《重有色金属冶金工厂可综合利用物料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重有色金属冶金工厂可综合利用物料（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 重有色金属冶金工厂可综合利用物料白凤斌二 O 一三年十月2 重有色金属冶金工厂可综合利用物料众所周知， 有色金属矿产资源是不可再生的一次性资源。随着我国现代化建设的高速发展，我国已成为世界有色金属生产和消费大国，国内有色金属矿产资源已无法满足生产需要，近年来对进口原料的依赖程度越来越大。 认真贯彻落实国家关于充分利用有限资源，发展循环经济的战略方针， 发展有色金属冶金工厂原料的综合利用，对于建设环境友好型工厂， 提高企业经济效益， 促进国民经济可持续发展具有十分重要的战略意义。如何切实做到既能为企业开拓原料市场，又能有效地保护环境， 了解和掌握重有色金属冶金工厂可再利用固体物料（俗称：二次
2、物料）的类型、性质、来源、用途、工业利用价值、对环境的影响以及如何鉴别分类等，对相关行业的领导、技术人员及其他从业人员十分必要的。1.1 重有色金属冶金工厂可再利用固体物料的分类1.1.1 可再利用固体物料的基本概念重有色金属包括：铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑、汞、铋、镉等10 种金属。这 10 种重有色金属的矿床大多是多金属共生矿。在自然界中除锡多以氧化矿形态存在外， 其它重有色金属主要以硫化矿的形态存在。重有色金属冶金矿产原料的伴生元素主要包括硫和多种稀散金属以及贵金属。 这些伴生金属在冶炼加工过程中，通常以其各自的3 物理化学性质不同，分别富集在冶炼烟气、烟尘、渣及废液中。这些在提取了主金
3、属后的烟尘、 渣又成为提取其它伴生金属的原料，这些物料在冶炼厂通常称为“二次物料”或“可再利用固体物料”。1.1.2 可再利用固体物料的分类重有色金属冶金工厂可再利用固体物料概括起来可分为如下四类。1.烟尘主要是指重有色金属冶炼厂回收的各种冶金炉在生产过程中排出的烟气中所含的固体粉尘。这种物料一般会富集大量的易挥发有价金属，并含有一定量的主金属。大部分烟尘具有很好的工业再利用价值。这种物料按其收尘方法不同，主要分为两大类，一是采用干式收尘法回收的烟尘，其物理状态是固体粉末。这种物料的特点是粉体粒度小，一般在103100，质量轻，比表面积大，易燃；二是采用湿式收尘法回收的烟尘，其物理性状为湿泥状
4、，这种物料的特点是水分含量高且差异大，干燥困难，不易分散。重有色金属冶炼烟尘按粒度及来源不同可分为三类（见附表）。烟尘分类附表类别尘粒直径（m ）说明粗尘10 100 干燥、焙烧、烧结或熔炼过程中产生的机械尘细尘0.110 能长久地悬浮在烟气中，在静止气体中沉降 缓慢尘烟10-310-1由气相转为固相时的尘粒4 几种典型的重有色金属冶炼烟尘化学成分如表1. 3.所示。氧气底吹炼铅（ Q.S.L法）炉烟尘化学成分表 1. 化学成分（ %）备注Pb Zn Cd S C 其中：镉（ Cd）为富集后的含量。60.0 5.0 5.0 9.0 0.5 注：由于硫化铅的蒸汽压大，故烟尘中的铅主要以PbS形式
5、存在。锌精矿沸腾炉焙烧烟尘化学成分表 2. 化学成分（%）Zn S SiO2Fe Pb As Ge 5357 1 3 2 46 1.5 0.4 0.005 瓦纽柯夫炉炼铜烟尘平均化学成分表 3. 化学成分% Cu Ni S SiO2Zn 13.66 1.25 1.91 18.65 0.542.78 2.冶炼渣主要是指重有色金属冶炼厂在生产过程中提取主金属后的残余物。这种物料一般会富集一定量的伴生有价金属，并会残留一定量的主金属。部分冶炼渣具有很好的工业再利用价值。冶炼渣可分为如下两大类。（1）熔炼渣：主要是重有色金属冶炼厂，在火法冶炼生产过程中，提取主金属后，从各种冶金炉排出的残余物。这种物料
6、的物理状态一般有两种，一是不规则且粒度不同的块状；二是分散的沙状粉体（这种渣又称为“水碎渣” ） 。由于各工厂所用原料不同，采用的冶炼炉不同，以及生产工艺、操作水平不同，所产生的熔渣化学5 组成差异很大，其再利用价值差别也很大。几种典型的重有色金属冶炼渣化学成分如表4. 6.所示。氧气底吹炼铅（ Q.S.L法）渣化学成分表 4. 化学成分（%）Pb Zn SiO2FeO CaO MgO Al2O32 5 15 3040 2040 1025 3.7 诺兰达炉炼铜渣化学成分表 5. 粗铅火法精炼砷、锑、锡浮渣表 6. 浮渣种类渣颜色化学成分（%）Pb Sn As Sb 锡浮渣暗黄色66.7 11.
7、6 0.6 0.4 砷浮渣淡褐色69.3 0.5 10.6 6.4 锑浮渣黄色73.4 0.2 2.6 12.6 （2）过滤渣（简称：滤渣）：主要是重有色金属冶炼厂，在湿法冶炼生产过程中，提取主金属后，从各种浸出、净化设备中排出，并经过过滤、 干燥的固体残余物。 这种渣的物理性状一般为湿泥状，其水分含量较大。过滤渣可分为两大类：a.浸出渣浸出渣是指在湿法冶炼过程中，用酸、碱等溶剂将经过加工的精矿原料中的主金属浸出，使其进入溶液，经过滤后产生的固体残余物。这种物料一般有价金属含量很低。锌湿法冶炼浸出渣化学成分如表 7. 8.所示。化学成分% Cu Fe S Pb Zn SiO2Fe3O4Al2O
8、35.7 38.1 1.5 1.3 3.9 22.3 18.0 4.0 6 锌湿法冶炼常规浸出法浸出渣化学成分表 7. 化学成分（%）Zn Pb Cu Fe CaOMgO Al2O3SiO2S 1923 2.5 15 0.20.6 2026 2 3 35 810 45 锌湿法冶炼热酸浸出黄钾铁矾法浸出渣化学成分表 8. 化学成分（%）Zn Pb Cu Fe Cd Sb 2.53.3 16 34 0.0250.34 2.44.4 0.090.15 0.0039 0.07 续表 8. 化学成分（%）As F Cl Co Ag（g/t ）SiO20.005 0.14 0.004 0.02 0.023
9、 100250 18 b.净化渣净化渣是指在湿法冶炼除杂过程中产生的各种渣。这类物料中一般会富集一种或几种伴生金属，工业利用价值较高，是生产某些金属的重要原料。净化渣属于“液相共沉渣” 。这种渣是由两种或两种以上的液体物料按一定化学组成比例混合，使其发生化学反应或者通过改变溶液的酸碱度使其发生水解反应而产生的固体沉淀物，经过滤、干燥形成的一种物料。这种物料的特点是粒度极细可达纳米级，极难过滤，因此水分含量很大，一般呈泥浆状，且用常规的干燥方法很难干燥。这种渣通常有价金属含量高，具有很好的再利用价值。例如：利用湿法溶剂萃取工艺处理铅、铜阳极泥提取金、银过程中产生的“氯氧锑渣”就属于这一类渣料，其
10、有价锑的含量高达 5070%。锌湿法冶炼净化渣化学成分如表9. 10.所示。7 锌湿法冶炼除铜镉渣化学成分表 9. 续表 9. 化学成分（%）Sb Ge H2O 0.0107 0.0044 4050 锌湿法冶炼黄药除钴渣化学成分表 10. 化学成分（%）Zn Cd Cu Co Ni Fe As 28.50 0.71 0.76 0.45 0.0016 0.49 0.0089 续表 10. 化学成分（%）Sb Ge H2O 0.0025 0.0005 6070 由于各工厂所用原料不同，采用的浸出和净化生产工艺、设备、及操作水平不同，所产生的过虑渣化学组成差异很大，其再利用价值差别也很大。c.阳极泥
11、阳极泥是铜、铅、镍电解精炼的附产物，脱水干燥后呈灰黑色粉末状，是提取金、银及铂族贵金属的主要原料之一，具有极高的工业利用价值。铅、铜电解精炼炼阳极泥典型化学成分如表11. 12.所示。化学成分（%）Zn Cd Cu Co Ni Fe As 28.85 7.97 2.07 0.055 0.067 1.07 0.0075 8 铅阳极泥的化学成分表 11. 化学成分（%）Pb Bi Au Ag Te Sb Cu 810 5 12 0.051 10.25 0.43 2030 1.6 续表 11. 化学成分（%）As Se Sn 215 0.2 12 铜极泥的化学成分表 12. 化学成分（%）Cu Ni
12、 As Sb Bi Pb Au 23.0 0.05 3.99 4.93 2.18 8.36 0.47 续表 12. 化学成分（%）Ag Se Te 7.25 4.37 5.75 3.工业富集物（俗称：人造矿）工业富集物是指将金属品位低，且用常规选、冶方法难以处理的矿物或者含有价金属的其它物料， 经过一定的工业加工将其中的有价金属富集，使其满足一般冶炼工艺要求的物料。这类物料比较常见的有炼厂利用钢铁烟尘、 低品位氧化锌矿以及其它含锌废料经回转窑挥发富集的次品氧化锌、 低品位难选铜矿通过离析浮选法产出的铜焙砂、人造金红石（氧化钛）等。这类物料也是有色冶金工业比较重要的原料。几种典型工业富集物化学成
13、分如表13. 14 物理性状：外观一般呈白色或灰白、灰黄色粉末状。9 威尔兹法挥发铅冶炼水碎渣氧化锌主要化学成分表 13. 烟尘名称化学成分（%）Pb Zn Cd Sb In 滤袋氧化锌8.1 69.95 0.008 0.0094 0.0190.021 烟道氧化锌13.5 38.2 0.005 0.0180.02 0.0210.025 续表 13. 烟尘名称化学成分（%）F Cl As 滤袋氧化锌0.15 0.20 烟道氧化锌0.20.25 1.31.9 0.16 0.28 注：氧化锌物理性状：外观一般呈白色或灰白、灰黄色粉末状贫铜矿离析浮选铜精矿化学成分表 14. 化学成分（%）Cu Fe
14、SiO2Al2O3CaO MgO S 29.20 11.39 29.93 10.26 1.59 1.31 4.26 4.中间产品与副产品A.铜、铅冶炼中间产品与副产品a.铜锍铜锍俗称：冰铜，是火法炼铜的中间产品。冰铜的主要化学成分为铜、铁、硫。冰铜进一步经过吹炼、火法精炼、电解精炼后可产出金属铜。除了铜精矿冶炼产生的冰铜外，在铅冶炼过程中也会产生这种铜锍，俗称“铅冰铜” ， 2012 年我国铅总产量为464.57 万吨，其中矿产铅约为360 万吨，据此推算可产铅冰铜含铜约10.8 万吨，由此可见铅冰铜也是用来生产铜的原料之一。冰铜一般为黑色或灰黑色10 不规则块状， 普通冰铜一般不含铅或含铅量
15、极小，而铅冰铜一般都含有相当量的铅，其典型含铅量为1020%。铅冰铜生产大多采用加碱熔炼工艺富集，这种物料极易风化，若遇水即成灰黑色砂状粉末。基夫赛特法炼铅铅冰铜化学成分表 15. 化学成分（%）Cu Pb Fe S Zn As 15 25 1020 2835 2023 4 鼓风炉冶炼铅冰铜化学成分表 16. 化学成分（%）Cu Pb Fe S Zn As 10 15 17 20 2835 16 18 313 铜精矿造锍熔炼冰铜化学成分表 17. 化学成分% Cu Fe S O2其它20 46.9 26.8 5.9 0.4 25 42.8 26.2 5.3 0.7 30 38.7 25.6 4
16、.6 1.1 35 34.6 25.0 4.0 1.4 40 30.5 24.4 3.3 1.8 45 26.4 23.8 2.7 2.1 50 22.3 23.2 2.0 2.5 55 18.2 22.6 1.4 2.8 60 14.1 22.0 0.7 3.2 65 10.0 21.4 0.1 3.5 70 5.9 20.8 11 b. 黑铜在铜电解精炼工序， 电解液脱铜中会产出一种树枝状或粉状，且结构疏松的副产物黑铜，其化学成分如表所示。黑铜化学成分表 18. B.锌冶炼中间产品与副产品a. B#锌在火法炼锌粗锌精馏生产中， 铅塔底部的产物经熔析后的副产品为 B#锌。B#锌的产出率一般为1933%，其化学成分如表19.所示。B#锌化学成分表 19. 化学成分（%）Zn Pb Fe Cd Cu Sn As In 9899 0.82 0.030.15 0.001 0.003 0.005 0.05 0.01 0.04 0
