点“泥”成“金”-酸泥回收领航者

申报人：唐礼娜申报日期：2026-04-14

基本情况

所属批次:

2026年批次

项目名称:

点“泥”成“金”-酸泥回收领航者学生申报

项目类型:

创新训练项目

所属学科门类:

工学

所属专业类:

能源动力类

项目来源名称:

学生来源于教师科研项目选题

项目归属学院:

项目期限:

一年期

项目简介:

酸泥是冶炼烟气制酸过程中产生的含铅、硒、汞等重金属的副产物。针对其处理效率低、成本高的问题，本研究开发了全湿法回收工艺。采用氧化浸出体系，使铜等金属溶解，而铅以硫酸铅形式富集于渣中。浸出液经盐酸活化后，通过分步沉淀实现金属分离：选择性还原回收硒、草酸沉淀铜、次亚磷酸钠还原提取汞。该工艺具有流程短、成本低、回收率高等优势，且设备成熟，易于工业化。目前，该技术已获4项专利支持，并在广西南国铜业成功应用，有效解决了酸泥堆积问题，兼具环保与经济效益，为冶炼废渣资源化提供了可行方案。

负责人曾经参与科研的情况:

参与点“泥”成“金”-酸泥回收领航者研究

指导教师承担科研课题情况:

主要从事冶金专业教学及科研工作，研究方向为有色金属冶金及资源综合回收利用。近年来，主持完成广西中青年教师基础能力提升项目1项，广西教育科学规划课题1项，参与完成广西千亿元产业重大科技攻关工程项目1项，南宁市科技型中小企业技术创新基金项目1项，广西中青年教师基础能力提升项目2项；多次指导学生参加全国有色行业职业院校技能大赛，获团体二等奖。发表论文10篇，获得专利1项。

指导教师对本项目的支持情况:

指导老师具备与本项目高度匹配的扎实专业知识，能为项目在核心技术攻关、研究方案优化等关键环节提供精准的专业指导与理论支撑。协调提供项目所需的实验设备及专属实验场地，为研究的顺利开展提供硬件保障。有过往指导多项学生科研项目的成熟经验，老师能在项目申报、中期推进、结题验收等全流程给予科学规划与关键把关，为项目的高质量完成提供有力支持。

项目级别:

省级

项目成员

序号	学生	所属学院	专业	年级	项目中的分工	成员类型
1	唐礼娜	南宁分校	冶金工程	2024	方案设计	第一主持人
2	王霖	南宁分校	冶金工程	2024	数据整理	成员
3	王志凤	南宁分校	冶金工程	2024	实验操作	成员
4	殷博文	南宁分校	冶金工程	2024	数据分析	成员

指导教师

序号	教师姓名	所属学院	是否企业导师	教师类型
1	范旷生	南宁分校	否	第一指导教师
2	王益昭	南宁分校	否	指导教师

立项依据

研究目的:

通过高效提取酸泥中的有价金属，不仅可以实现危废减量化，还能促进资源的循环利用，具有显著的经济和环境效益。随着环保政策的日益严格和资源回收技术的不断进步，中国危废处理行业和工业危废市场将继续保持良好的发展态势。高效回收利用危险废物中的有价金属，不仅有助于缓解资源短缺问题，还能减少环境污染，实现经济与环境的双赢。未来，行业应进一步加大技术研发投入，提升危废处理能力和资源回收效率，推动行业的可持续发展。

研究内容:

针对铜冶炼系统含酸污泥处理工艺长、回收率不高的技术难题，提出含酸污泥处理与资源回收的创新解决方案，实现酸泥中铅、硒、铜、汞等有价金属充分分离，并分别获得硒、铜、汞中间产品，达到资源最大化回收利用的目的，有效降低环境风险。

国、内外研究现状和发展动态:

国内的有色金属冶炼厂都有酸泥的产出，预计国内的酸泥每年产出量为150万吨。目前市场上并没有一个完整的系统回收酸泥产业链，大多数的冶炼厂都在利用传统的火法技术解决酸泥问题，而这种传统的技术容易造成环境的污染和高成本的支出。部分冶炼厂将酸泥卖到专门处理酸泥的中小企业，但小规模的回收存在运输成本问题和储存方面的泄露风险。另一部分小企业则将酸泥长期堆积，徒增了安全隐患，逐渐增多的酸泥也会增加储存成本和空间，同时高值危废涉重金属酸泥对环境造成严重的危害，也不利于了酸泥中大量存在的有价金属资源回收利用。

2020-2024年，国内有色金属冶炼行业酸泥总量逐年增长，从约148万吨升至159万吨。2020年实际产量148.44万吨，2024年达159.38万吨。虽预计酸泥年产量约150万吨，实际规模远超预期，凸显酸泥处理需求大。规范处理、资源化利用酸泥，对行业绿色发展意义重大，也为相关企业与机构带来机遇和挑战。

创新点与项目特色:

创新点1.全湿法工艺梯级分离

采取全湿法工艺梯级分离，操作很简单，反应时间更短，回收率更高。

1.操作简单。全湿法工艺将传统方法的步骤由9个精简到4个，减少了技术操作步骤中的复杂环节，保工艺顺利的进行，降低企业的投资成本，有利于技术处于保持领先地位。

2.反应时间短。相较于传统处理法，“全湿法”反应时间仅需6个小时，较传统处理法节约了近50%，反应时间更短，生产过程更快，大大提升了生产效率。

3.回收率高。与传统方法相比，全湿法梯级工艺可以做到一次性浸出有价金属，沉硒率：99.99%，基本全部被还原，沉铜率：99.47%，沉汞率：99.84%。

创新点2.新试剂体系逐步析出

使用“硫酸+氯酸钠氧化浸出-盐酸+亚硫酸钠还原沉硒-草酸沉铜-次亚磷酸钠还原沉汞”梯级分离工艺，实现了有价金属的分离回收，达到了消耗能量更低，投资成本更少，环境污染更小的效果。

4.消耗能量更低。全湿法的反应温度相对于传统方法较低，消耗的能量降低了50%，污染排放更少，回收率均达99%以上。

5.投资成本更少。全湿法减少了生产过程中的资源浪费，更高效地利用资源，使资源利用更合理，经研究比较，全湿法每吨处理成本较传统处理法节约1万多元。且全湿法工艺使用的浸出剂（硫酸等）可重复利用，降低了试剂成本，较传统处理法节约近40%。

6.环境污染更小。全湿法使用环保试剂，提高产物纯度的同时有效降低环境风险。

技术路线、拟解决的问题及预期成果:

采用全湿法梯级分离新工艺技术，简化工艺流程和技术操作，使操作更加直观、易于理解，降低培训人员的成本和时间，减少人为错误的可能性，降低错误率，提高产品质量和可靠性，大幅度提高生产效率，更快地扩展生产规模，扩大生产效益，提高金属总回收率,酸泥回收硒铜汞技术流程如图1-5所示。

图1-5 酸泥回收硒铜汞技术流程图

针对酸泥性质，开发采用环保试剂体系，如亚硫酸钠代替传统的、可能产生有害副产品的化学试剂（如酸等），减少对环境的负面影响，达到可持续发展的目标，满足社会对环境友好目的和解决方案的需求。环保试剂通常具有更高效的化学反应匹配能力及更低的环境影响，能减少化学废弃物的产生，降低能量的消耗，减少产物中的杂质含量，提高产物的纯度，以达到更经济、更高效、更环保的效果。

全湿法工艺使用到的试剂可回收重复利用，减少其对环境的排放和污染，也减少对硫酸的需求，降低原材料的消耗，节省原料成本，提高经济效益，并对环境更友好，致力于可持续发展的理念保护环境和生态系统。

项目研究进度安排:

2025年5月20日，企业发布了酸泥处理的严苛命题——南国铜业的酸泥堆积处理难题，不仅制约了生产效率，还带来环保隐患，造成资源浪费。并且企业每年这方面投入大量的处理资金。

项目团队在21日针对企业发布命题进行分析，分析企业难点及需求，确定目前团队技术可以解决企业酸泥处理面临的困难。 summernote-img

图6-1 团队成员照片

5月25日，团队成员在老师的带领下与企业方进行对接，企业代表分享了目前的处理方法——主要采用以侧吹炉为主的火法冶金技术进行处理和酸泥的现场堆积细节，项目团队对酸泥进行采样以便进行优化试验。

图6-2 对酸泥进行采样

6月1日，根据前期的技术方案针对采集到的酸泥进行针对性实验，优化实验条件以达到企业命题要求。对比传统火法提取率较低，且易生成大量污染气体，成本较高等问题进行解决。

图6-3 部分实验照片

6月5日，经过数轮的失败与迭代，项目团队终于在老师指导下确定了针对南国铜业酸泥所采用的最优实验条件，在一定温度下反应一定时间，使硒、汞等元素充分溶解，沉硒高达99.5%以上，粗硒的纯度达到了99%，沉铜率、沉汞率均达99%，实现了产物的高效提取，达到国内领先水平。

图6-4 老师指导优化实验

6月10日，优化实验完成后，扩大试验在更大规模的实验舱启动，初期数据波动引发短暂担忧，但团队果断优化搅拌速率和热源分布，几天后喜讯传来：酸泥处理率稳定达标，进一步验证扩大试验下仍可以达到企业命题要求。

图6-5 进行扩大化试验

7月10日，历经一个月完成中试，团队成员轮班倒守，将实验室数据转化为实际运行，利用企业生产线原材料，达到企业命题要求，得到企业高度认可，证明技术方案具备可行性。

图6-6 前往企业进行中试

已有基础:

与本项目有关的研究积累和已取得的成绩:

1.与本项目有关的研究积累和已取得的成绩

团队成员在老师的指导下，在“酸泥全湿法综合分离提取有价金属硒汞”的关键问题上开展了大量的实验工作，实现了酸泥中有价组元铅与硒、汞的高效分离。一方面，对酸泥进行了NaClO3-H2SO4-H2O体系氧化浸出试验研究工作，实现了硒、汞等有价元素的高效浸出，铅大部分进入浸出渣中，返回铅冶炼系统中回收铅。另一方面，向浸出液加HCl+Na2SO3络合还原沉硒，有效分离出粗硒，硒主要以单质态存在；其次，向沉硒后液加二水合草酸还原沉铜，铜大部分以草酸铜沉淀进入含铜渣中；另外，向沉铜后液加一水合次亚磷酸钠还原沉汞，汞则主要以氯化亚汞形式存在于汞渣中。

（1）酸泥氧化浸出试验

通过对硫酸浓度、氯酸钠加入量、浸出温度、浸出时间、液固比等条件进行优化，来达到最佳的浸出效果，确定最优的氧化浸出参数：初始硫酸浓度1.5mol/L、氯酸钠加入量57g/L、浸出温度80℃、液固比4/1、浸出时间1.5h。硒、铜、汞浸出率分别为99.99%、99.24%、99.65%

图7-1实验所得的浸出渣

硫酸浓度、氯酸钠加入量、浸出温度、浸出时间、液固比等因素对酸泥氧化浸出效果的影响如下图7-2所示。

（2）浸出液还原沉硒试验

将氧化浸出液加入一定浓度的盐酸溶液中，并根据浸出液中硒的含量加入一定量的还原剂亚硫酸钠，HCl+Na2SO3络合强化硒的还原效果，并对盐酸浓度、Na2SO3加入量、温度、时间四个条件进行优化，确定了最优的沉硒条件：盐酸浓度2.5mol/L、Na2SO3加入量为11g/L、反应温度80℃、反应时间1.5h。硒沉淀率近100%，基本全部被还原，铜的沉淀率约2.36%，汞的沉淀率约5.16%，即铜、汞基本留在沉硒后液中。

图7-4 实验所得的粗硒

盐酸浓度、Na2SO3加入量、温度、时间等条件对酸泥氧化浸出效果的影响如图3-6所示。

图7-5 沉硒部分实验数据图

（3）沉硒后液还原沉铜试验

将沉硒后液加入一定量的二水合草酸进行铜的脱除，铜元素会对后续汞的回收产生影响。我们对二水合草酸加入量、反应时间等条件进行优化，达到合适的脱铜率，确定了最优的沉铜条件：二水合草酸加入量为沉硒后液含铜理论量2.1倍，反应时间1.5h。铜的沉淀率达99.47%，硒的沉淀率约11.11%，汞的沉淀率约2.13%。即铜基本全部脱除，汞基本全部留在沉铜后液中。

图7-6 实验所得的沉铜渣

草酸加入量对酸泥氧化浸出效果的影响如表3-1所示。

表7-7草酸加入量对沉铜效果的影响

（4）沉铜后液还原沉汞试验

将沉铜后液加入一定量的一水合次亚磷酸钠进行汞的回收，对一水合次亚磷酸钠加入量等条件进行优化，使汞的回收效果达到最佳，确定了最优的沉汞条件：一水合次亚磷酸钠加入量为沉铜后液中汞量的1.5倍，反应时间设为1.5h。汞的沉淀率达99.84%，硒的沉淀率约7.89%，汞的沉淀率约7.48%，即汞基本全部能还原进入汞渣中，汞剩余的硒汞基本全部留在沉汞后液中，后续可以继续富集回收，也可进行加试剂调PH回收锌、铋等有价金属。

图7-8 实验所得的汞渣

一水合次亚磷酸钠加入量对酸泥氧化浸出效果的影响如表3-2所示。

表7-2次亚磷酸钠用量对沉汞效果的影响

通过一系列的实验工作，目前已确定酸泥全湿法综合分离提取有价金属硒汞铜项目的最佳工艺条件。

（5）提取金属后废液处理

酸泥全湿法回收利用金属中所产生的废液包含的化学物质种类比较多，不同化学物质的处理方式也不同。以下是针对本方案添加过量试剂的废液处理方法：

①硫酸：硫酸为强酸，会降低废水的pH值，应在中和处理过程中加入碱性化学品进行中和，使其达到中性或者低于中性。（碳酸氢钠、氧化钙、碳酸钙、氢氧化钠等成本低、污染小、适用于企业的碱性化学试剂，具体试剂需要根据具体工艺流程及所处的环境条件正确选择和使用）

②氯酸钠和盐酸：氯酸钠和盐酸均为强酸，在中和处理后有可能会剩余大量的氯离子或钠离子，这些离子可能污染水源。因此，需要进一步采取化学沉淀或膜过滤等方式对其中的离子进行去除。

a沉淀法：通过添加碳酸钙等沉淀剂进行处理。沉淀后的废物能够通过离心等方式实现固液分离，可以通过压滤机、压榨机等设备进一步进行加工处理，将多余的水分从沉淀物中排放。确保废水中污染物的浓度满足环保标准。

b膜过滤：采用超滤、反渗透等技术对于废液进行膜过滤，去除其中的颗粒物、胶体物等悬浮杂质，以实现回收或者排放目的。排放符合国家和当地环保法规及行业准入标准要求。

③亚硫酸钠：亚硫酸钠是还原剂，使用过程中容易与空气发生反应，释放出有毒的二氧化硫气体，因此在处理过程中要注意采取适当的安全措施。处理时一般采用加入氧化剂气体进行氧化反应，将亚硫酸钠变为亚硫酸，再采用化学沉淀等方式进行去除。

④二水合草酸和一水合次亚磷酸钠：这两种物质对废液的环境影响较小，一般采用生物技术进行处理，通过生化分解、微生物代谢等方式将其转化成无害的物质。

（生物法：通过利用微生物对酸泥中的有害成分进行生物降解，将废液处理成安全、无害的物质。但是需要针对具体情况分别选择适宜的微生物菌系，同时还需要考虑废液中其他生物不可分解的成分对于该方法的影响等问题。）

以上方法并非是所有废液的处理方法，具体处理方式还需综合考虑污染物种类、含量、排放标准、设备投资与运行成本等多重因素。

（6）目前团队学生已经获得授权国家实用新型专利四项、以及发表一篇相关论文。而团队中所有老师则拥有十项以上的相关专利，四十多篇相关的优秀学术论文。

图7-9学生团队相关专利证书

已具备的条件，尚缺少的条件及解决方法: