銅冶煉爐渣工藝的分析

高廣磊，楊 野，楊 超，王 濤

（吉林紫金銅業(yè)有限公司，吉林 琿春 133300）

1 銅冶煉爐渣的特性

銅渣實(shí)際上是一種“人造礦石”，主要是黑色或棕色，金屬表面是淺色的，主要元素是銅和鐵。銅渣通常含有貴金屬pb、zn、au、ag，銅渣的礦物成分主要由銅橄欖石和銅尖晶石組成，其次是銅磁鐵礦，銅硫化物和金屬銅.結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)硬、易碎，密度達(dá)到F 3.8～4-3TIM 3.粉碎功率指數(shù)高（23-26kWH/T），從銅渣中復(fù)雜提取金屬的困難，生產(chǎn)成本高，礦渣中貴金屬顆粒的分布是粗粒度分布的特殊規(guī)律.傳統(tǒng)的分離工藝和設(shè)備不能有效回收渣中所含金屬，這對接下來的工作造成了較為嚴(yán)重的影響[1]。

2 銅冶煉爐渣的作用

由于熔渣具有熔點(diǎn)低、密度低、不溶于原銅的特點(diǎn)，在熔煉過程中可以將熔渣和銅與熔渣分離，得到純銅，熔融熔渣在銅冶煉中具有以下功能：

合金元素還原和渣銅脫硫控制了粗銅的組成，例如，高堿性渣可以促進(jìn)錳的脫硫和還原[2]。渣有助于降低硅含量，從而控制黑中硅的含量銅；爐渣的形成軟化了銅的熔融區(qū)和下落區(qū)，對爐內(nèi)氣體流動的分布和爐料的減少有很大的影響，因此爐渣的性質(zhì)和數(shù)量直接影響銅的運(yùn)動；爐渣粘附在爐膛壁上形成保護(hù)爐襯的爐渣外殼，但在另一種情況下會腐蝕爐襯并造成損壞，爐渣的成分和性能直接影響銅的使用壽命。

3 銅冶煉爐渣中有價(jià)金屬回收技術(shù)

目前，熔渣中銅的回收處理方法主要包括：電熱稀釋選礦。渣中銅含量也增加，難以保證，使廢品中的銅含量小于0。而瞬時(shí)爐中的爐渣采用液態(tài)電爐處理65%，拉鏈渣采用選礦方式加工，雖然渣面積較大，施工投資相對較高，廢銅回收率較高.廢銅含量可設(shè)定在百分之三十以下，而銅是在循環(huán)利用的水平上。

垃圾也是水泥廠的優(yōu)質(zhì)添加劑。渣處理過程不僅提高了銅渣的使用成本，同時(shí)也提高了對雷電爐材料的適應(yīng)性，由于回收率高，功耗低，不再是熔煉系統(tǒng)中的粘合劑。選礦技術(shù)廣泛應(yīng)用于銅工業(yè)，表面親水磁處理可通過重力進(jìn)行，浮選、磁選等[3]。

3.1 浮選法

在鋼渣中，銅主要以銅和銅礦物的形式存在，在銅精礦冶煉過程中保持或再生，銅占總銅的95%，熔點(diǎn)好，因此可以通過浮選從渣中提取銅。這是礦渣廠最常用的方法。

3.2 重選法

銅的金屬顆粒密度隨含銅渣煤矸石礦物原料密度的不同而有很大的不同.因此，從中重力提取銅采用密度差的大尺寸金屬是可行的，但細(xì)粒銅的提取效果不太有效，仍需浮選，重力分離適用于大型渣高質(zhì)量的回收.

3.3 磁選法

銅渣中鐵含量一般在37%以上，主要以銅渣和磁鐵礦的形式存在。磁選回收鐵可以提高銅渣中貴金屬的利用率，磁選處理銅渣有兩種方法：將銅渣研磨至12r/ira左右；磁性銅的選擇采用大型磁性材料選擇設(shè)備和銅精礦等非醫(yī)療產(chǎn)品，如菲律賓的冶煉廠；另一個是銅浮選后磁選分離銅渣的技術(shù)難點(diǎn)，在選礦前，銅渣必須滿足兩個基本條件：改性爐渣和磨細(xì)爐渣。一般來說，結(jié)晶度是通過緩慢冷卻獲得的，而細(xì)磨是礦物的整體解離，有用礦物必須根據(jù)晶粒大小和單片解離進(jìn)行濃縮。礦渣改性和細(xì)磨存在一系列技術(shù)問題：選擇合適的冷卻方式提高銅的結(jié)晶度；組合磨削提高了后續(xù)分級效率，并結(jié)合了大、小尺寸銅的收集，降低了磨削過程的能耗，降低了生產(chǎn)成本；提高銅和其他金屬的回收率，提高礦渣資源的潛在價(jià)值。

4 渣選礦處理技術(shù)研究

4.1 爐渣的冷卻方式

爐渣冷卻在濃縮和回收指標(biāo)中起著至關(guān)重要的作用。渣袋冷卻效果最佳，冷卻時(shí)間慢，降溫速度快，是影響渣冷卻效果的主要因素[4]。整體調(diào)整渣袋慢冷時(shí)間在54h～72h范圍內(nèi)是合適的，轉(zhuǎn)爐渣慢冷時(shí)間較長，降低冷卻速度也很重要，分階段控制冷卻數(shù)小時(shí)后，還需要用水加壓冷卻，以改變爐渣的可磨性。

4.2 碎磨工藝

國外的大多數(shù)廢渣加工企業(yè)和國內(nèi)少數(shù)廢渣加工企業(yè)普遍采用傳統(tǒng)的第三種球磨機(jī)，第二階段作為磨坊，如俄羅斯的卡拉巴什冶煉廠，日本東岳廠等2000年以后，我國采用半自動磨削和球形磨削來控制細(xì)度。這不僅消除了主要問題，與銅渣性質(zhì)波動有關(guān)（高硬度、高密度、銅塊），同時(shí)進(jìn)行了有效的選擇性破碎。銅渣，以及其中一家渣處理廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，最常見的浮選劑是Z-200，金剛石黃制劑、2種油等。在正常粉碎污泥和污泥時(shí)，使用MBC（甲基異丁醇）和TEB（三乙基丁醇），即通常作為發(fā)泡劑，銅渣的濃度范圍很廣，通常高濃度浮選（35%～45%）和銅渣更適合pH值。

4.3 浮選工藝的研究

在我國磨礦金屬產(chǎn)品產(chǎn)量占80%的粗選條件下.在大多數(shù)精礦中，銅和鋁或銅合金的礦物質(zhì)已經(jīng)從單個體中分離出來，但也許金屬的一部分沒有從單個物體中分離出來。在某些金屬中，銅或鋁和銅合金的礦物甚至可以留在一個殼體中，溶解在不同元素中的鋁銅合金精礦具有很高的浮力。浮選速度快，提取率高。由于分裂，可以直接獲得高質(zhì)量的銅合金精礦，從而考慮了不同顆粒尺寸和單片顆粒尺寸的銅總回收。

合理時(shí)間搭配由于金屬礦和銅連續(xù)共生體和金屬銅渣等礦物的穩(wěn)定可靠上浮性稍差一些。因?yàn)樯细【V速度較慢，不能直接上浮得到最終精礦，需要粗選；另外還有一些金屬，上浮的精礦速度更慢，需要很長作業(yè)時(shí)間，所以由于煉銅廠和爐渣的浮選作業(yè)時(shí)間比較長，設(shè)立粗選的作業(yè)時(shí)間是必要的。

銅開采浮選礦的尾礦回收綜合利用回收方法。銅浮采銅礦和浮選礦的尾礦回收成分復(fù)雜。礦物資源種類眾多，具備資源綜合開發(fā)利用經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦物唯有金屬銅和鐵組分。銅金屬組分介質(zhì)綜合尾礦回收制取途徑主要有以下兩條：一條就是尾礦可直接制取一部分尾礦中高中等質(zhì)量的新型銅金屬精礦；二條就是充分利用該介質(zhì)尾礦中可能富含的具有大量金屬銅礦的橄欖石、硅酸銅，可直接制取一種符合尾礦產(chǎn)品質(zhì)量安全要求的新型選煤用重金屬介質(zhì)。

5 冶煉爐渣利用的前景

回收的廢廢銅通過返回輸送到整個冶煉廠，可以大大提高整個冶煉廠對廢銅總量的回收率。回收的磁性礦選專用銅粉和精礦所以可直接作為煤廠選煤時(shí)所用的重金屬介質(zhì)，也所以可直接用作煤礦煉銅廠的主要配料，還可以能廣泛地應(yīng)用于其他金屬產(chǎn)品的加工原材料，主要用于塑性水泥漿體生產(chǎn)，在熟料生產(chǎn)中代替磁性銅粉，在硅酸鹽水泥漿體工業(yè)生產(chǎn)中用作食品添加劑，在棉渣生產(chǎn)中用作彩色熒光磚。但也作為瓦楞磚。在渣熱綜合利用中還存在一些問題，需要進(jìn)一步研究渣熱回收原理和再生渣余熱的調(diào)節(jié)規(guī)律，解決渣熱回收與利用的矛盾。銅渣和廢渣的綜合利用。爐渣中大量富含銅和鉛、鋅等珍貴銅金屬資源的銅鍋爐渣廢料，綜合利用廢料回收爐及綜合利用回收技術(shù)處理問題；水淬急冷式銅鍋爐渣廢料綜合利用回收爐中富含銅、銅的綜合利用回收工藝技術(shù)問題研究。

6 結(jié)語

銅渣是固體廢物，銅冶煉廠每年增加大量的銅渣，這種現(xiàn)象逐年增加。占據(jù)了土地，也污染了環(huán)境，而且隨著環(huán)保政策的收緊和生產(chǎn)成本的提高，全球范圍內(nèi)的小型高成本低技術(shù)冶煉廠將逐漸關(guān)閉。

通過技術(shù)改造，提高原材料利用率，最大限度地利用寶貴的礦渣元素，污水和廢氣是降低成本的最重要方法。我國是一個銅資源稀缺的國家，銅渣中金屬的提取和綜合利用具有重要意義。