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工业上处理黄铜渣废料时(铜渣提炼技术)

工业上处理黄铜渣废料时(铜渣提炼技术) 铜渣的处理及资源化利用

1.铜渣中含有大量可利用的资源。

现代铜冶炼技术注重提高生产效率,渣中残铜含量增加。回收这部分铜资源是现阶段处理炼铜炉渣的主要目的。当然,炉渣中的大部分贵金属都与铜共生,回收铜的同时也可以回收大部分贵金属。渣中主要矿物为含铁矿物,铁的品位一般超过40%,远高于铁矿石29.1%的工业平均品位。铁主要分布在橄榄石相和磁性氧化铁矿物中,磁选可获得铁精矿。显然,根据铜渣的特性,开展有价组分分离的基础理论研究,开发能够实现有价组分再利用的分离技术,为含铜渣的再利用提供技术基础,对国民经济和科技发展具有重要的现实意义。

二。铜渣的工艺矿物学特征

随着铜冶金技术的不断发展,传统的铜冶炼技术,包括高炉冶炼、反射炉冶炼和电炉冶炼,正逐渐被闪速熔炼所取代。同时,与上述二次熔炼法不同,所谓的一步熔池熔炼法,如诺兰达法、瓦纽科夫法、伊萨尔法等,也逐渐被人们所重视。冶炼转炉、闪速熔炼等含铜量高的炉渣(特别是砷等有害元素含量高的炉渣)难以返回处理,这些物料往往需要进行开路处理。铜冶炼渣的主要成分是硅酸铁、磁性氧化铁、由铁橄榄石(2FeO SiO2)、磁铁矿(Fe3O4)和一些脉石组成的无定形玻璃(表2和表3)。机械夹带和物理化学溶解是炉渣中金属的两种损失形式。一般来说,铜在渣中的损失随氧势、冰铜品位和渣铁/二氧化硅比的增加而增加。冶炼渣中的铜主要以冰铜或纯辉铜矿(Cu2S)的形式存在。它几乎不含金属铜。大多数硫化铜以细小的珠状不连续地分布在铁橄榄石和玻璃之间。但吹炼渣中有少量金属铜,含铜量高的渣中Cu和S的含量也增加。机械夹带损失的有价金属都是由于冶炼过程中生成大量Fe3O4,导致炉渣粘度增加,渣锍比重差减小,无法有效分离渣锍。

三。铜渣的热解稀释

重熔和还原造锍是火法炼铜贫化的主要方式。炉渣回炉重熔是回收铜的传统方法,产生的冰铜返回主流程。考虑到从矿渣中回收钴和镍,冰铜通过在主流程之外单独还原来生产。矿渣稀释的方法有很多,选择哪种方法取决于现场条件,如资金、场地、副产品、杂质等。显然,冶炼技术是决定炉渣贫化技术的主要因素,因为炉渣的特性取决于冶炼技术。

随着技术的进步,一些新的稀释方式也在不断涌现。

(1)铜冶炼渣在反射炉中脱硫

反射炉是过去长期使用的炉渣稀释方法,炉顶采用带氧气/燃烧喷嘴的反射式圆柱形反应器稀释炉渣。将含有高含量铜和磁性氧化铁矿物的炉渣分批加入反应器中。第一步,通过风口向熔池中喷入煤粉、石油或天然气,还原磁性氧化铁矿物,使炉渣中磁性氧化铁矿物的含量降至10%。这个步骤类似于火法炼铜的还原阶段,降低炉渣的粘度。第二步,停止喷吹,将熔渣中的锍与渣分离。日本的小明邦冶炼厂和智利的Caletoles铜冶炼厂仍在使用这种方法。

(2)电炉法

利用电炉稀释可以提高熔体温度,将渣中铜的含量降低到很低的水平,有利于还原熔渣中的氧化铜,回收熔渣中的细小铜颗粒。电炉不仅能处理各种成分的炉渣,还能处理各种返料。电能在电极间熔体中的流动产生搅拌效应,促进了渣中铜颗粒的团聚和长大。

(3)真空稀释法

杜青芝等人开发了炉渣real 空稀释技术,使诺兰达富氧熔池1/2-2/3渣层含铜量由5%降至0.5%以下。真空稀释的优点是:迅速消除或降低Fe 0的含量,降低炉渣的熔点、粘度和密度,增加炉渣与冰铜的界面张力,促进炉渣与冰铜的分离。True 空有利于快速去除渣中的SO:气泡。由于气泡的快速增长和漂浮,对熔渣起到强烈的搅拌作用,增加了冰铜液滴碰撞合并的概率。主要问题是成本高,操作复杂。

(4)渣斗法

利用渣斗作为附加沉淀池是降低渣中铜含量的一种常见而简单的方法。这种方法的关键是用一个大渣桶来保持桶内渣的温度,并回收一部分富集在桶底的渣或渣皮进行再加工。熔渣法主要是利用熔渣的潜热来沉降铜滴和粗化晶体。

(5)熔盐萃取

熔盐萃取法是基于铜在炉渣和铜锍中分配系数的差异,利用液态铜锍作为萃取相,使其与含铜炉渣充分接触,从而有效地萃取溶解和混合在炉渣中的铜。S. Vaisburd等人对该方法进行了深入研究,并将其用于处理哈萨克斯坦Vanyukov工艺产生的炉渣。

此外,火稀释的研究还包括DC电极还原、电泳富集等。

四、炉渣选矿方法

根据有价金属赋存状态表面亲水性、亲油性和磁性的不同,通过磁选和浮选进行分离富集。炉渣粘度高,阻碍了铜相颗粒的迁移和聚集,颗粒细小,铜相中硫化铜含量降低,铜浮选困难。弱磁性铁橄榄石的比例越大,磁选时降低精矿硅含量越困难。炉渣各相主要元素的大小、自形成程度、相互关系及分布与炉渣的冷却方式密切相关。在缓冷过程中,熔渣初晶可以通过溶解-沉淀长大,形成结晶良好的自生晶体或半自生晶体,这些晶体聚集生长成相对集中的独立相。

(1)浮选法

从富氧熔炼渣(如闪速渣)和转炉渣中浮选回收铜已广泛应用于铜冶炼工业。浮选除了铜收得率高、能耗低(与电炉相比)之外,还可以除去工艺流程中的Fe 0和部分杂质,吹炼过程中应时的用量也将比渣返熔炼大大减少。一般铜浮选回收率在90%以上,得到的精矿在20%以上,尾矿含铜在0.3%-0.5%之间。

(2)磁分离法

炉渣的中强磁性成分为铁(合金)和磁铁矿。钴和镍相对富集于铁磁性矿物中,而铜处于非磁性相中。因此,具有良好结晶的细磨矿渣可以用作预浓缩的手段。由于有用金属矿物在渣中分布复杂,常被交代,且弱磁性铁橄榄石在渣中所占比例较大,磁选效果不理想。目前,世界上许多铜冶炼厂都采用选矿方法从转炉渣中回收金属铜,这也产生了大量的选矿尾矿。贵溪冶炼厂选矿车间以转炉渣为原料进行选矿,回收金属铜。除一氧化硅含量超标外,矿渣尾矿完全符合铁精矿的要求。

5.湿法浸出

湿法工艺可以克服火法稀释工艺能耗高、废气污染大的缺点,其良好的分离选择性更适合处理低品位炼铜炉渣& # 8943;。

(1)湿法直接浸出

铜冶炼渣中的铜、镍、钴、锌等金属的矿物(硫化物、金属和复合氧化物)可在压力下被氧气氧化,溶解在(以稀硫酸为例)介质中。浸出过程的反应可以简要描述如下:

此外,有报告称盐酸、HNO和KCN被直接用于湿法浸出。然而,由于这些试剂昂贵、具有腐蚀性且有毒,因此在工业上从铜渣中提取金属的前景是未知的。过滤浸提液后,用含萃取剂的浸提液处理滤液。目前工业应用最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

适当的预处理可以改变铜渣中有价金属的存在形态,使其更容易回收和分离。氯化焙烧和硫酸化焙烧是典型的例子。焙烧产物直接浸入水中,金属收得率主要取决于预处理效果。酸性FeCI还原焙烧后浸出闪速渣和转炉渣,镍和钴的浸出率可分别提高到95%和80%。

(3)细菌浸出

细菌浸出因能浸出硫化铜并具有一系列优点而发展迅速。但细菌浸出最大的缺点是反应速度慢,浸出周期长。最近的研究表明,加入一些金属(如Co和Ag)可以加快细菌氧化反应的速度。其机理是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,从而加快了硫化矿的电化学氧化反应速率。

不及物动词用于水泥行业和建筑行业。

炼铜炉渣是水淬后的黑色、致密、坚硬、耐磨的玻璃相。密度3.3—4.5g/cm3,空隙率50%左右,细度模数3.37—4.52,属于粗砂模渣。表4显示了铜渣在水泥工业和建筑业中的应用。

七。铜渣综合利用的前景及存在的问题

铜渣的综合利用大致可以分为两类:一类是利用铜渣的物理性质,另一类是利用铜渣中的一些成分。随着环保要求的提高和矿产资源的枯竭,铜渣具有良好的综合利用前景。选矿、贫化、浮选过程无采矿成本,铜和金银等贵金属资源可充分回收。尾矿含铁约40%,磁选富集可获得铁精矿。

铜冶炼炉渣综合利用的主要问题是炉渣的理论研究不够深入,尤其是热力学和动力学的研究还很少。目前,虽然对铜冶炼渣的综合利用进行了广泛的研究,但形成工业生产规模的方法并不多。铜渣的综合利用具有重要的经济、社会和环境效益。本文提到的选择性处理铜渣是一种很有前途的方法。

 

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