如何提高铜熔铸渣的回收率

沈志刚　巩波

摘 要：铜熔铸渣的回收是很多工业生产的重要内容之一，文章针对某厂所采用的铜熔铸渣回收的方式进行了分析，该厂所采用的方式主要是：首先对熔铸渣进行破碎，继而进行分级，通过摇床重选的方式将有价值的金属进行回收。通过该方式，对锌、锡和铜等金属的回收率可以到达90%以上。另外在细粒级中铜含量高达2.14%，则应当对尾渣进行重选，通过将尾渣浸泡于H2SO4（10%）+HNO3（6%）溶剂中，以350r/min的速度进行迅速转动，浸泡2h的时间，其中注意固液比应当为3：1。通过这种方式浸出铜的效率可以达到96.35%。

关键词：铜；分级；铜熔铸渣；重选；浸出

前言

铜是工业生产所必须的金属物质，我国的经济发展首先发展的是工业，目前我国已经成为了世界铜消费第一大国，同时也是铜生产的第二大国。在2011年我国的铜年产量已经达到了518万吨，而铜的消费量则已经超过了786万吨，足以证明，铜金属相关工业已经成为了支撑我国社会经济发展的重要物质，在国家的发展中起到了关键作用。另外，随着我国工业的不断跃进，铜的需求量不断的增加，铜矿资源的紧缺已经成为了当前我国工业发展所必须面临的难题。目前我国铜矿中含铜0.3%的铜矿已被开采的差不多，因此人们开始寻求一条新的路径，以解决当前亟待解决的铜紧缺的问题。在冶炼铜以及铜合金的过程中以及在进行铜的铸造的过程中，铜渣的二次利用成为了解决铜矿紧缺问题的新途径，铜渣成为了宝贵的二次资源，并以其有效性受到了广泛的关注。在熔铸铜或者铜相关合金的过程中，常会加入米糠或者木炭用以防止铜以及合金发生氧化，并且还能够防止氢进入。在实际的生产中，通过分析研究表明，实际生产量的3%以上都是此类覆盖物渣，而这类尾渣中主要有两方面组成，一部分是粉末状的金属氧化物和炭沫，而另一部分则是团块状或者颗粒状的金属以及炭。这类覆盖物的化学组成较为简单，因此在熔铸过程中产生的尾渣相对铜矿来说组成单一，具有较高的价值，正是由于这一特性，使得尾渣具有较高的回收价值。文章通过对某厂的铜熔铸过程中的尾渣金属回收进行研究，针对金属和覆盖物为主的颗粒以及团块予以试验分析，从而重选尾渣及粉末状态的金属氧化物及碎炭末采取湿法冶金工艺综合回收。

1 试验

1.1 试验所需原料

试验采用的材料主要来自某厂加工过程中产生的冷却渣（下文中简称铜渣），首先在试验开始前对铜渣进行破碎处理，并经过35目的筛子进行筛分，即以0.5mm作为铜渣选取的分界，在这些废渣中金属含量相对较高，会出现明显的金属颗粒，因而在分析监测的难度上相对较高，因此试验仅仅分析小于0.5mm的铜渣。通过对样品中的主要元素进行分析可以发现废渣中主要含有Cu、Sn、C、Zn、Ni、Si以及Ca，各个物质的含量分别为含量9.30、6.214、6.9、2.21、0.0421、8.18以及4.83，因此可以分析出含量较高的是铜锡以及锌，其含量高达9.30%、6.21%以及2.21%。

1.2 试验方法

试验的主要方法是：称取1000g试验所需要的样品，并对样品进行破碎衍磨处理，通过摇床重选的方式，精矿直接回铸，而尾渣则采用湿法浸出的方式进行处理。

2 试验结果

2.1 重选试验

铜渣破碎至-2mm，筛出细粒级（-0.5mm）后，分成粗粒级（+0.5mm，约占总量60%）和细粒级（-0.5mm，约占总量40%）渣分别进行摇床重选。

可知，铜渣破碎、分级后经摇床重选，有价金属回收率较高，尤其是+0.5mm粗粒级经摇床重选（粗粒级按重量的60%计算），铜、锡、锌的回收率分别达93.4%、94.6%和93.9%。同时，-0.5mm细粒级经摇床重选（细粒级按重量的40%计算），铜、锡、锌的回收率也较高，分别达91.3%、90.9%和94.3%，因此，铜渣经破碎、摇床重选可实现有价金属的高效回收。同时，重选尾渣特别是-0.5mm重选尾渣有价金属含量较高，合计达3.07%，其中仅铜含量高达2.14%，对其综合回收利用意义重大。

2.2 湿法浸出试验

为回收铜渣摇床重选尾矿中的有价金属，特别是价值高的Cu，选择细粒级（-0.5mm）重选尾矿为研究对象，采用硝酸+硫酸作为溶剂进行常规湿法浸出。

2.2.1 硝酸浓度对铜浸出率的影响

固定试验条件：-0.5mm重选尾渣100g，搅拌转速350r/min，浸出时间1.5h，液固比3：1，硫酸浓度10%，考察硝酸浓度对铜浸出率（渣计）的影响。

可以看出，随着硝酸浓度的增大，铜浸出率提高，当硝酸浓度达到6%时铜浸出率达到95%以上，且不再随硝酸浓度的增大而提高，故选择硝酸浓度为6%。

2.2.2 浸出时间对铜浸出率的影响

固定试验条件：-0.5mm重选尾渣100g，搅拌转速350r/min，液固比3：1，硫酸浓度10%，硝酸浓度6%，研究浸出时间对铜浸出率（渣计）的影响，可以看出，浸出液固比对铜浸出率影响不大。液固比大于3：1时，铜浸出率均大于96%。其原因是物料成分相对单一，主要杂质是炭覆盖物，炭本身对溶液不会产生影响，浸出主要是浸出小颗粒固体金属及渗入炭孔隙内金属。

2.2.3 小结

通过上述试验可以总结出铜浸出率最佳的条件，即当浸出溶剂为H2SO4（10%）+HNO3（6%），且浸出过程中搅拌转速均匀保持350r/min，且保证溶液同所需要浸出的熔铸渣之间的比例为3：1，在这样的环境下浸出两小时，那么对细粒级尾渣的重选较有利，通过这种湿法浸出的铜，其浸出率较高，可以达到96%以上。而对于浸出液中铜的回收，则通过常规的锌粉便可以实现回收，置换出的铜可以再次利用，投入到熔铸工序中去。

3 结束语

上述分析中，对铜熔铸渣中铜的回收利用需要首先对熔铸渣进行破碎，继而经过摇床进行分级重选，通过该种方式回收的有色金属价值较高，并且金属的回收率相较于其他的方式更具有优势。+0.5mm的粗粒级熔铸渣的回收率较高，通过摇床重选后，锡、锌以及铜等有价值的金属的回收率可以达到94.6%、93.9%以及93.4%；而低于0.5mm粒径的细粒级熔铸渣的回收率也相对较高，通过摇床重选的方式锌、锡以及铜等金属的回收率分别为94.3%和90.9%以及91.3%相对比采用其他的方式进行重选，通过湿法浸出的方式进行回收重选回收率更高，且价值价高，不需要过多的投入便可以有效回收熔铸渣中的锌、锡以及铜等高价值有色金属，并重新投入到熔铸中，提高了金属材料的利用率。

此外在尾渣的重选中，当尾渣中铜的含量超过2.14%时，需要在以下条件中进行重选：首先保证浸出的溶剂为H2SO4（10%）+HNO3（6%），其次需要对需要浸出的溶液进行匀速搅拌，搅拌速度保持在350r/min，并且浸出需要一定的时间，即浸出时间需要保证在两个小时以上，溶剂同熔铸渣之间的比例保证在3：1，这是在进行尾渣粒径在0.5mm一下的细粒级尾渣进行浸出时需要注意的问题，通过湿法浸出的方式对铜进行回收，铜浸出率可以达到96.35%。

参考文献

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