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铜渣资源化利用方法及其高效化利用探讨

铜渣中含有约1%的铜、40%左右的铁,以及大量的氧化硅等无机材料,若能全部资源化利用,将产生巨大的经济效益。为此,我们红星铜矿选矿设备厂家就铜渣的资源利用问题进行了深入研究。

铜渣

铜渣中有价金属的提取

铜渣中有价金属的提取主要关注于铜、铁两种金属的提取,提取方法主耍有选矿法、火法冶炼和湿法浸出。

选矿法

选矿法主要是通过物理方法对钢渣的组分进行分选,目前应用较为普遍的是磨浮法选矿工艺。该方法主要包括铜渣缓冷处理、磨矿处理,浮选选铜以及磁性选铁四个工序图。图1为国内某厂选矿法处理铜渣工艺流程图。

选矿法处理通知工艺流程

铜冶炼渣出渣后首先进行缓冷处理,促进铜渣中铜矿物品粒的长大。图1中缓冷处理时间为96h,之后再进行细磨使铜液中的矿物物理解离,细磨后的铜渣使用 剂进行精选和扫选获得铜精矿,剩余的矿物再通过磁选机进行磁选得到铁精矿。铜渣通过选矿法处理最终获得钢精矿、铁精矿、以及铁精选尾矿和最终尾矿混合物三种物料。

磁选机

采用该方法处理铜渣,铜的回收率约为70.46%,铁的回收率为21.24%,所得钢精矿返回钢冶炼流程,铁精矿以低廉的价格进入钢铁生产流程,但80%多的尾矿仍然无法利用。

细磨浮选的选矿方法是针对选铜设计的工艺,对于镍钴含萤高的铜渣,镍钴元素会进人尾矿中,因此应用上具有一定的局限性。此外,选矿法处理铜渣流程复杂,厂房占地面积大,设备多,基建投资大。

火法冶炼

火法冶炼处理钢渣有熔融状态下还原贫化处理和半熔态条件的直接还原处理。

还原贫化法应用较为普遍的是电炉贫化法、反射炉贫化法等。国内某厂采用还原贫化法处理钢液,尾渣铜含贵为0.6%,足渣量高达85%。张林楠等人研究了铜渣加炭粉、通惰性气体搅拌选择性还原贫化,铜渣中残余铜置可由5%降低到0.35%以下。目前电炉贫化法处理铜渣应用较为普遍,但处理后的铜渣含铜一般在0.6%左右,且能耗较高,大量尾渣也不能资源化利用。

目前半熔融态直接还原是针对冷态锅洧进行处理。冷态铜渣和焦炭或煤等还原剂、添加剂破碎到一定粒度混匀后制成球团等块状,用专门的设备在半熔态温度下进行还原,还原后破碎进选回收钢铁等有价金厲。其相关技术还处于工业化探索试验阶段。

直接还原处理工艺针对的是冷渣处理,但冷态铜渣升温至1100℃尤左右的温度需要大量热能,能耗成本高。同时破碎磁选筛分后,大量的足渣仍然不能有效利用。

湿法浸出

湿法冶金处理铜渣主要有添加酸碱类沒出剂直接浸出,采用硫酸化、氯化等的间接沒出,以及细菌冶金方法。湿法处理主要是考虑铜渣中有价金属种类多,回收价值商,可以在常温条件下 多种有价元索的提取。

但是湿法处理流程中涉及大量的酸碱废水,工艺复杂,操作环境恶劣,效率低,存在潜在的二次污染问题,环保成本高。虽然相关研究较多,但没有大规模的工业应用。

铜渣资源的再认识和高效化利用探讨

铜渣资源化利用存在的问题

对于铜渣中金属的提取,选矿法应用较广,但资源化利用率低;火法冶炼金属回收率高,但处理成本高;湿法处理潜在二次污染且费用高。铜渣尾渣的资源化利用途径也较多,充当建筑用砂石等低附加值产品虽然消耗量大,但利用价值低,且缺乏市场认可;制备微晶玻璃、矿棉等高附加值产品相关技术还处于实验室研究阶段。虽然对铜済各种性能的开发利用有许多研究,但涉及的技术较多,铜渣资源利用缺乏系统开发。

铜渣高效化利用探讨

铜渣资源的再认识是将铜渣视作宝贵的资源,从资源化利用的角度挖掘铜渣的时利用价值。铜渣可视为一种含有钢铁金属原料、高氣化硅无机材料、以及富含高热值的资源,具有很高的经济开发价值。

全面利用钢渣物质特性,将钢済视为一种可回收铜铁金属、高氧化硅无机材料两种产品的高热值物料。熔融态下进行钢铁的回收,并制备高氧化硅类别的无机材料是充分利用钢渣有价组分及余热的有效途径。铜渣可采用电炉等常规设备进行处理回收铜、铁,尾渣可考虑直接制备矿棉、微晶玻璃等附加值离且具备一定市场空间的产品,使渣中大量的氧化硅物质获得高效利用。

按照上述思路,在熔态的条件下对铜渣进行直接处理,热渣烙融冶炼处理生产效率高,可望 铜渣中金属、氧化硅以及熔渣余热全部资源的利用。此外,该方法所制备产品附加值高,收益将大福超过电炉等高温冶炼处理设备的运行成本。该思路是对铜渣的高效利用,应加快相应技术的开发,以推动铜渣的资源化利用。

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