張海濤

摘 要：我國(guó)擁有非常豐富的礦產(chǎn)資源，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，隨著開采力度的不斷增加，銅礦尾砂越來(lái)越多，對(duì)周圍環(huán)境造成了不同程度的影響。但在銅礦尾砂中含有一定量的銅資源，是生產(chǎn)陰極銅板的主要原料。濕法冶金法就有成本低、綠色環(huán)保等特性，是目前實(shí)現(xiàn)銅礦尾砂回收利用的主要方法?；诖?，本文結(jié)合實(shí)際案例，對(duì)濕法冶金法在回收利用銅礦尾砂中的應(yīng)用做了如下探討。

關(guān)鍵詞：濕法冶金法；銅礦尾砂；酸浸；萃取；電跡

0 引言

濕法冶金法涉及三個(gè)流程，包括：酸浸（L）、萃?。⊿X）、電積（EW），是回收利用銅礦尾砂的主要方法，應(yīng)用得當(dāng)日處理銅礦尾砂可到1500t，隨著我國(guó)礦產(chǎn)資源事業(yè)的不斷發(fā)展，濕法冶金法愈發(fā)先進(jìn)，各項(xiàng)工藝日趨成熟，具有非常廣泛的應(yīng)用前景?；诖耍疚慕Y(jié)合實(shí)際案例，對(duì)濕法冶金法在回收利用銅礦尾砂中的應(yīng)用做了如下探討。

1 案例分析

某銅業(yè)有限公司，以銅礦尾砂為原材料，采用“酸浸-萃取-電積”濕法冶金法進(jìn)行回收再利用銅元素和鐵元素，生產(chǎn)陰極銅板和鐵精礦，日處理銅礦尾砂達(dá)到1500t，年處理50萬(wàn)t。通過(guò)不完全統(tǒng)計(jì)，每650萬(wàn)t銅礦尾砂，銅金屬的含量在5.8萬(wàn)t左右，鐵金屬的含量在12.4萬(wàn)t左右，具有非常龐大的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及巨大的再回收利用價(jià)值。銅礦尾砂中多元素分析結(jié)果如表1所示：

2 濕法冶金法的原理

濕法冶金法指的是在低溫下（通常低于100℃），用適當(dāng)?shù)娜軇┨幚淼V石、精礦或者半成品，促使其中的金屬溶解到溶液中，和不溶解的脈石及其雜質(zhì)進(jìn)行分離。然后從溶液中提取出所需的金屬。主要包括：酸浸-萃取-電積三個(gè)步驟。浸出分為槽浸、攪拌浸出、加壓浸出和氯化物浸出。槽浸就是在濃度為50～100g/L的硫酸溶液中浸出1%～2%的氧化礦。這是早期運(yùn)用的比較多的一種方法。攪拌浸出就是在有攪拌浸出裝置的浸出槽中用50～100g/L的硫酸浸出細(xì)沙、氧化礦或硫化礦焙砂。此種方法集合了空氣攪拌和機(jī)械攪拌兩種方法的優(yōu)點(diǎn)。是目前銅礦尾砂回收再利用中，比較常用的技術(shù)，加壓浸出就是從含有銅的鎳、鈷硫化礦和鎳冰銅中提取有價(jià)金屬的濕法冶金技術(shù)。但在具體應(yīng)用過(guò)程中容易受到冶金效率和成本的影響，濕法冶金法多應(yīng)用低品位礦石或者銅礦尾砂組回收再利，在稀有金屬冶金中占很大的比重，可以所很多金屬的提取都需要濕法冶金法來(lái)完成，具有良好的發(fā)展前景，具體原理圖如圖1所示：

就我國(guó)目前有色金屬冶金過(guò)程中，銅產(chǎn)量15%～20%，通過(guò)濕法冶金法獲得；鋅產(chǎn)量約40%，通過(guò)濕法冶金法得到，金銀金屬也大多通過(guò)濕法冶金法來(lái)提取[1]。和火法冶金法相比，濕法冶金法具有的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）提取金屬的回收率更高，原材料綜合利用率比較大；2）可直接處理難選或者難熔的貧礦及銅礦尾砂；3）燃耗比較低，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程容易控制；4）對(duì)周圍自然生態(tài)環(huán)境的影響比較小。

3 濕法冶金法在回收利用銅礦尾砂中的應(yīng)用

濕法冶金法具有綠色環(huán)保、低碳節(jié)能、回收率高等特點(diǎn)，被廣泛銅礦尾砂、氧化銅礦、銅礦表層剝離土等金屬資源回收再利用中。隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，濕法冶金法已經(jīng)非常成熟，在目前生產(chǎn)達(dá)標(biāo)陰極銅板的主要技術(shù)。

3.1應(yīng)用流程分析

濕法冶金法在回收利用銅礦尾砂中的應(yīng)用流程如圖2所示：

圖2中銅礦尾砂來(lái)自于當(dāng)?shù)匚采皫?kù)，經(jīng)過(guò)沖洗去除石塊、樹枝等雜物，進(jìn)入酸浸礦漿中進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁又尤脒m量的濃硫酸進(jìn)行稀釋，完成硫酸浸出。把銅礦尾砂中56%酸溶銅全部浸出，酸浸礦漿流入串聯(lián)的濃密機(jī)中，以萃取液作為洗滌水，對(duì)酸浸礦漿進(jìn)行逆流洗滌[2]。

萃取工段的銅料液，進(jìn)行沉淀后進(jìn)行人工萃取，把銅料液中品位比較低銅全部富集到富銅液中，形成品位比較高的銅液，并把排除的萃取液重新返回到上料和末級(jí)濃密機(jī)中，以作為洗滌水進(jìn)行循環(huán)使用。

富銅液作為電解液，流入電解槽中，通上直流電進(jìn)行電積作業(yè)，促使富銅液中的銅元素可以沉積在陰極板上形成達(dá)標(biāo)的陰極銅板。而從電解槽中流出電解液通過(guò)反萃取，重新回到萃取槽中進(jìn)一步提升銅品位，形成的富銅業(yè)再流入電積工段的電解槽中進(jìn)行電積作業(yè)，如此反復(fù)循環(huán)[3]。

末級(jí)濃密機(jī)底流入選鐵工段中，加入適量的回水和清水進(jìn)行稀釋，再進(jìn)行三級(jí)開路磁選，形成鐵精礦可進(jìn)行成品出售。此外，鐵尾礦礦漿經(jīng)過(guò)離心機(jī)脫水以后，礦渣可出售建材生產(chǎn)廠或者水泥廠，回水可循環(huán)使用。

通過(guò)上述工藝，可促使銅礦尾砂中的金屬銅和鐵，不斷以陰極銅板和鐵精礦的形態(tài)提煉出來(lái)。

3.2 應(yīng)用過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

在本銅業(yè)有限公司，主要通過(guò)濕法冶金法回收利用銅礦尾砂，陰極銅板和鐵精礦的形態(tài)提煉出來(lái)，主要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)包括：日銅礦尾砂處理量為1500t；銅浸出率為56%，洗滌率為90%，萃取率為95%；電積回收率在99%以上；銅總回收率為50%，鐵會(huì)回收率為48%；陰極銅板年產(chǎn)量為1500t，以6萬(wàn)元一噸計(jì)算，企業(yè)年工業(yè)產(chǎn)值為10500萬(wàn)元，經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)在1800萬(wàn)元以上[4]。

3.3低碳節(jié)能環(huán)保減排舉措

該銅業(yè)有限公司從建設(shè)長(zhǎng)期到運(yùn)行過(guò)程中，為響應(yīng)國(guó)家新時(shí)期的號(hào)召，把低碳節(jié)能環(huán)保減排發(fā)展企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展的首位，以推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)、綠色經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)為企業(yè)發(fā)展的主要戰(zhàn)略方針，主要舉措有以下幾種：

第一，以回收利用廢舊的銅礦尾砂為主，全面發(fā)展低碳綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)，該企業(yè)以銅礦尾砂中有價(jià)元素為投資方向，不但降低了生產(chǎn)成本，而且緩減了銅礦尾砂對(duì)周圍環(huán)境造成的影響。既回收生產(chǎn)了陰極銅板和成品的鐵精礦，而且二次尾渣出售給了當(dāng)?shù)氐慕ú纳a(chǎn)企業(yè)和水泥制造廠，基本上實(shí)現(xiàn)了零污染和零排放。

第二，在濕法冶金法應(yīng)用工藝上，在保證系統(tǒng)水平衡的基礎(chǔ)上，酸性萃取液使用后，全部返回到系統(tǒng)中，作為洗滌水重復(fù)循環(huán)利益利用。甚至尾礦中產(chǎn)生的中性水，也通過(guò)離心機(jī)脫水，實(shí)現(xiàn)了固液分離，生產(chǎn)過(guò)程中使用的回水實(shí)現(xiàn)了全部循環(huán)再利用，達(dá)到了和周圍自然生態(tài)環(huán)境友好相處的目的。

第三，濕法冶金法在回收利用銅礦尾砂中應(yīng)用時(shí)，該企業(yè)采用了物料直流輸送的方式，大大降低了能源消耗量，避免了無(wú)故浪費(fèi)。在相關(guān)設(shè)備和材料選擇上，采用了先進(jìn)的變頻器和礦渣磚等低碳排放和節(jié)能環(huán)保的新材料[5]。

第四，在濕法冶金法萃取中，采用了比較先進(jìn)的高效液液萃取技術(shù)，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，加入了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行全面監(jiān)控，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)填平補(bǔ)齊，保證運(yùn)行效率。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合實(shí)際案例，探討了濕法冶金法在回收利用銅礦尾砂中的應(yīng)用，探討結(jié)果表明，濕法冶金法具有污染小、成本低、效率高等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在銅礦尾砂回收再利用中。但濕法冶金法的工序比較復(fù)雜，任何一個(gè)環(huán)節(jié)控制不當(dāng)，都會(huì)引進(jìn)陰極銅板和鐵精礦提取效率，因此，必須對(duì)各道工序進(jìn)行系統(tǒng)全面監(jiān)督和控制，才能保證應(yīng)用效率。就案例企業(yè)而言，從而建廠投資運(yùn)行原來(lái)，就以銅礦尾砂作為通過(guò)陰極銅板和鐵精礦的生產(chǎn)原料，累積創(chuàng)造的工業(yè)產(chǎn)值超過(guò)8億元，積極發(fā)展低碳節(jié)能、綠色環(huán)保等循環(huán)經(jīng)濟(jì)，取得了良好效益，值得大力推廣。

參考文獻(xiàn)

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