高汞銅精礦工業(yè)處理探索

涂傳壽

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠, 江西 貴溪 335424)

高汞銅精礦工業(yè)處理探索

涂傳壽

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠, 江西 貴溪 335424)

概述了高汞銅精礦的特性，分析了汞及汞鹽對生產(chǎn)、人身的危害，通過工業(yè)試驗(yàn)探明了汞在銅精礦冶煉工藝流程中的走向及分布。

銅冶煉； 高汞銅精礦； 危害； 分布

0 前言

2008年由于市場銅價(jià)低迷，江西銅業(yè)集團(tuán)公司加大了高雜銅精礦的采購量，貴溪冶煉廠高雜銅精礦的處理量也逐步加大，公司原安排2010年7月至2011年12月有9萬t含Hg(50～80)×10-6的高汞銅精礦進(jìn)廠處理。此前處理的銅精礦中汞含量極低，工廠從未對銅精礦中的汞在冶煉工藝流程的走向及分布做過調(diào)查。鑒于汞及汞鹽對生產(chǎn)、人身的危害，貴冶通過高汞銅精礦處理工業(yè)試驗(yàn)，探明了銅精礦中的汞在冶煉工藝流程中的走向及分布。

1 汞的特性及污染治理形勢

汞是一種具有嚴(yán)重生理毒性的化學(xué)物質(zhì)，具有持久性、易遷移性、高度的生物富集性和強(qiáng)生物毒性，被稱為唯一的重金屬類持久性有機(jī)污染物。汞及汞鹽有毒且沸點(diǎn)低(400 ℃左右)，極易揮發(fā)且易被皮膚以及呼吸和消化道吸收。

環(huán)保部環(huán)發(fā)[2007]201號(hào)文件規(guī)定：2009年起，環(huán)保部門要制定并實(shí)行更加嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，停批向河流排放汞、鎘、六價(jià)鉻重金屬或持久性有機(jī)污染物的項(xiàng)目。清華大學(xué)研究表明，2003年我國非燃煤大氣汞排放量為393 t，比燃煤汞排放多137 t。在非燃煤大氣排放的汞中，84%來自有色金屬冶煉，其中鋅冶煉、鉛冶煉、銅冶煉和黃金冶煉分別占總排放量的51%、18%、4%和11%。我國汞污染防治工作基礎(chǔ)相對薄弱，加之工廠無凈化處理汞的設(shè)備，極易造成職工“汞中毒”、工廠產(chǎn)品硫酸質(zhì)量事故(要求特等硫酸汞含量≤5×10-6；一等硫酸如做飼料用硫酸汞含量≤10×10-6)及周圍土壤、下游的水(要求≤0.001 mg/L)含汞超標(biāo)。有色金屬冶煉行業(yè)的重金屬污染環(huán)境問題是近年來國內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)問題。2009年UNEP第25屆理事會(huì)決定，2010年啟動(dòng)汞問題有法律約束力國際文書(以下簡稱“汞公約”)的談判，并于2013年初完成，談判內(nèi)容涵蓋汞的生產(chǎn)、使用、永久貯存、國際貿(mào)易、大氣排放、含汞廢物處理、汞污染場地修復(fù)等多個(gè)領(lǐng)域。為落實(shí)《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，初步摸清我國汞污染排放源現(xiàn)狀，開展管理對策研究，應(yīng)對關(guān)于汞污染問題的國際公約談判，國家環(huán)保部從2011年4月起，組織開展了全國汞污染排放源現(xiàn)狀調(diào)查評估工作。

2 高汞銅精礦的試處理

處理高汞銅精礦的原則是不影響長周期生產(chǎn)的順利進(jìn)行及確保操作崗位的職業(yè)衛(wèi)生。具體工作如下：

(1)加強(qiáng)進(jìn)貨檢驗(yàn)，確保分類堆放。將高汞銅精礦的比例控制在一定范圍內(nèi)，同時(shí)分類堆放，均勻配礦，避免入爐精礦含汞大幅波動(dòng)。

(2)加強(qiáng)配料管理。要處理高汞銅精礦又要確保設(shè)備的正常進(jìn)行，就必須根據(jù)各礦的成分合理配礦，確定高汞銅精礦的配比，使入爐干礦成分滿足閃速熔煉的要求。

(3)處理過程中進(jìn)行工業(yè)化學(xué)分析檢測，由專人負(fù)責(zé)。本次試處理共取樣、分析物料18種。

(4)做好操作人員的職業(yè)衛(wèi)生工作。處理高汞銅精礦期間，要求備料工序、熔煉工序加強(qiáng)崗位粉塵防護(hù)及勞保用品穿戴。

3 試處理結(jié)果分析

3.1 試處理結(jié)果

處理的高汞銅精礦(生產(chǎn)配料使用)的成分為：Cu 20.26%、S 34.10%、Fe 28.17%、SiO27.75%、CaO 0.39%、As 0.26%、Sb 0.07%、Bi 0.01%、Zn 0.064%、Pb 0.017%、Hg 46.1×10-6。

本次試處理工作從2010年8月3日6點(diǎn)12分開始至8月24日18點(diǎn)12分，共計(jì)22 d，處理高汞銅精礦總量10 636 t，其中一系統(tǒng)處理10 227 t，二系統(tǒng)處理409 t。期間，除8月3日12點(diǎn)10分硫酸二系列低溫鍋爐漏水，閃速爐降料67.73 h，以及8月5日硫酸二系列一吸塔捕沫器吸水安排定修，閃速爐停爐11.58 h外，工廠生產(chǎn)均比較穩(wěn)定。

物料含汞情況見表1。汞在流程中的分布見表2。

表1 物料含汞

表2 汞在流程中的分布

注：進(jìn)入系統(tǒng)汞的比例以爐料中的汞量為進(jìn)入系統(tǒng)中汞的總量統(tǒng)計(jì)。

3.2 結(jié)果分析

(1)由于時(shí)間、條件限制，本次試處理未對此高汞銅精礦進(jìn)行物相分析，不能確定汞是以何種形態(tài)存在。據(jù)該精礦控股公司加拿大Teck礦業(yè)公司介紹以及從試處理結(jié)果看，汞是以類似砷黝銅礦和黝銅礦(Cu12As4S13)所選出的銅精礦中Hg12As4S13、Hg12Sb4S13和其它一些與朱砂(HgS)相連的化合物形式存在。無論哪種狀態(tài)存在，在常溫下均不會(huì)揮發(fā)，對人體和環(huán)境不會(huì)造成影響。

(2)高汞銅精礦中的汞在工廠冶煉工藝流程中，主要是在熔煉車間、硫酸車間、亞砷酸車間以廢氣、廢水、廢渣及成品硫酸四種途徑帶走。其中在熔煉車間氣流干燥(熱風(fēng)爐溫度600 ℃左右)過程中以廢氣形式進(jìn)入大氣；在硫酸車間、亞砷酸車間煙氣凈化過程中一部分以HgSO4形式進(jìn)入廢水、成品酸中，而另一部分則以Hg2(OH)2SO4、Hg2SO4、HgCl、 HgOHCl形式進(jìn)入酸泥、殘?jiān)⑸轱瀼U渣中。

(3)為查清汞元素的走向、防止汞重復(fù)計(jì)量，試驗(yàn)產(chǎn)出的酸泥、殘?jiān)捶祷毓S銅酸系統(tǒng)，而是單獨(dú)堆存。如果返回銅酸系統(tǒng)，在新材料車間鉛鉍鼓風(fēng)爐從酸泥中提取鉛、鉍過程中，酸泥中的汞一部分以廢氣形式進(jìn)入大氣，另一部分以廢渣形式進(jìn)入石膏(煙氣脫硫)。

(4)汞及汞鹽具有毒性 且沸點(diǎn)低(400 ℃左右)，其極易揮發(fā)且易被皮膚以及呼吸和消化道吸收。在試處理期間，工廠雖要求備料車間、熔煉車間加強(qiáng)崗位粉塵防護(hù)及勞保用品穿戴，但由于此類銅精礦水分低且是皮帶敞開輸送，極易二次飛揚(yáng)，此崗位的職工或多或少會(huì)吸收一定汞或汞鹽，雖然短期未有影響，但汞及汞鹽具有生物蓄積性和持久性，若長期處理或大量處理此類銅精礦，勢必會(huì)引起此崗位職工汞及汞鹽中毒。此外，產(chǎn)出的酸泥未返回工廠銅酸系統(tǒng)，而是單獨(dú)堆存，若返入系統(tǒng)，則新材料車間鉛鉍鼓風(fēng)爐崗位職工吸收的汞及汞鹽將更多。

4 結(jié)語

閃速熔煉工藝適于處理硫化銅精礦，對于一定比例的高汞銅精礦等雜礦的處理，通過采取一系列的措施，能夠滿足冶煉、化工的需要。貴冶在處理高汞雜礦方面的經(jīng)驗(yàn)，可為企業(yè)降低成本、提高效益提供借鑒。但是高汞銅精礦在處理過程中，對工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備等的影響需進(jìn)一步探索，對汞的富集提取尚需進(jìn)一步研究。

[1]朱祖澤，賀家齊.現(xiàn)代銅冶金學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

Explorationofindustrialtreatmentofhigh-mercurycopperconcentrate

TU Chuan-shou

The characteristics of high-mercury copper concentrate were summarized, and the hazards of mercury and mercury-salts in the production and human body were analyzed. The trends and distribution of mercury in the copper concentrate smelting process was determined by industrial test.

copper smelting; high-mercury copper concentrate; hazards; distribution

涂傳壽(1974—)，男，江西萬年人，學(xué)士，工程師，主要從事生產(chǎn)調(diào)度管理工作。

TF811

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