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1、关于阜康铜渣冶炼工艺的研究和选择李昌福 ，黄忠淼 ，李晔 ，孙凤芹 北京矿冶研究总院铜渣的处理与资源化 矿产综合利用，2005年10月第5期张林楠，张力，王明玉，隋智通 东北大学材料与冶金学院铜渣中含有大量的可利用的资源。现代炼铜工艺侧重于提高生产效率，渣中的残余铜含量增加，回收这部分铜资源是现阶段处理铜冶炼渣的主要目的。当然，渣中的大部分贵金属是与铜共生的，回收铜的同时也能回收大部分的贵金属。渣中的主要矿物为含铁矿物(表1)，铁的品位一般超过40 ，远大于铁矿石291的平均工业品位。铁主要分布在橄榄石相和磁性氧化铁矿物中，可以用磁选的方法得到铁精矿。显然，针对铜渣的特点，开展有价组分分离的基
2、础理论研究，开发出能实现有价组分再资源化的分离技术，为含铜炉渣再资源产业化提供技术依据，对国民经济和科技发展具有重要的现实意义。2 铜渣的工艺矿物学特征随着铜冶金技术的不断发展，传统的炼铜技术包括鼓风炉熔炼，反射炉熔炼和电炉熔炼正在逐渐被闪速熔炼取代，与此同时，与上述二次熔炼的方法不同的所谓一步熔炼出粗铜的熔池熔炼方法，如诺兰达法、瓦纽科夫法、艾萨法也逐步受到人们的重视。冶炼厂转炉、闪速熔炼等含铜较高的炉渣(尤其是含砷等有害元素较高的炉渣)，返回处理困难，这些物料往往需要开路处理。炼铜炉渣主要成分是铁硅酸盐和磁性氧化铁铁橄榄石(2FeO SiO2)、磁铁矿(Fe3O4)及一些脉石组成的无定形玻
3、璃体(表2，表3)。机械夹带和物理化学溶解是金属在渣中的两种损失形态。一般而言，铜在渣中的损失随炉渣的氧势、锍品位、渣FeSiO2 比增大而增大。熔炼渣中的铜主要以冰铜或单纯的辉铜矿(Cu2S)状态存在几乎不含金属铜多见铜的硫化物呈细小珠滴形态不连续分布在铁橄榄石和玻璃相间。而吹炼渣中存在少量金属铜在含铜高的炉渣中，Cu，S含量也随之增大。机械夹带损失的有价金属皆因冶炼过程中大量生成Fe3O4，致使炉渣粘度提高，渣锍比重差别减小使渣锍无法有效分离。3 铜渣的火法贫化返回重熔和还原造锍是铜渣火法贫化的主要方式。炉渣返回重熔是回收铜的传统方法，产生的冰铜返主流程。针对炉渣的钴、镍回收，采取在主流程
4、之外的单独还原造锍。炉渣贫化方法很多，选择哪一种方法取决于现场条件，如资金、场地、副产品、杂质等。显然，熔炼工艺是确定炉渣贫化工艺技术的主要因素，因为炉渣的特性取决于熔炼技术。随着技术的进步，一些新的贫化方式也不断出现。(1)反射炉贫化炼铜渣反射炉是过去长时间使用的炉渣贫化法，炉顶采用氧燃喷嘴的反射筒形反应器来贫化炉渣。将含铜和磁性氧化铁矿物高的炉渣分批装入反应器内。第一步是通过风口喷粉煤、油或天然气进入熔池，还原磁性氧化铁矿物，使渣中磁性氧化铁矿物含量降低到10。这一步与火法精炼铜的还原阶段相似，降低了炉渣的粘度。第二步停止喷吹，让熔融渣中冰铜和渣分离。这种方法至今仍在日本小名浜冶炼厂、智利
5、的卡列托勒斯炼铜厂应用。(2)电炉法用电炉贫化可以提高熔体温度，使渣中铜的含量降到很低，有利于还原熔融渣中氧化铜、回收熔渣中细颗粒的铜粒子。电炉贫化不仅可处理各种成分的炉渣，而且可以处理各种返料。熔体中电能在电极间的流动产生搅拌作用，促使渣中的铜粒子凝聚长大。(3)真空贫化法杜清枝等开发炉渣真空贫化技术，使诺兰达富氧熔池炉渣1223的渣层含铜量从5降到05 以下。真空贫化的优点在于：迅速消除或减少Fe 0 的含量，降低渣的熔点、粘度和密度，提高渣一锍间的界面张力，促进渣锍的分离。真空有利于迅速脱除渣中的SO：气泡，由于气泡的迅速长大、上浮，对熔渣起着强烈的搅拌作用，增大了锍滴碰撞合并的几率。主
6、要存在问题是成本较高，操作比较复杂。(4)渣桶法 用渣桶作为额外的沉淀池，这是通用的降低废渣含铜的一种最简便的方法。此法关键是用一个大的渣桶保持桶内炉渣的温度，回收桶底富集的部分渣或渣皮再处理。渣桶法主要利用渣的潜热来实现铜滴的沉降和晶体的粗化。(5)熔盐提取熔盐提取法是基于铜在渣中与铜锍中的分配系数的差异，利用液态的铜锍作为提取相，使其与含铜炉渣充分接触，从而有效提取溶解和夹杂在渣中的铜。SVaisburd等对这种方法进行了深入的研究，并将其用于处理哈萨克斯坦的瓦纽科夫法产生的炉渣。另外，火法贫化研究还有直流电极还原，电泳富集等方式。4 炉渣选矿法依据有价金属赋存相表面亲水、亲油性质及磁学性
7、质的差别，通过磁选和浮选分离富集。渣的粘度大，阻碍铜相晶粒的迁移聚集，晶粒细小，铜相中硫化铜的含量下降，铜浮选难度大。弱磁性的铁橄榄石所占比例越大，磁选时精矿降硅就越困难。炉渣中晶粒的大小、自形程度、相互关系及主要元素在各相中的分配与炉渣的冷却方式有着密切的关系。缓冷过程中，炉渣熔体的初析微晶可通过溶解一沉淀形式成长，形成结晶良好的自形晶或半自形晶，聚集并长大成相对集中的独立相。(1)浮选法从富氧熔炼渣(如闪速炉渣)和转炉渣中浮选回收铜在炼铜工业上已得到广泛应用。浮选法除铜收率高，能耗低(较电炉贫化)外，与炉渣返回熔炼对比，可以将Fe 0及一些杂质从流程中除去，吹炼过程的石英用量将大为减少。铜
8、浮选回收率一般在90 以上，所得精矿大于20 ，尾渣含铜在03 05 。(2)磁选法渣中强磁成份有铁(合金)和磁铁矿。钴、镍在铁磁矿物中相对集中，铜在非磁相，因而磨细结晶良好的炉渣可作为预富集的一种手段。由于有用金属矿物在渣中分布复杂，常有连生交代，且弱磁性铁橄榄石在渣中占的比例较大，因而磁选效果不尽人意。目前，世界上有多家铜冶炼厂用选矿方法对转炉渣中的铜金属进行回收，由此也产生了大量的选矿尾矿。贵溪冶炼厂选矿车间以转炉渣作为原料进行选别作业，回收其中的铜金属，渣尾矿中除SiO 的含量超标外，完全符合铁精矿要求。5 湿法浸出湿法过程可以克服火法贫化过程的高能耗以及产生废气污染的缺点，其分离的良
9、好选择性更适合于处理低品位炼铜炉渣。(1)湿法直接浸出炼铜炉渣中的Cu、Ni、Co、zn等金属的矿物(硫化物，金属及结合氧化物)在加压条件下可经氧气氧化而溶于(稀硫酸为例)介质中，浸出过程的反应可简述如下：另外，也有文献报道用HCI和HNO，及KCN直接进行湿法浸出，但由于这些试剂费用较高，腐蚀性大，有毒等，因此在工业上用于铜渣提取金属的前景不明。浸出液在滤清之后，滤液用含提取剂的溶出液处理。目前工业应用较好的是汉高公司生产的LIX系列和英国Avecia公司生产的Acorge M系列萃取剂。(2)间接浸出适当的预处理可以将铜渣中的有价金属赋存相进行改性，使之更易于回收及分离。氯化焙烧和硫酸化焙
10、烧就是典型例子，焙烧产物直接水浸，金属收率主要取决于预处理效果；用酸性FeCI 浸出经还原焙烧的闪速炉渣及转炉渣，镍钴浸出率可提高到95和8O 。(3)细菌浸出细菌浸出由于能够浸溶硫化铜，并具有一系列优点，故发展很快。但细菌浸出的最大缺点是反应速度慢，浸出周期长。最近的研究有加入某些金属(如Co、Ag)催化加快细菌氧化反应的速率，其机理在于上述金属阳离子取代了矿物表面硫化矿晶格中原有的Cu2+、Fe3+等金属离子，增加了硫化矿的导电性，所以加快了硫化矿的电化学氧化反应速率。6 用于水泥工业建筑行业炼铜炉渣水淬后是一种黑色、致密、坚硬、耐磨的玻璃相。密度3345gcm3 ，孑L隙率50左右，细度
11、模数337452，属粗砂型渣。表4为铜渣在水泥工业及建筑行业的应用情况。8 铜渣综合利用前景和存在的问题铜渣综合利用大致可分为二类：一是利用铜渣的物理性质，二是利用铜渣中某些组分。随着环境保护要求的提高和矿产资源的日益枯竭，铜渣有很好的综合利用前景，选矿及贫化、浮选过程没有采矿成本，可充分回收铜及其中有Au、Ag等贵金属资源，尾矿含铁40左右，经磁选富集可获得铁精矿。炼铜炉渣的综合利用存在的问题主要是炉渣的理论研究工作不够深入，尤其是热力学和动力学方面的研究还很少。目前，炼铜炉渣的综合利用虽然得到了较广泛的研究，但是形成工业生产规模的方法还不多。综合利用铜渣对经济、社会和环境效益都非常重要，本
12、文所提到的选择性处理铜渣就是一种很有前途的方式铜渣火法强化贫化工艺研究 陈 海 清 ，李 沛 兴 ，刘水 根 ，张振 健4 湖 南 有 色金 属 研 究 院 ，湖 南 长 沙 410015；2白银 有 色金 属 公 司 ，甘 肃 白银 730900 3北 京 有 色金 属 研 究 总 院 ，北 京 100088；4北 京 矿 冶 研 究 总 院 ，北 京 100044)铜富氧自热熔炼在熔炼强度、能耗、环保等方面有一系列优点，是当今世界铜冶炼技术的一个主要发展方向。随着富氧浓度的提高、熔炼强度增大，熔炼渣含铜必然升高。对铜渣的贫化处理，目前世界上工业应用的有两种方法，电炉贫化法和炉渣选矿法。根据
13、DGPannell对世界47个铜冶炼厂的调查，选矿法的弃渣含铜为05l，电炉法的弃渣含铜为066。说明这两种方法工业应用时，弃渣含铜还是较高的。因此世界各国冶金学家进行了不少铜渣贫化新方法的研究，但到目前未见有工业应用的报导。我国发明的“铜富氧熔池自热熔炼法”产生的炉渣含铜偏高，一般渣含铜在0815，为了提高经济效益和提高资源利用率，要求将渣含铜降低到05以下。对此文章提出铜渣火法强化贫化技术。1铜渣火法强化贫化技术的基本依据经对“铜富氧熔池自热熔炼法”产生炉渣的物理化学性质研究表明，渣含铜高的原因主要是渣中磁性氧化铁含量高，导致渣熔点高，而熔炼过程的炉渣温度偏低，导致渣中夹杂较多的冰铜及氧化
14、亚铜。同时，渣中冰铜颗粒太小，并伴有夹生料，也使渣含铜偏高。针对上述渣含铜高的原因，火法强化贫化技术通过对炉渣硫化，还原，鼓风搅拌，提高炉渣温度等措施，达到贫化炉渣，加快铜渣分离，降低渣含铜的目的。浅谈湿法炼锌浸出渣的综合回收陈卫华邹学付 (四川会东铅锌矿)矿产资源作为一种重要的不可再生性自然资源，是人类社会赖以生存和发展不可缺少的物质基础。它既是人们生活资料的重要来源，又是极其重要的社会生产资料，当今世界95 以上的能源和80 以上的工业原料都取自矿产资源。我国是世界上开发利用矿产资源历史最为悠久的国家之一，也是世界上矿产资源种类齐全、储量丰富的少数几个国家之一，但在45种主要矿产资源中，我
15、国人均储量仅为世界平均水平的58 ，关系到国计民生的支柱性大宗金属矿产(铁、锰、铜、铝、镍、钴、金、银、铂、钾等l0种)资源相对不足或短缺，致使我国矿产品供给对国际市场依赖程度已高达20 ，其中铁矿石对国际市场的依赖程度已超过50 ，所以我国的矿产资源特别是金属矿产将面临更严峻的挑战。矿山与冶金固体废物具有危害和利用的双重性，是一种宝贵的二次资源。矿山与冶金固体废物的一个显著特点是量大、矿物伴生成分多。这主要是由于过去很长一段时间内在开发矿物资源方面存在着“单打一”、“用主弃辅”等诸多问题，将许多伴生组分矿物作为废物弃置。因此，构成了矿山与冶金固体废物具有再资源化的巨大潜力。我国是发展中国家，
16、发展是面临的首要任务。为加快国民经济的发展，扩大矿产资源开发利用的途径势在必行。而开展矿山与冶金固体废物的二次资源利用，将是扩大资源利用总量，补充资源短缺，实现固体废物资源化，解决资源短缺矛盾的有效途径。湿法炼锌的浸出流程分为常规浸出和热酸浸出，热酸浸出渣中的伴生有用金属回收较复杂，目前使不少采用热酸浸出工艺的厂家在综合回收工作中陷入困境。反观常规浸出工艺，其在综合回收方面确有独到之处。2 浸出渣回转窑挥发锌在湿法炼锌生产中，所得到的浸出渣除含有锌外，还有其它有价金属，如铅、铜及贵金属金、银等，以及大部分的杂质元素如硅、铁、钙、镁等。为此，必须从锌浸出渣中回收锌及有价金属。广泛采用的方法是往滤干后的浸出渣中配人40
