提高鋅濕法冶煉系統(tǒng)銅回收率及銅渣品位的實(shí)踐

冶玉花， 張昱琛

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綜合利用與環(huán)保

提高鋅濕法冶煉系統(tǒng)銅回收率及銅渣品位的實(shí)踐

冶玉花， 張昱琛

對(duì)鋅濕法冶煉過程中影響銅回收率及銅渣品位的因素進(jìn)行分析，重點(diǎn)介紹了提高銅渣品位的措施。

鋅； 濕法冶煉； 凈化； 銅鎘渣； 銅渣

加強(qiáng)銅等副產(chǎn)品的綜合回收利用，是濕法煉鋅企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。通常情況下，鋅精礦含銅在0.3%～0.8%，對(duì)于采用流態(tài)化焙燒-高溫高酸浸出-黃鉀鐵礬法除鐵的企業(yè)，目前銅的回收率平均僅為75%左右，因此，有效地提高銅回收率及銅渣品位，對(duì)于鋅濕法冶煉企業(yè)非常重要。

1 提高銅回收率的措施

1.1 提高浸出工序銅的回收率

1.1.1 銅在浸出工序的行為

鋅精礦中的銅經(jīng)過流態(tài)化焙燒進(jìn)入鋅焙砂，在鋅焙砂浸出過程中，銅離子水解達(dá)到平衡狀態(tài)。銅離子在25 ℃時(shí)的水解pH值為4.6，70 ℃時(shí)的水解pH值為3.87，因此浸出液溫度越高，銅離子水解反應(yīng)平衡的pH值越低。

1.1.2 提高浸出工序銅回收率的措施

根據(jù)銅離子水解反應(yīng)的熱力學(xué)特性，提高溫度有利于Cu(OH)2沉淀的生成，而降低溫度則可促進(jìn)Cu(OH)2溶解，有利于提高溶液中Cu2+濃度，進(jìn)而提高銅的回收率。生產(chǎn)實(shí)踐中，盡量降低中性浸出液溫度，對(duì)提高銅的回收率有利。

降低溶液pH值，也有利于Cu(OH)2溶解，也就是有利于抑制Cu(OH)2沉淀生成，進(jìn)而提高銅的回收率。生產(chǎn)實(shí)踐中，在確保中浸沉降效率的同時(shí)，應(yīng)盡可能降低中性浸出液pH值。

1.2 提高凈化工序銅的回收率

1.2.1 銅在凈化工序的行為

在凈化工序，絕大部分銅富集于銅鎘渣中，但也有少量銅隨除銅鎘后液進(jìn)入除鈷鎳工序，富集于鎳鈷渣中。西北鉛鋅冶煉廠在現(xiàn)有的凈化操作條件下，一段凈化后液鎘控制在150 mg/L左右時(shí)，其含銅一般在10 mg/L左右。而當(dāng)一段凈化后液鎘達(dá)到250 mg/L時(shí)，銅含量平均在25 mg/L左右，按照中上清銅含量650 mg/L推算，銅在除銅鎘工序損失率接近4%，對(duì)于年產(chǎn)11萬t電鋅的企業(yè)，每年在該工序損失的銅達(dá)27t，經(jīng)濟(jì)效益將減少100多萬元。

1.2.2 提高凈化工序銅回收率的措施

以上分析可知，除銅鎘后液中的銅隨著鎘含量的升高而升高，要提高凈化系統(tǒng)銅的回收率，必須從控制除銅鎘后液的鎘含量入手。研究及生產(chǎn)實(shí)踐表明，除銅鎘后液鎘含量小于30 mg/L時(shí)，其銅含量可維持在1 mg/L以下。

為了降低除銅鎘后液中的鎘對(duì)銅回收率及除鈷鎳工序的影響，西北鉛鋅冶煉廠對(duì)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，將原銅鎘凈化由一段改為兩段(即一段凈化除銅和預(yù)除鎘，二段凈化進(jìn)一步除鎘)。兩段凈化除銅鎘模式解決了以往除銅鎘后液鎘不穩(wěn)定、銅回收率低及對(duì)凈化除鈷鎳工序的影響等問題，達(dá)到了降低鋅粉消耗和提高銅回收率的目的。工藝優(yōu)化后，凈化系統(tǒng)流程由原來一段鋅粉低溫除銅鎘→二段鋅粉銻鹽高溫除鈷鎳→三段鋅粉低溫除殘鎘，改為兩段除銅鎘→一段除鈷鎳。

1.3 提高銅鎘渣回收工序銅的回收率

1.3.1 銅在銅鎘渣回收工序的行為

在銅鎘渣回收工序，95%的銅富集于銅渣中，少量銅在銅鎘渣浸出和銅渣酸洗過程中進(jìn)入溶液。在浸出溶液鋅粉置換鎘綿過程中，銅隨鎘綿進(jìn)入粗鎘，造成銅的損失。根據(jù)西北鉛鋅冶煉廠現(xiàn)有的銅鎘渣回收工藝，銅鎘渣浸出液銅含量一般在80 mg/L左右，而銅渣酸洗液銅含量一般在100 mg/L以上，每年損失銅6 t左右。

1.3.2 提高銅鎘渣回收工序銅回收率的措施

要提高銅鎘渣回收工序銅的回收率，必須降低鎘綿置換前液(銅鎘渣浸出液)的銅含量，避免銅進(jìn)入粗鎘。

西北鉛鋅冶煉廠在銅鎘渣綜合回收系統(tǒng)增設(shè)二次置換工序，目的是控制貧鎘液含鎘及銅。在一次置換過程中加入過量的鋅粉，以降低貧鎘液含鎘及銅，盡可能使銅鎘渣浸出液中的鎘及銅進(jìn)入一次鎘綿，一次鎘綿再進(jìn)行氧化、酸溶，銅則進(jìn)入酸溶渣中，最終進(jìn)入銅渣，達(dá)到提高銅回收率的目的。

2 提高銅渣品位的措施

影響銅渣品位的主要是中上清浮渣和鋅、鎘及鉛等雜質(zhì)金屬。中上清中浮渣量及雜質(zhì)金屬含量越高，則銅渣品位越低。因此，要提高銅渣質(zhì)量，必須從減少中上清浮渣含量和降低銅渣雜質(zhì)金屬含量兩個(gè)方面著手。

2.1 減少中上清浮渣含量

中上清浮渣是影響銅渣質(zhì)量的主要因素，減少中上清浮渣含量可提高銅渣品位。國內(nèi)一些廠家為了提高銅渣品位，對(duì)濃密機(jī)產(chǎn)出的中上清進(jìn)行過濾預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)液固徹底分離，生產(chǎn)實(shí)踐中取得了顯著的效果。

2.2 降低銅渣雜質(zhì)金屬含量

降低銅渣雜質(zhì)金屬含量主要是降低銅渣鋅、鎘及鉛等金屬含量，以提高銅渣品位。

2.2.1 合理使用生產(chǎn)水

要提高銅渣質(zhì)量，除了在銅鎘渣回收系統(tǒng)加強(qiáng)銅鎘渣浸出及銅渣酸洗條件的控制外，生產(chǎn)水的合理使用也非常重要。生產(chǎn)實(shí)踐表明，用電解廢液浸出銅鎘渣及進(jìn)行銅渣酸洗，銅渣中鋅及鎘的浸出率較低，銅渣含鋅、鎘平均在7%～10%之間，而采用生產(chǎn)水及濃硫酸浸出銅鎘渣及進(jìn)行銅渣酸洗，銅渣含鋅、鎘很容易達(dá)到5%以下。目前，國內(nèi)大部分濕法煉鋅廠在銅鎘渣回收系統(tǒng)都盡可能采用生產(chǎn)水和濃硫酸。

2.2.2 合理使用鋅粉

影響銅渣品位的另外一個(gè)雜質(zhì)金屬就是鉛，銅渣中的鉛主要來源于鋅粉，國內(nèi)一些廠家在中上清凈化除銅鎘過程中采用合金鋅粉，合金鋅粉中的鉛最后富集于銅渣，該類銅渣中鉛含量均在5%以上，從而影響了銅渣質(zhì)量。因此，為了有效提高銅渣品位，在中上清凈化除銅鎘過程中盡可能選用金屬鋅粉，這樣可以減少鉛對(duì)銅渣品位的影響，提高銅渣品位。

3 結(jié)語

銅渣是鋅濕法冶煉企業(yè)主要的副產(chǎn)品，也是主要的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。要實(shí)現(xiàn)銅渣效益的最大化，提高鋅濕法系統(tǒng)銅的回收率及銅渣質(zhì)量是最重要手段。近幾年，西北鉛鋅冶煉廠通過對(duì)浸出、凈化及銅鎘渣綜合回收工藝進(jìn)行優(yōu)化及改進(jìn)，銅回收率由原來的75%提高至85%，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)從一段凈化鋅粉選擇、鋅粉質(zhì)量控制及中上清浮渣的控制等方面入手，銅渣銅品位由原來的50%提高至65%以上，最高達(dá)78%，利潤再提高了10%以上。

[1] 郭天立等.鋅焙砂常規(guī)浸出條件下Cu2+行為分析[J].中國有色冶金，2013，(3)：61-63.

(白銀有色集團(tuán)股份有限公司, 甘肅 白銀 730900)

Practice of increasing the copper recovery and the copper residue grade in zinc hydrometallurgy

YE Yu-hua, ZHANG Yu-chen

This paper analyzed factors which influenced copper recovery and copper residue grade, introduced the ways which increased the copper residue grade in zinc hydrometallurgy.

zinc； hydrometallurgy； purification； copper and cadmium residue； copper residue

冶玉花(1976—)，女，畢業(yè)于青海大學(xué)有色金屬冶金專業(yè)，冶煉工程師，從事技術(shù)管理工作。

2015- 01- 04

TF813

B

1672- 6103(2015)06- 0056- 02