王冬冬

（黑龍江紫金銅業(yè)有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

銅冶煉過(guò)程中產(chǎn)出的白煙塵富含銅、鉛、鋅、鉍等多種有價(jià)金屬，同時(shí)含砷、鎘等有害元素，此煙塵已入列國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄[1]，代碼為321-002-48。白煙塵已成為銅冶煉工藝的一種重要有價(jià)金屬綜合回收點(diǎn)和有害元素集中處置點(diǎn)[2]。在防止污染的前提下，為保證白煙塵中有價(jià)元素的回收增效，目前國(guó)內(nèi)白煙塵處理方法主要有：火法、濕法、火法-濕法聯(lián)合流程[3]。火法流程：白煙塵（浸出渣）-制粒（磚）-還原熔煉，回收含鉛、鉍、金銀等粗鉛，砷進(jìn)入煙塵；濕法流程：白煙塵-漿化-浸出-置換、中和及還原等依次分離銅、鋅、砷等，銅進(jìn)入浸出液，砷、鉛、鉍等元素進(jìn)入鉛鉍渣，能夠更好地對(duì)有價(jià)金屬進(jìn)行回收；火法-濕法聯(lián)合：白煙塵—漿化—浸出，浸出渣還原熔煉產(chǎn)粗鉛或外售，浸出液依次分離銅、鋅、砷等?；鸱鞒屉m流程簡(jiǎn)單，但存在金屬分散、能耗高、環(huán)境污染高等問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)大部分銅冶煉廠(chǎng)采用濕法或火法-濕法聯(lián)合流程，不但金屬回收率高，且對(duì)環(huán)境污染小。

1 研究背景

白煙塵因顆粒細(xì)、成分復(fù)雜及含有毒有害元素，漿化工序作為濕法處理的第一步，漿化槽槽體、進(jìn)料斗與除塵罩的設(shè)計(jì)及合理配置對(duì)提高浸出效率、減少環(huán)境污染及保證生產(chǎn)安全尤為重要。對(duì)于銅冶煉廠(chǎng)，在總圖和車(chē)間配置允許條件下，可直接將漿化槽配置設(shè)計(jì)在收塵系統(tǒng)輸送機(jī)出料口下方，通過(guò)下料管直接進(jìn)料，減少了包裝和上料工序，在節(jié)約成本的同時(shí)，大大減少了白煙塵在轉(zhuǎn)運(yùn)和人工上料過(guò)程帶來(lái)的粉塵環(huán)境污染和人員操作風(fēng)險(xiǎn)。

國(guó)內(nèi)某冶煉廠(chǎng)側(cè)吹白煙塵中富含銅、鉛、鋅、鉍、砷等有價(jià)元素，銅含量低于5%的白煙塵直接外售，銅含量高于5%的白煙塵返回冶煉系統(tǒng)回收，從而形成“閉路循環(huán)”[4]，“閉路循環(huán)”的危害是顯而易見(jiàn)的，致使砷、鉛、鎘等有害元素在生產(chǎn)系統(tǒng)中不斷循環(huán)堆積，煙道易結(jié)焦，最終不但影響陽(yáng)極板質(zhì)量，導(dǎo)致A極銅合格率下降，使得作業(yè)環(huán)境變差。含銅較高的白煙塵一般選擇堆存在指定的白煙塵庫(kù)房，當(dāng)堆存不當(dāng)時(shí)，易造成環(huán)境污染，隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格，堆存方法已不再適用。為了回收白煙塵中的有價(jià)元素、防止污染，通過(guò)研究確定采用火法-濕法聯(lián)合工藝進(jìn)行綜合回收。經(jīng)過(guò)多次技術(shù)攻關(guān)，并通過(guò)多方面考察，在現(xiàn)有的白煙塵集裝車(chē)間增加了一個(gè)噴霧裝置，能有效的使得粉塵落入白煙塵收集桶中，加濕后的白煙塵采用桶裝運(yùn)輸，能有效改善運(yùn)輸與漿化槽加料過(guò)程中帶來(lái)的粉塵環(huán)境污染。煙塵漿化槽采用梯度設(shè)計(jì)模式，以便于人員操作。

2 漿化工序設(shè)計(jì)與應(yīng)用

該項(xiàng)目白煙塵處理系統(tǒng)建設(shè)場(chǎng)地因位于熔煉廠(chǎng)旁邊，附近有原料庫(kù)房、循環(huán)水池、廢水池、物料堆場(chǎng)等附屬場(chǎng)地，在保證工藝流程順暢的前提下，盡量充分利用現(xiàn)有設(shè)施、設(shè)備，做到資源利用最大化，從而降低成本。白煙塵處理工藝中漿化工序主要采用漿化槽槽體、進(jìn)料斗與除塵罩整合設(shè)計(jì)，在廠(chǎng)房?jī)?nèi)采用階梯式布置，采用單獨(dú)布置方式，與后續(xù)浸出、中和沉淀等工序分開(kāi)，能有效降低物料運(yùn)輸、人工給料過(guò)程中因粉塵外溢造成的環(huán)境污染。

圖1 建議漿化槽配置方式

圖2 國(guó)內(nèi)某冶煉廠(chǎng)漿化槽配置方式

表1 白煙塵成份分析

表2 含銅浸出液及鉛鉍渣分析與設(shè)計(jì)值對(duì)比

漿化工序主要由漿化槽槽體、進(jìn)料斗與除塵罩三大部分組成。漿化槽槽體采用圓柱形設(shè)計(jì)模型，附帶攪拌電機(jī)，槽蓋上設(shè)進(jìn)料口，槽壁下部設(shè)出料口，使得漿化過(guò)程較為徹底，漿化槽槽體可根據(jù)生產(chǎn)要求跟廠(chǎng)家進(jìn)行溝通直接訂貨。進(jìn)料斗采用頂部敞口的方形結(jié)構(gòu)，底部出料口與槽體進(jìn)料口對(duì)接，底部由上料端向出料口設(shè)計(jì)一定傾斜角度，便于上料通暢。進(jìn)料斗前側(cè)面及后側(cè)壁各增設(shè)一根工藝水管及防噴濺擋板，防止?jié){液噴濺外漏，造成環(huán)境污染。除塵罩頂部設(shè)抽風(fēng)口，除塵罩與進(jìn)料斗連成一體，防止?jié){液外溢，造成污染。槽體底部固定于地面，進(jìn)料斗上料端由地面支撐，出料端立支腿于槽蓋上支撐。

白煙塵采用人工加料至進(jìn)料斗，工藝水給到進(jìn)料斗前側(cè)面及后側(cè)壁工藝水管，白煙塵在進(jìn)料斗底板上受雙向水流沖洗，最終從出料口進(jìn)入漿化槽內(nèi)。生產(chǎn)過(guò)程中可通過(guò)工藝需求調(diào)節(jié)水量控制漿化液固比。漿化過(guò)程中，始終保持從除塵罩上抽風(fēng)口抽風(fēng)，保證進(jìn)料斗不會(huì)有粉塵飄散。

3 應(yīng)用結(jié)果

國(guó)內(nèi)某冶煉廠(chǎng)采用熔池熔煉產(chǎn)生的白煙塵，其中富含Cu、Pb、Zn、As、Bi等各種元素，通過(guò)取樣分析白煙塵成份含量。

該公司白煙塵銅含量低于5%直接外售，高于外售值時(shí)，選擇返加熔煉系統(tǒng)，進(jìn)行銅的回收，為了進(jìn)一步提高銅金屬回收率，增設(shè)了白煙塵處理工序，通過(guò)采用漿化槽槽體、進(jìn)料斗與除塵罩設(shè)計(jì)投入生產(chǎn)之后，使得白煙塵得到充分漿化，減少了人工轉(zhuǎn)運(yùn)、人工上料的頻次，大大降低了二次“跑塵”污染，有效改善了現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵問(wèn)題；通過(guò)漿化1小時(shí)左右后將漿化液送至浸出槽進(jìn)行鉛鉍-銅分離，最終得到含銅浸出液、鉛鉍渣。

從上表可知，浸出液含銅遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值，便于銅在浸出液的富集，更有利于銅回收；鉛鉍渣中Pb、Bi都優(yōu)于設(shè)計(jì)值，有利于有價(jià)金屬在渣中富集，從而使得銅渣分離效果更好，提高企業(yè)效益。

4 結(jié)論

（1）本文采用漿化槽槽體、進(jìn)料斗與除塵罩整合設(shè)計(jì)，通過(guò)配合工藝水雙向沖洗作用，最終使得白煙塵充分漿化，完全滿(mǎn)足后續(xù)煙塵漿液浸出要求，且浸出液含銅、鉛鉍渣中的主要技術(shù)指標(biāo)都優(yōu)于國(guó)內(nèi)平均水平。

（2）此方案實(shí)施后，不但減少了人工轉(zhuǎn)運(yùn)、人工上料的頻次，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，并有效解決了揚(yáng)塵問(wèn)題，改善現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境。