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1、个简单的搅拌槽内望是能够衬以耐火材料以防止金屠过度腐蚀的。这样的设备比起布罗肯希尔槽来,其优点是显著的。所用的熔化锅将是很便宜的,是可以报废的,而碳化硅熔化锅则可用于高温阶段。所推荐的基本方案是在高腐蚀地点使用临时设备。作者感谢先生提出的关于产 出 杂质含量高的炉渣和浮渣的忌见。采用论文中所述的方法时可在技术简单和单元设备便宜的工厂里产出这样的浮渣。这样的设备很容易补充、更换、业且如果损坏即可丢掉。以表示的和氟化物的临界伉 分 别 为。毫克米,和毫克米,这是对博士的回答。这些临界位表明,和氟化物可按其毒性采用与卫生安全卫门相似方法 加 以处理。某一从自然通风 的观点来看,在设计上亚不是最好的工
2、厂,在其电解车间所取的空气样品中含有。一。毫克米、一毫克米。这些含量 仅约为临界位的十分之一,业且认为通过较好的自然通风还能够加以改善。所以,可以认为在目前的指 标范围内,工作条件是安全的。译 自,周但梅光贵译赵天从校湿法炼铜的经济 分析美国矿冶、石油工程学会第次年会【编者按】美国矿冶、石油工程学会第次年会于年月日在美国路易 斯安那州新奥尔良召开。在这次会上分组对湿法炼铜进行了经济分析。现将该组主要成员对湿法炼铜的经济分析摘译如下,供参考。与会成员发言摘要我们当中的若干人对湿法冶金工艺的发已历来就感兴趣。几年前,在铜价为每磅美分时,人们对生产铜普遍感到欣、慰。但环保专家们对炼铜工业,特别对其烟
3、气污染施加了巨大的压力。这样炼铜工业就百临一个严重问题,即火法冶炼费用将上升到何种程牟将来是否还存在火法冶炼的可能性。百对这些压力,人们急转血下去研究代替熔炼的湿法冶金,湿法冶金的环保费用看来比火法低,因此人们在比较这两种方法时,往往持一种人为的乐观态度。在铜价急剧下降时,环保压力也开始涉及到废液和废料的处理了。湿法冶金在防止空气污染方百看起来是无懈可击的,但在废液和废料处理方百,却存在着严重 问题。在环保要求日益 严格的今天,湿法冶金工艺要取代火法,就一一必领既经济合理又符合环保要求。这里,我愿推荐一个评价各种有竞争性的生产工艺的有效方法。我要向诸位介绍的 不是包罗万象的,而是有代表性的湿法
4、冶金工艺流程的成 本 和数据。表所列为几种标准的湿法冶金工艺,即典型的氨浸法、美国矿业局的氯化法和焙烧一浸 出一电积法的投资比较。我们按工序把基达投资分成若干项,在每项投资中都包括有设计和不可予见费等全卫费用。看一下细目,便可明显看出哪一段的投资必须降低,才能显著地把总投资降下来。当然,人们不可能支接按工段与火法进行比较,故主要的是看表底行的基达投资,一般说来,总投资是很相近的。所以,湿法大休上并不比火法优越多少。基于这一点,如果湿法冶炼无特殊的优越性,主管卫门将不会作出有利于湿法的决定。综合上述投资项日,可发现某些非常重要的因素,例如外围设施,在分析中常被忽略。而外围设施和金屠的 回收几乎
5、占总投 资的一半。因而,我认为仅在浸出工段作某些小的改善,而忽视工艺流程的其它工序,对生产投资将不会有多大 改观。身,而忽视了采矿和选矿成本,那他就没有找到一个非常重要的降低总成木的途径。湿法在处理火法无能为力的复杂料矿方百有一定的地位。此外,对于各种低品位矿石湿法工艺也买有重大的优越性。其次,我认为当一个流程还处在萌芽状态时,都有忽视其不可予见费的倾向,然而当其形成一个新流程后,其不可予见费却是相当可观的。最后,我适议分段评价各工艺流程的费用再加上适量的不可予计费来反映其发旦状况。总之,应尽可能地考虑全个生产过程,即包括采矿,选矿 和冶炼。湿法冶金 各工段基建投资,吨铜 年产,典元 吨年,按
6、年月价计衰一甘八,曰上月生加加召泉统统统过逮逮一一尹茫澎出出出结潇潇离离心分离离二二羚泌出出出二口外 理理冷冷腾床氮连反反浸浸出渣过适适适翻拉拉矿石准备浸 出液固分离液态离子交换净化金屡回收浸出剂再生废物处理外围设施,月口勺合卜,。,。,。田密浦路斯们生产工艺流粗圈我并不想贬低湿法冶金的重要性,而深感它有一定地位。然而,在作评价时请诸位注意以下几点。首先,如果仅着眼于冶炼工艺本女尊士所指出的那样,就表中引人注目的数字来看,使金屡进人溶液,再从溶液中提取金房,投资额是很大白勺。通常,在采用溶剂萃取或离子交换的方法回收铜时,电解车间就借溶剂萃取来提供浓的电解液。在注意到从溶液 中回收铜不得不支付的
7、费用时,不少人所关心的溶剂萃取的成本就一一变得微不足迈了。因此,对未来的湿法炼铜来说,生产是否经济的至关重要的问题,是能否最大限度地降低电解车间的劳力和基适投资。当然,基适投资与电解车间所采用的电流 密度,溶剂萃取工段和电解车间所消耗的酸量 立接相关。另一重要方百是 电费不断增加,因此生产每磅铜的总成本也不断提高,因此,我认为在不降低产品质量 的条件下,采用最合理的电流密度,提高电流效率是至关重要的。当然,目前在最大限度降低这 些设施的投资、劳动工资和生产成本方百,正在进行着大量工作。我这里 仅介绍几项已经进行并继续工作的研究结果。第一是 电解母液中铁离子含量的形响,为此需将含铁离子 的 电解
8、液从电解粉间抽出。铁离子含量 立接形响电流 效率和酸耗。第二是阳极成分,要能最大限度地减少阳极在电解槽中溶解时 产生 的杂质。最后,还应考虑到电解液中添加剂例如钻的形响,加钻固然会提高生产成本,但却提高了阴极铜的质量,增加了售价。十多年来、一由于经济条令和社会况因,我们以高昂的代价对现有的炼铜技术进行了董大改革,达到炼铜工业的生产要求。同时,这些因索也促进了对从多种含铜物料中提取高纯铜的生产技术的研究,但生产过程却受到了种种限制。新技术和现有生产技术的改造所涉及的主要方百可按经济方式来分类。从料矿开始到生产出阴极铜或相当于阴极铜的产品为止,无论火法还是湿法,生 产工艺均约 占总 生产成本的,能
9、耗占生产成本的,间接地提高了投资额。生态 和生态控制,包投有关的操作成本和投资,占总 生产成 本的,其余的主要生 产成本,特别是在湿法工艺中,是多种消耗品 的费用、劳动工资和杂质铁的处 理费。杂质铁的处 理费对生产成本和基适投资都形响。当然,以承担风险 和付出高昂的投资而研制的任何一项新技术,都应适 用于多种目的,能够处理多种况料。不久前,有报导说可 用乙情来枚定溶液中的铜,由于乙精易挥发,收可用蒸馏法生产 出很纯的金房铜。这种提纯技术,可应用于多种含铜物料,但该法要随物料的不同 而稍加参改。下丙我对采用 乙睛处 理硫化矿及其与闪速熔炼经济分析的比较 作一简单介绍。所述成本是 按铜品位为的粘矿
10、换称的。我们采用硫酸化焙烧的方法把铜料矿中的铜转化成水溶性硫酸铜,然后加水浸 出,以溶解硫酸铜。把排出去的二氧化硫转化成亚硫酸按和亚硫酸氢按,当亚硫酸按和亚硫酸氢按与硫酸铜 溶 液 混合时,便将铜还况成产盐。这种还况产物中也含有固体二氧化硫。剩下的亚硫酸按和亚硫酸氢按用来进一步还反铜。最终的氨溶液加石灰除硫,回收的氨返 回吸收堪。该法的新技术是提纯盐,这用常规技术很难办到。同时这种盐含有火法精炼无法除去的杂质。将尸盐溶 解于硫酸铜和睛溶 液 中以秋定溶液 中的硫酸 亚铜,然后用蒸汽 洗提硫酸亚铜以除掉乙睛并产出金房铜,其化学成分相当于适于拉制线材的 电解阴极铜,其粒度亦符合要求。为与目前常规的
11、生产配套,必须将铜粒熔化浇成线锭或经压团与烧结 而做成易于人炉的形状。从睛基铜法料矿处理工艺的成本来看,主要房料费用是花在控制硫和回收氨的石灰上。其它成本极低,这有两点理由第一,我们利用料矿中的硫来还况铜,第二,在硫酸化焙烧过程中产生有大量的蒸汽可以通入睛歧化反应罐中来提取铜。因此,净能耗很低,仅风扇、鼓风机和泵需要用电。劳动工资和维务费用合盐分子式为。编者注,一一理,总可变成本大约是美分。按生产年限超过年,年产铜万吨的铜厂 计称,我们还 必须加美分固定成本。折旧、税金、保险费和利息支付取为投资的,即为美分磅铜,总的生产成本在不计利润或企业杂项开支的怜况下是美分磅铜。我们可 以将这个工艺同其他
12、工艺加以 比较。第一,就能耗来看,同最接近的氧气闪速熔炼相比可低。我们还可在投资方西同每年生产万吨铜的闪速熔炼电解特炼流程进行比较。我们估计焙烧睛化流程总投资约亿美元,而闪速熔炼流程大 约要 花亿美元,前者约节省。这两个工艺流程的可变成本分别是闪速熔炼电解料炼流程,美分磅铜,焙 烧睛化流程,美分磅铜。如同大多数湿法冶金流程一样,焙烧睛化流程材料消耗量比火法高得多。但该法的固定成本与总投资的比例是合理的。业且 因为所需的总投资 较低,所以固定成本较低。闪速熔炼电解料炼流程的固定成本是美分 磅铜,而焙烧睛 化流程为美分 磅铜。最近焙烧睛化流程已经 完成了试验室试验和小型的中间试验。下一步是选择专门
13、 的转矿来作工业规模的试验。塞浦路斯炼铜工艺的研究约花年时间,已取得了一系列 的进旦。以 电解为基础的屁流程,在年被放弃了。三年来,中间试验工厂按新的工艺流程 进行了 改适,并成功 地生 产了几个周期。年月,由加里福尼 亚州帕萨迪纳雅各布斯设计公 司做了可行性研究。研究表明,该流程在经济上和技术上是很有希望的。塞 浦路斯炼铜流程可用不同成分的铜料矿生产金屡铜,业已证明,这种金屠铜在各方百都与能拉制线材的电解阴极铜相当,能够满足电气工业的需 要。该生产工艺的投资和生产成本比 目前已知的其它任何一种生产流程都低。同时能耗也相当于或低于已知的其它任何流程,而且该流程无污染。现将塞浦路斯湿法炼铜工艺简
14、述如下铜料矿进行两段浸出,使溶于氯化铁和氯化铜溶液中见图。第一段浸 出的突液含一价铜离子的浓度很高。将此溶液冷 却,再 把沉淀下来的氯化亚铜晶休加以洗涤、干燥,然后送人沸腾床,通氢气进行还屁。而产出的铜粒可在熔化、火法料炼后铸成线材。沸腾床氮还况过程 产出的气体,返回到该流程的水解段,同结晶后的母液混合,使之氧反应,所得的再生浸出液返回浸出段。多余的铁和硫付产品在氧化阶段沉淀,以便维持一种与除铜总量相一致的化学平衡。圈舍利特一柯明科炸们工艺简化方棍圈不提及结构材料,对氯化铁工艺的讨论不称完全。前几年浓的氯化物溶液严重腐蚀设备的事例屡见不鲜。自从现在这个 中间试验工厂投人运转以来,我们认为各工序
15、已经有了合适的设备。泵、阀、管迈、槽子等等的使用时间都较长。在这方百最关键的因素是,本流程是在温度不高的条件下操作的。又 由于温度不高,可以在常压下操作,所以不需使用昂贵的压力一一容田,混合槽的搅拌轴也不需要麻烦的密封装显。由于工作压力不高,故可以使用廉价的管迈和其他设备零卫件。塞浦路斯炼铜流程的某些优点如下不产生污染空气和水的物质。正在研究贮存尾液用的液休密封池。该法对料矿品位的适应幅度广,土孙冶炼厂可毫不费力地处 理品位 为的铜精矿。可 以回收付产品。已经证明可以回收银、金、铂和硫,但不完善,故此次 暂不 讨论。根据雅各布斯的研究,采用塞浦路斯工艺适一个炼铜厂,无论投资还是 生产成本均比其
16、它有竞争性的工艺低,包括新适一个冶炼厂的折旧费和全下投资在内见表。该工艺能耗低,每磅线材需要的总能髦为。 。 。英热单位,其中包括过程热 髦、氢气和电耗见表。上述数据中,当电能换称为当量燃料时,发电效率取为。湿法和火法炼们厂投资和生产成本的比较以塞浦路斯流穆为,按年产润吨计衰湿法火法工艺流程投资生产成本沮法与火法能耗的比较裹法寒 甫路斯工艺一一一一一一一一一一燃料英热单位 磅电千瓦时磅当量燃料英热单位 磅总热量英热单位磅过程添加石脑油 英热单位磅总热量英热单位磅口口八己卜夕月勺一谷月了八料一内匕八吕注在 电能换赫为当量燃料时,发电效率取 为总之,从铜料矿生产电铜级金属铜的塞浦路斯湿法炼铜 流程
17、将获得广泛的应用,其理 由是勿庸盖疑的,即投资、生产成本和能源费用比其它工艺低,而且无环境污染。我愿对溶剂萃取电积厂的生产成本发表一点 忌见。采矿工程杂志年月的一篇文章报导了赞比亚恩昌加铜矿联合公 司钦戈拉溶剂萃取电积工厂。,该厂的设计能力为年产铜吨。一年前,该厂是该公 司唯一盈利的厂。尽管该厂有许多对生产不利的问题和生产成本高等因素例如缺少合格的管理人员、缺乏备品备件、润滑剂以及运软上的困难,但是采用这一工艺流程仍然能获得利润。现把采用溶剂萃取电积流程的两个铜业公司的生产成本加以比较。一个是塞浦路斯巴格达铜业公司。该公 司公布的了年的生产成本列于表。作者 雷琼斯在他的刊物中公布的总生产成本略
18、高于美分磅铜,而铜的售价为美分磅铜,净得利润为美分 磅铜。年以后另一个塞 浦路斯约翰逊铜业公 司也发表了该公 司的生产成本,如表所示,其生产成本比 巴格达铜业公 司高,为美分磅铜。然而约翰逊铜业公 司铜的售价为美分磅铜,盈利美分 磅铜。生产成本比较典分磅桐衰巴格达“业“司约翰逊“业“司一一些望一甘甲口内口,八几甘铜 产量生产成本稀释剂电力浸 出渣堆场化验分析酸工资阳极其他,磅,磅美分磅铜美分磅铜美分 磅铜美分磅铜铜销售价格公司获得利润美分磅铜美分 磅铜美分磅铜美分磅铜当然,这两个寒浦路斯公 司的操作条件有些不同,如浸出过程 的酸耗不同,溶剂萃取过程中药剂的浓度也不 同等等。因此很难直接进行比较
19、。在成本比较 中,我们发现稀释剂的成本上升不 多,而电费增加的幅度却很大。当然还有各种其他费用,如行政管理费、运软费等等。随着目前铜价的增长,前景更加光明。新的或正在推广的浸出工艺在湿法冶金中的应用可望增多,而溶剂萃取就更不例外。美国迈呵密城市服务厂采用先细菌浸出然后溶剂萃取内工艺就是一例。目前可以这样估计,在今后的个月内将有一个新的溶 剂萃取厂试 仁投产,有些厂还是熔炼公司兴适的。无疑将长会越来越多地采用溶剂萃取来处理矿石。湿法处理含可溶铜矿石的经齐价值是勿庸盖疑的,放弃烧结、熔炼、吹炼阳电解这一流程的很多况因,我们大 家是熟翔的。用湿法处理含可溶铜的矿石相对来说是 七较容易的。但我们目前得
20、到的可溶铜还较少,所以,要处理这些矿石,首要的任务是不断讨现有的和已验证的技术加以改进。未来要处理的主要是黄铜矿料矿,这将使我百临许多困难,小组大多数成员代表了一些主要的炼铜公 司。即使在这个财源外 缺的时代,这些公司也把宝贵的人力和资金投在研究和发已代替火法的湿法冶金上。目舍利特高尔顿矿业公 司和柯明科公司研制的舍利特柯明科一流程用来代替硫化铜料矿熔炼流程是使人感 兴趣 的。该法经大量试验室试验后,于弃在一个完全的中间试验工厂验证了其技术上谬可行性。经济评价表明,一湿法炼铜流程 优于二火法,特别是投资比火法低。该法的况则流程示于图。黄铜矿料刃在多膛沪加热活化后转化成斑铜矿。遥和陨硫石的混合物
21、,然后焙砂用矶酸浸出,大卫分铁以硫酸亚铁的形态溶出,然后氧化业沉淀黄钾铁矾,浸出过程中产生的矶化氢要转化成元素硫。浸 出渣含硫化铜很高,用硫酸进行高压浸出,同时将 流化物硫转化成元素硫。元素硫以料矿的形式 同高压浸 出 泄 分开,以回收贵金屠。高压浸出后获得的硫酸铜溶液须净化除铁、砷和硒等主要杂质。然后电积回收铜。实践证明,铜的质量可达电解转炼铜的等级。铜精矿中伴生的其它金屠也石回收,例如锌以硫化锌状态从 硫酸亚铁溶液沉淀下来,铂随贵金屠失集于高压浸出渣中,一一炼铜工艺有许多优点。它 适 于处理多种类型的硫化铜精矿能够满足 目前的卫生 和环保条例的规定,不存在硫的排放间题,因为硫转化成了元素硫
22、,元素硫易于储存,以备将来使 用。废热 和烟尘极少,过程 和冷却水闭路循环使用。使铅、砷和二氧化硫量达到最低限度是轻而易举的。铁以黄铁矾形式贮存在有衬里的渣 池里,而铅和汞则进入最后的浸出渣中。所有这些优越性,都是在以比火法投资和生 产费用合理的怜况下达到的。实践 表明,一法炼铜厂的投资和周转资金较低,而生产成本与火法相当或稍低。因此,完全可以断定,一湿法炼铜工艺是有生命力的,有可能代替传统的熔炼电解料炼的流程。我同忌载维斯先生 的意见,即我们不仅一定要在经济上与火法相比,还 必须使它的重要优点来一个飞跃。今天我听说,湿法的生产成本除个别怜况外,大约和火法相同,但大体看来相差无几。这说明,如果
23、我们要使成本实现一个飞跃,至少降低 三分之 一,或二分之一,以真正使湿法冶金大显其能,那末我们就须通过更多的基础研究去胜过传统 的分子体系。我认为有三种可能性。我们可以设法截取电子以不致于仅去氧化废渣并送往渣 池,从而失 去其化学能。一般 说来,硫和湿法冶金处理的头痛问题是能量的大量损失。怎样在所选择的氧化还况步骤里截取电子,以利用湿法冶金化学反应过程的优越性呢其中一例是利用药剂产生一价铜的络合物。我们阅读了的工 艺和利用硫酸铜按的基本设想。我们 应成为硫的化学专家,但我认为我们还差得远。我们很不喜欢硫,但将来我们很可能会与 硫结成好友。我们在电化学研究 中正探索一种仅用化学反应 中存在的电压
24、就能改变硫 的物理性质的方法。我认为我们可 以开始考虑某些人已经考虑过的用硫作为还况剂的问题,即 不是去氧化矿物而是还昆矿物,使其成为新的形态。例如,我们正在用烟气把黄祠犷还兄戊辉 铜矿。这 是一个有趣 的转折点。在此还况过程中可立 即除掉铁、并有可能分离铁铜硫化物从而产生容易浸串的硫化物相。另一种想法是直接截取 湿法冶金过程中的 电子 流。我认为利用硫的能量,以电化学方式截取电子 的可能性是存在的。例如,在用把黄铜矿还况成的过程中,产生一个 同电子传导物相相连的 电化学力偶是不可能的。硫化物能传导电子,并庄连续过程 巾会产生大约伏的电压,这个数字虽不大,产 生的热量却很可观。,总之,有关燃料电池的 新颖有趣 的设想,用硫作还庞剂以及使用中间络合剂的设想,为湿法成本的大幅度下降带来了希望。译自包晚波译黄兴东校一一
