銅冶煉主要副產(chǎn)物處理與綜合利用工藝研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會的飛速發(fā)展,受到銅消費(fèi)不斷增長的刺激,銅工業(yè)規(guī)模也日益壯大。受銅礦資源儲量的限制,銅精礦的進(jìn)口依存度越來越高。銅渣和煙灰是銅冶煉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的兩種主要固體副產(chǎn)物,其中含有Cu、Zn、Pb、Sn、As、Sb、Bi、Te、Co、In、Ge等有價(jià)元素,是一種潛在的二次資源。如果對這些副產(chǎn)物不加以綜合回收利用,不僅對環(huán)境會造成嚴(yán)重的污染,而且會造成大量的資源浪費(fèi)。在礦產(chǎn)資源供需矛盾日趨白熱化的當(dāng)下,加強(qiáng)對類似二次資源的綜合回收利用

2、具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以某冶煉廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的銅冶煉渣和煙灰為研究對象,研究采用的銅渣中Cu的品位為0.5~0.9％,Co的品位為0.15%左右;煙灰中As含量為50.46%, Zn含量為3.72%。通過系統(tǒng)的試驗(yàn)研究,得出如下結(jié)論:(1)通過對奧斯邁特爐緩冷爐渣的工藝礦物學(xué)研究發(fā)現(xiàn),爐渣中的銅礦物均屬微細(xì)粒分布,采用“階段磨礦,階段選別”工藝有利于獲得較好的選礦指標(biāo)。經(jīng)試驗(yàn)研究可知,渣包緩冷時(shí)采用先以水冷24h再自

3、然冷24h的冷卻制度有利于渣中Cu的回收;在緩冷渣原礦品位為0.74%時(shí),以丁黃藥為選Cu的捕收劑,粗磨細(xì)度–0.074mm含量75%,再磨細(xì)度–0.043mm含量85%,硫化鈉95g/t、丁黃藥90g/t、2＃油用量85g/t的條件下,可以獲得品位達(dá)16%以上的銅精礦,Cu的回收率達(dá)70%。(2)通過對轉(zhuǎn)爐渣的工藝礦物學(xué)研究發(fā)現(xiàn),爐渣中的銅礦物主要是以硫化態(tài)的形式存在,還有部分以金屬態(tài)和氧化態(tài)形式存在,少部分以鐵酸銅形式存在;且含有大

4、量金屬銅的高品位轉(zhuǎn)爐渣可磨性相對較差,延長磨礦時(shí)間對使金屬銅及連生體中的銅實(shí)現(xiàn)單體解離及回收有利。經(jīng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):浮選一段磨礦細(xì)度定為–200目75%,二段磨礦細(xì)度–325目含量定為75%~80%時(shí),Cu的回收率可達(dá)96.5%。(3)浸出試驗(yàn)在H2SO4濃度為30%,浸出的液固體積質(zhì)量比為7:1(ml/g),H2O2添加量為2.00(ml/g),浸出溫度為85℃,浸出時(shí)間為150min的條件下進(jìn)行,Cu、Zn、Co、Fe的浸出率分別為7

5、9.83%、82.37%、80.54%、72.32%。(4)在選銅尾砂酸性氧化浸出Co的最佳工藝條件下,考察了攪拌強(qiáng)度、尾砂粒度及浸出溫度對選銅尾砂中Co浸出速率的影響,試驗(yàn)研究結(jié)果表明:該浸出過程符合反應(yīng)區(qū)域模型,根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析得出其宏觀動力學(xué)方程為反應(yīng)的表觀活化能為19.00kJ/mol,反應(yīng)過程受擴(kuò)散過程控制。(5)在惰性氣體保護(hù)下,焙燒溫度為600℃、焙燒時(shí)間為100min的條件下,冶煉煙灰中As的脫除率可達(dá)78.43%。(

6、6)在pH=2-H2SO4-H2O2浸出體系中,采用浸出方式脫As的最佳工藝條件為:浸出溫度為80℃、液固體積質(zhì)量比為10:1(ml/g)、H2O2的添加量為1.75(ml/g)、浸出時(shí)間為105min、攪拌速度為705r/min,在此條件下體系中Zn的浸出率達(dá)85.42%,As的脫除率達(dá)78.25%。(7)在惰性焙燒和pH=2-H2SO4-H2O2體系浸出聯(lián)合工藝下,As的總脫除率達(dá)81.98%,且氣相揮發(fā)物中 As的品位達(dá)73.24

7、%。(8)根據(jù)選銅尾砂酸性氧化浸出Co的浸出液中Fe3+和在pH=2-H2SO4-H2O2浸出體系中的浸出液中As的濃度,控制二者濃度(Fe3+/As)比為1.2,以鈣粉調(diào)節(jié)混合液pH到4.5,攪拌反應(yīng)一段時(shí)間后,溶液中99.8%的As轉(zhuǎn)入到了砷鐵渣和砷鈣渣中。
　　上述研究為實(shí)現(xiàn)銅冶煉爐渣中有價(jià)元素的綜合回收技術(shù)的升級和改造提供了理論依據(jù);同時(shí),利用選銅尾砂中的Fe元素沉淀含As煙灰中有毒元素As,一定程度上減輕了含F(xiàn)e尾砂堆積