德国有害废弃物试验方法（German standard DIN 38.414-Part4）进行分析，分析结果表明，残渣较为稳定，符合德国的一级处置标准（标准如下：Zn<0.1mg/L；Cr<0.05mg/L；Cu<0.1mg/L；Ni<0.05mg/L；Fe<1.0mg/L）。

还可应用挥发提炼技术处理含锌电镀污泥，其处理量为5kg/h（污泥含水率10%），污泥先经后段热排气预热将污泥含水率降至10%，再将干燥污泥与石墨粉末混合形成原料，电炉的反应温度约为1600℃，并且加入助熔剂（钙和硅的氧化物)帮助造渣，污泥中的锌会因高温而挥发，经由冷凝器凝缩捕集，其锌的回收率约为67%。而污泥中的铁成分及部分重金属则形成铁渣相；另外，钙硅氧化物会因高温作用生成玻璃相，上述两种炉渣经过浸出试验均无重金属溶出的问题。其中铁渣炉石成分符合钢铁工业的要求可以送至钢铁厂做进一步的处理，而玻璃相亦属于一种惰性物质，可以直接掩埋或作为覆土材料。