铜冶炼电尘灰综合回收处理工艺研究

王宝宇，刘 郑，朱宝月，管佳为

（吉林紫金铜业有限公司，吉林 珲春 133300）

目前，我国正在对铜冶炼电除尘灰进行大量研究[6]。但Cu、Zn等贵金属回收难度大，且As在湿法冶金中分散性强，不能深加工，不适合处理高Cu、高As粉尘。灰。电除尘灰中As的处理是冶金行业的一个重要课题，近年来国外进行了许多相关研究[7]。不产生废气或残渣，产生的电贫液可作为渗滤液回用。

1 铜冶炼电除尘灰综合回收实验分析

在铜闪速熔炼过程中，烟尘会给烟气处理系统带来严重的问题，烟气处理系统通常由热回收锅炉和静电除尘器组成。如果工艺操作不当，烟尘可能在锅炉壁上形成积垢，减少锅炉传热，使表面受到腐蚀。关于冶金粉尘堆积层的热导率，目前还没有公开的数据，提供这些数据是本工作的重点。这项工作还侧重于物理和化学特征的吸积和了解其形成机制。研究结果可用于冶金余热锅炉的尺寸标注，也可为工艺模型提供准确的输入数据。通过实验研究，对烟道积尘、松散过程烟道尘及其纯化学成分进行了表征，并测定了它们的传热性能[2]。

1.1 测试材料

试验原料为铜冶炼电尘灰、析纯硫酸、工业锌粉、硫酸工业铁、工业氧化锌。

1.2 测试方法

主要包括5个步骤：①酸浸：加热温度80℃，酸浸时间为2小时，固液反应后分离，浸出液残渣用于热冶金炼铅，酸浸出液保存。②置换：Ar Ar Ar元素沉淀：在置换液中加入氧化锌粉，调节pH至合适水平，根据As量加入硫酸铁。析砷温度80℃，析砷时间2小时。反应结束后进行固液分离，渣用芳酸铁，液体用溶液。③除铁：当空气通过arar元素溶液时，加入氧化锌粉并搅拌调节pH值，液体中Fe析出，反应后发生固液分离，制成铁渣氢氧化铁。在铜冶炼过程中产生的杂质流在环境压力下进行湿法冶金处理，以便以节能的方式恢复原值，并将金属杂质捕获并转化为可接受的状态，以便处置到环境中。本发明的各种实施例的标志性特征包括烟道粉尘的水浸出、金属物种溶解的受控酸浸出阶段、作为硫化物的铜的萃取以及在基本环境压力下操作各种工艺阶段的能力。

2 铜冶炼电尘灰综合回收的工业应用

2.1 工业应用的先决条件

（1）铜回收率高。经多次中小型实验证明，电除尘灰精炼铜回收率达到89%以上。

（2）减少环境负荷。工艺计划不排放排放物。

（3）巨大的经济效益。冶炼铜精矿产生的硅酸盐炉渣含有铜、铁等贵重物品，以及铅、砷等重金属，被认为是有害物质。本文采用SEM-MLA、XRD、TG-DTA和ICP-MS等技术对各种废渣进行了表征，开发了一种从硅酸盐中分离贵重物品的回收工艺，从而生产出高附加值产品，同时减少了环境问题。结果表明，空冷渣中的主要物相为铁铝石和磁铁矿，水冷渣中的主要物相为非晶态。热力学计算和碳热还原实验表明，用少量的石灰和氧化铝，在1350℃处理，两种类型的铜和铁都能得到回收℃（1623K）或更高温度30分钟。二次熔渣可回收用于玻璃和/或陶瓷工业。

2.2 流程

（1）工艺设计。酸浸温度控制在85℃～90℃。

（2）工艺流程说明。精制的电除尘器灰从电除尘器下部刮板进入原小储罐，由原料仓泵泵入储灰罐。

（3）工艺流程图。

2.3 行业管理

采用48小时pH静态浸出试验（CEN/ts14997）研究了赞比亚铜带Mufulira铜冶炼厂电除尘器粉尘的浸出行为。pH值范围为3～7。金属的最高浓度在pH值为3～4.5时释放，其中包括粉尘悬浮液的自然pH值（4.3）。在pH值为3时，约有40%的铜被浸出，浸出率为107g/kg。在pH值为4～7的条件下，硫钙石与水接触溶解，水化硫酸铜析出，冶炼厂附近受粉尘污染的土壤系统可能因淋滤而产生严重的环境影响。在本研究中，两种不同的粉煤灰样品进行了调查，以探讨回收范围的可燃物。其中一个没有显示出任何复苏潜力。第二个样品表明，大约40%的材料可以回收，35%的固定碳和10841kjkg（-1）总热值。提出了回收的工艺流程。据估计，对于一个年产20万吨（Mtpy）的小型直接还原铁工厂，每年可从倾倒产生的飞灰中节省约3.4公顷的土地，同时回收1.83兆瓦的电能。

2.4 项目变更技术特点

（1）恒板独特的铜冶炼工艺产生的蒸汽用于加热酸浸槽中的电除尘灰浆，无需增设燃煤锅炉即可节能。在铜闪速熔炼过程中，烟尘会给烟气处理系统带来严重的问题，烟气处理系统通常由热回收锅炉和静电除尘器组成。

（2）能耗低。如果工艺操作不当，烟尘可能在锅炉壁上形成积垢，减少锅炉传热，使表面受到腐蚀。关于冶金粉尘堆积层的热导率，目前还没有公开的数据，提供这些数据是本工作的重点。这项工作还侧重于物理和化学特征的吸积和了解其形成机制。研究结果可用于冶金余热锅炉的尺寸标注，也可为工艺模型提供准确的输入数据。通过实验研究，对烟道积尘、松散过程烟道尘及其纯化学成分进行了表征，并测定了它们的传热性能。

3 铜冶炼电尘灰综合回收实验结果分析

3.1 初始酸度和反应温度对铜冶炼粉尘灰中Cu、Zn、As浸出率的影响

因此，80g/L的酸度是最佳酸度。铜冶炼粉尘的反应温度为30℃～80℃。采用48小时静态浸出试验（CEN/TS 14997）研究了赞比亚铜冶炼厂（Cuberbelt）电除尘器粉尘的浸出行为。pH值范围为3～7。金属的最高浓度在pH值为3～4.5时释放，其中包括粉尘悬浮液的自然pH值（4.3）。在pH值为3时，约有40%的铜被浸出，浸出率为107g/kg。在pH值为4～7的条件下，硫钙石与水接触溶解，水化硫酸铜析出，冶炼厂附近受粉尘污染的土壤系统可能因淋滤而产生严重的环境影响。冶炼铜精矿产生的硅酸盐炉渣含有铜、铁等贵重物品，以及铅、砷等重金属，被认为是有害物质。本文采用SEM-MLA、XRD、TG-DTA和ICP-MS等技术对各种废渣进行了表征，开发了一种从硅酸盐中分离贵重物品的回收工艺，结果表明，空冷渣中的主要物相为铁铝石和磁铁矿，水冷渣中的主要物相为非晶态。热力学计算和碳热还原实验表明，用少量的石灰和氧化铝，在1350℃处理，两种类型的铜和铁都能得到回收℃（1623K）或更高温度30分钟。二次熔渣可回收用于玻璃和/或陶瓷工业。

3.2 锌粉用量对Cu取代率的影响

根据酸浸液中铜的含量，在溶液中加入锌粉，将铜与锌的摩尔比分别设定为1：1、1：1.1、1：1.2、1：1.3、1：1.4。这说明锌粉的增加有利于酸浸液中Cu的转化。这可以用其他金属（例如Cd和Pb）代替多余的锌粉。上述实验表明，当Cu与Zn的摩尔比为1:1.2时，锌粉的加入量最佳。

硫酸铁对As去除的影响。硫酸铁根据置换溶液的As含量添加到溶液中。表明它会增加。硫酸铁对溶液有益。As转化为砷酸铁。加入硫酸铁后，Fe与As的摩尔比在1.1～1.3范围内。我明白。添加最佳量的硫酸铁。1、根据置换液中且焦糖元素沉淀温度为80℃，ar沉淀元素沉淀时间为2小时。金属冶炼通常是环境隔室局部污染的原因。从冶炼设施中逸出的粉尘物质不仅沉降在土壤中，而且还可以直接影响生活在这些操作附近的居民（通过摄入或吸入）。研究赞比亚铜带铜钴冶炼厂的粉尘，以了解污染物的固体形态，以及在模拟胃液和肺液中进行体外试验，评估人体暴露风险的生物可接受性。根据我们的结果，可以识别潜在的危险，特别是从吸入粉尘中，生物可接受的分数为污染物总浓度的21%至89%。与此相反，模拟肺液提取物的生物可接受分数相对较低，其值为总污染物浓度的0.01%（Pb）至16.5%（Co）。（70kg，每天摄入50mg粉尘），略超过可耐受的Co每日摄入量限值（1.66×粉煤灰和1.19×对于矿渣粉尘，偶尔也适用于Pb（1.49×,粉煤灰）和As（1.64×,静电除尘器粉尘）。钴被认为是最重要的污染物，在跨学科研究中，赞比亚铜带工业区居民接触粉尘颗粒的直接途径应进一步研究。

3.3 pH值对除铁的影响

当矿石被硫酸消化时，会形成一种浆液，可以过滤以制备湿法磷酸。含氟空气用水擦洗以防止空气污染。洗涤水在水池中冷却并循环到洗涤塔。此时滤渣中Zn含量低，提高溶液pH值有利于去除Fe2+，酸度越高，底层溶液中Zn2+水解越少，说明损失降低了。少了。随着溶液pH值的不断升高，溶液中Fe的质量浓度略有下降，但滤渣中Zn的含量急剧增加[5]。

3.4 电除尘灰在铜冶炼过程中酸浸的实际应用

酸浸出残渣的Cu的含量小于1%，如含量不足1.5%时，Fe的含量小于3.5%，Zn含量小于0.5%，铅含量大于65%。制成Hinamari它被运输供冶炼厂使用，用作冶炼铅的原料，可以继续观察后续，寻找更好的工艺条件。

4 结论

综上所述，以上的铜冶炼电除尘灰，其综合治理难度比较大。经酸浸、压滤、置换、沉淀、除铁、电积等工艺处理，综合回收Cu、Zn、Pb、As，有效脱电尘灰。[6]在整个实验过程中，获得了最佳的工艺条件，具有良好的实验效果和行业应用响应。这为国内铜冶炼行业处理电尘灰开辟了新途径。具有较高的推进价值和应用价值。