王寶宇，劉 鄭，朱寶月，管佳為

（吉林紫金銅業(yè)有限公司，吉林 琿春 133300）

目前，我國正在對銅冶煉電除塵灰進行大量研究[6]。但Cu、Zn等貴金屬回收難度大，且As在濕法冶金中分散性強，不能深加工，不適合處理高Cu、高As粉塵?；摇ｋ姵龎m灰中As的處理是冶金行業(yè)的一個重要課題，近年來國外進行了許多相關(guān)研究[7]。不產(chǎn)生廢氣或殘渣，產(chǎn)生的電貧液可作為滲濾液回用。

1 銅冶煉電除塵灰綜合回收實驗分析

在銅閃速熔煉過程中，煙塵會給煙氣處理系統(tǒng)帶來嚴重的問題，煙氣處理系統(tǒng)通常由熱回收鍋爐和靜電除塵器組成。如果工藝操作不當，煙塵可能在鍋爐壁上形成積垢，減少鍋爐傳熱，使表面受到腐蝕。關(guān)于冶金粉塵堆積層的熱導率，目前還沒有公開的數(shù)據(jù)，提供這些數(shù)據(jù)是本工作的重點。這項工作還側(cè)重于物理和化學特征的吸積和了解其形成機制。研究結(jié)果可用于冶金余熱鍋爐的尺寸標注，也可為工藝模型提供準確的輸入數(shù)據(jù)。通過實驗研究，對煙道積塵、松散過程煙道塵及其純化學成分進行了表征，并測定了它們的傳熱性能[2]。

1.1 測試材料

試驗原料為銅冶煉電塵灰、析純硫酸、工業(yè)鋅粉、硫酸工業(yè)鐵、工業(yè)氧化鋅。

1.2 測試方法

主要包括5個步驟：①酸浸：加熱溫度80℃，酸浸時間為2小時，固液反應后分離，浸出液殘渣用于熱冶金煉鉛，酸浸出液保存。②置換：Ar Ar Ar元素沉淀：在置換液中加入氧化鋅粉，調(diào)節(jié)pH至合適水平，根據(jù)As量加入硫酸鐵。析砷溫度80℃，析砷時間2小時。反應結(jié)束后進行固液分離，渣用芳酸鐵，液體用溶液。③除鐵：當空氣通過arar元素溶液時，加入氧化鋅粉并攪拌調(diào)節(jié)pH值，液體中Fe析出，反應后發(fā)生固液分離，制成鐵渣氫氧化鐵。在銅冶煉過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)流在環(huán)境壓力下進行濕法冶金處理，以便以節(jié)能的方式恢復原值，并將金屬雜質(zhì)捕獲并轉(zhuǎn)化為可接受的狀態(tài)，以便處置到環(huán)境中。本發(fā)明的各種實施例的標志性特征包括煙道粉塵的水浸出、金屬物種溶解的受控酸浸出階段、作為硫化物的銅的萃取以及在基本環(huán)境壓力下操作各種工藝階段的能力。

2 銅冶煉電塵灰綜合回收的工業(yè)應用

2.1 工業(yè)應用的先決條件

（1）銅回收率高。經(jīng)多次中小型實驗證明，電除塵灰精煉銅回收率達到89%以上。

（2）減少環(huán)境負荷。工藝計劃不排放排放物。

（3）巨大的經(jīng)濟效益。冶煉銅精礦產(chǎn)生的硅酸鹽爐渣含有銅、鐵等貴重物品，以及鉛、砷等重金屬，被認為是有害物質(zhì)。本文采用SEM-MLA、XRD、TG-DTA和ICP-MS等技術(shù)對各種廢渣進行了表征，開發(fā)了一種從硅酸鹽中分離貴重物品的回收工藝，從而生產(chǎn)出高附加值產(chǎn)品，同時減少了環(huán)境問題。結(jié)果表明，空冷渣中的主要物相為鐵鋁石和磁鐵礦，水冷渣中的主要物相為非晶態(tài)。熱力學計算和碳熱還原實驗表明，用少量的石灰和氧化鋁，在1350℃處理，兩種類型的銅和鐵都能得到回收℃（1623K）或更高溫度30分鐘。二次熔渣可回收用于玻璃和/或陶瓷工業(yè)。

2.2 流程

（1）工藝設計。酸浸溫度控制在85℃～90℃。

（2）工藝流程說明。精制的電除塵器灰從電除塵器下部刮板進入原小儲罐，由原料倉泵泵入儲灰罐。

（3）工藝流程圖。

2.3 行業(yè)管理

采用48小時pH靜態(tài)浸出試驗（CEN/ts14997）研究了贊比亞銅帶Mufulira銅冶煉廠電除塵器粉塵的浸出行為。pH值范圍為3～7。金屬的最高濃度在pH值為3～4.5時釋放，其中包括粉塵懸浮液的自然pH值（4.3）。在pH值為3時，約有40%的銅被浸出，浸出率為107g/kg。在pH值為4～7的條件下，硫鈣石與水接觸溶解，水化硫酸銅析出，冶煉廠附近受粉塵污染的土壤系統(tǒng)可能因淋濾而產(chǎn)生嚴重的環(huán)境影響。在本研究中，兩種不同的粉煤灰樣品進行了調(diào)查，以探討回收范圍的可燃物。其中一個沒有顯示出任何復蘇潛力。第二個樣品表明，大約40%的材料可以回收，35%的固定碳和10841kjkg（-1）總熱值。提出了回收的工藝流程。據(jù)估計，對于一個年產(chǎn)20萬噸（Mtpy）的小型直接還原鐵工廠，每年可從傾倒產(chǎn)生的飛灰中節(jié)省約3.4公頃的土地，同時回收1.83兆瓦的電能。

2.4 項目變更技術(shù)特點

（1）恒板獨特的銅冶煉工藝產(chǎn)生的蒸汽用于加熱酸浸槽中的電除塵灰漿，無需增設燃煤鍋爐即可節(jié)能。在銅閃速熔煉過程中，煙塵會給煙氣處理系統(tǒng)帶來嚴重的問題，煙氣處理系統(tǒng)通常由熱回收鍋爐和靜電除塵器組成。

（2）能耗低。如果工藝操作不當，煙塵可能在鍋爐壁上形成積垢，減少鍋爐傳熱，使表面受到腐蝕。關(guān)于冶金粉塵堆積層的熱導率，目前還沒有公開的數(shù)據(jù)，提供這些數(shù)據(jù)是本工作的重點。這項工作還側(cè)重于物理和化學特征的吸積和了解其形成機制。研究結(jié)果可用于冶金余熱鍋爐的尺寸標注，也可為工藝模型提供準確的輸入數(shù)據(jù)。通過實驗研究，對煙道積塵、松散過程煙道塵及其純化學成分進行了表征，并測定了它們的傳熱性能。

3 銅冶煉電塵灰綜合回收實驗結(jié)果分析

3.1 初始酸度和反應溫度對銅冶煉粉塵灰中Cu、Zn、As浸出率的影響

因此，80g/L的酸度是最佳酸度。銅冶煉粉塵的反應溫度為30℃～80℃。采用48小時靜態(tài)浸出試驗（CEN/TS 14997）研究了贊比亞銅冶煉廠（Cuberbelt）電除塵器粉塵的浸出行為。pH值范圍為3～7。金屬的最高濃度在pH值為3～4.5時釋放，其中包括粉塵懸浮液的自然pH值（4.3）。在pH值為3時，約有40%的銅被浸出，浸出率為107g/kg。在pH值為4～7的條件下，硫鈣石與水接觸溶解，水化硫酸銅析出，冶煉廠附近受粉塵污染的土壤系統(tǒng)可能因淋濾而產(chǎn)生嚴重的環(huán)境影響。冶煉銅精礦產(chǎn)生的硅酸鹽爐渣含有銅、鐵等貴重物品，以及鉛、砷等重金屬，被認為是有害物質(zhì)。本文采用SEM-MLA、XRD、TG-DTA和ICP-MS等技術(shù)對各種廢渣進行了表征，開發(fā)了一種從硅酸鹽中分離貴重物品的回收工藝，結(jié)果表明，空冷渣中的主要物相為鐵鋁石和磁鐵礦，水冷渣中的主要物相為非晶態(tài)。熱力學計算和碳熱還原實驗表明，用少量的石灰和氧化鋁，在1350℃處理，兩種類型的銅和鐵都能得到回收℃（1623K）或更高溫度30分鐘。二次熔渣可回收用于玻璃和/或陶瓷工業(yè)。

3.2 鋅粉用量對Cu取代率的影響

根據(jù)酸浸液中銅的含量，在溶液中加入鋅粉，將銅與鋅的摩爾比分別設定為1：1、1：1.1、1：1.2、1：1.3、1：1.4。這說明鋅粉的增加有利于酸浸液中Cu的轉(zhuǎn)化。這可以用其他金屬（例如Cd和Pb）代替多余的鋅粉。上述實驗表明，當Cu與Zn的摩爾比為1:1.2時，鋅粉的加入量最佳。

硫酸鐵對As去除的影響。硫酸鐵根據(jù)置換溶液的As含量添加到溶液中。表明它會增加。硫酸鐵對溶液有益。As轉(zhuǎn)化為砷酸鐵。加入硫酸鐵后，F(xiàn)e與As的摩爾比在1.1～1.3范圍內(nèi)。我明白。添加最佳量的硫酸鐵。1、根據(jù)置換液中且焦糖元素沉淀溫度為80℃，ar沉淀元素沉淀時間為2小時。金屬冶煉通常是環(huán)境隔室局部污染的原因。從冶煉設施中逸出的粉塵物質(zhì)不僅沉降在土壤中，而且還可以直接影響生活在這些操作附近的居民（通過攝入或吸入）。研究贊比亞銅帶銅鈷冶煉廠的粉塵，以了解污染物的固體形態(tài)，以及在模擬胃液和肺液中進行體外試驗，評估人體暴露風險的生物可接受性。根據(jù)我們的結(jié)果，可以識別潛在的危險，特別是從吸入粉塵中，生物可接受的分數(shù)為污染物總濃度的21%至89%。與此相反，模擬肺液提取物的生物可接受分數(shù)相對較低，其值為總污染物濃度的0.01%（Pb）至16.5%（Co）。（70kg，每天攝入50mg粉塵），略超過可耐受的Co每日攝入量限值（1.66×粉煤灰和1.19×對于礦渣粉塵，偶爾也適用于Pb（1.49×,粉煤灰）和As（1.64×,靜電除塵器粉塵）。鈷被認為是最重要的污染物，在跨學科研究中，贊比亞銅帶工業(yè)區(qū)居民接觸粉塵顆粒的直接途徑應進一步研究。

3.3 pH值對除鐵的影響

當?shù)V石被硫酸消化時，會形成一種漿液，可以過濾以制備濕法磷酸。含氟空氣用水擦洗以防止空氣污染。洗滌水在水池中冷卻并循環(huán)到洗滌塔。此時濾渣中Zn含量低，提高溶液pH值有利于去除Fe2+，酸度越高，底層溶液中Zn2+水解越少，說明損失降低了。少了。隨著溶液pH值的不斷升高，溶液中Fe的質(zhì)量濃度略有下降，但濾渣中Zn的含量急劇增加[5]。

3.4 電除塵灰在銅冶煉過程中酸浸的實際應用

酸浸出殘渣的Cu的含量小于1%，如含量不足1.5%時，F(xiàn)e的含量小于3.5%，Zn含量小于0.5%，鉛含量大于65%。制成Hinamari它被運輸供冶煉廠使用，用作冶煉鉛的原料，可以繼續(xù)觀察后續(xù)，尋找更好的工藝條件。

4 結(jié)論

綜上所述，以上的銅冶煉電除塵灰，其綜合治理難度比較大。經(jīng)酸浸、壓濾、置換、沉淀、除鐵、電積等工藝處理，綜合回收Cu、Zn、Pb、As，有效脫電塵灰。[6]在整個實驗過程中，獲得了最佳的工藝條件，具有良好的實驗效果和行業(yè)應用響應。這為國內(nèi)銅冶煉行業(yè)處理電塵灰開辟了新途徑。具有較高的推進價值和應用價值。