提高鋅濕法冶煉系統銅回收率及銅渣品位的實踐

冶玉花， 張昱琛

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綜合利用與環保

提高鋅濕法冶煉系統銅回收率及銅渣品位的實踐

冶玉花， 張昱琛

對鋅濕法冶煉過程中影響銅回收率及銅渣品位的因素進行分析，重點介紹了提高銅渣品位的措施。

鋅； 濕法冶煉； 凈化； 銅鎘渣； 銅渣

加強銅等副產品的綜合回收利用，是濕法煉鋅企業提高經濟效益的重要手段。通常情況下，鋅精礦含銅在0.3%～0.8%，對于采用流態化焙燒-高溫高酸浸出-黃鉀鐵礬法除鐵的企業，目前銅的回收率平均僅為75%左右，因此，有效地提高銅回收率及銅渣品位，對于鋅濕法冶煉企業非常重要。

1 提高銅回收率的措施

1.1 提高浸出工序銅的回收率

1.1.1 銅在浸出工序的行為

鋅精礦中的銅經過流態化焙燒進入鋅焙砂，在鋅焙砂浸出過程中，銅離子水解達到平衡狀態。銅離子在25 ℃時的水解pH值為4.6，70 ℃時的水解pH值為3.87，因此浸出液溫度越高，銅離子水解反應平衡的pH值越低。

1.1.2 提高浸出工序銅回收率的措施

根據銅離子水解反應的熱力學特性，提高溫度有利于Cu(OH)2沉淀的生成，而降低溫度則可促進Cu(OH)2溶解，有利于提高溶液中Cu2+濃度，進而提高銅的回收率。生產實踐中，盡量降低中性浸出液溫度，對提高銅的回收率有利。

降低溶液pH值，也有利于Cu(OH)2溶解，也就是有利于抑制Cu(OH)2沉淀生成，進而提高銅的回收率。生產實踐中，在確保中浸沉降效率的同時，應盡可能降低中性浸出液pH值。

1.2 提高凈化工序銅的回收率

1.2.1 銅在凈化工序的行為

在凈化工序，絕大部分銅富集于銅鎘渣中，但也有少量銅隨除銅鎘后液進入除鈷鎳工序，富集于鎳鈷渣中。西北鉛鋅冶煉廠在現有的凈化操作條件下，一段凈化后液鎘控制在150 mg/L左右時，其含銅一般在10 mg/L左右。而當一段凈化后液鎘達到250 mg/L時，銅含量平均在25 mg/L左右，按照中上清銅含量650 mg/L推算，銅在除銅鎘工序損失率接近4%，對于年產11萬t電鋅的企業，每年在該工序損失的銅達27t，經濟效益將減少100多萬元。

1.2.2 提高凈化工序銅回收率的措施

以上分析可知，除銅鎘后液中的銅隨著鎘含量的升高而升高，要提高凈化系統銅的回收率，必須從控制除銅鎘后液的鎘含量入手。研究及生產實踐表明，除銅鎘后液鎘含量小于30 mg/L時，其銅含量可維持在1 mg/L以下。

為了降低除銅鎘后液中的鎘對銅回收率及除鈷鎳工序的影響，西北鉛鋅冶煉廠對工藝進行了改進，將原銅鎘凈化由一段改為兩段(即一段凈化除銅和預除鎘，二段凈化進一步除鎘)。兩段凈化除銅鎘模式解決了以往除銅鎘后液鎘不穩定、銅回收率低及對凈化除鈷鎳工序的影響等問題，達到了降低鋅粉消耗和提高銅回收率的目的。工藝優化后，凈化系統流程由原來一段鋅粉低溫除銅鎘→二段鋅粉銻鹽高溫除鈷鎳→三段鋅粉低溫除殘鎘，改為兩段除銅鎘→一段除鈷鎳。

1.3 提高銅鎘渣回收工序銅的回收率

1.3.1 銅在銅鎘渣回收工序的行為

在銅鎘渣回收工序，95%的銅富集于銅渣中，少量銅在銅鎘渣浸出和銅渣酸洗過程中進入溶液。在浸出溶液鋅粉置換鎘綿過程中，銅隨鎘綿進入粗鎘，造成銅的損失。根據西北鉛鋅冶煉廠現有的銅鎘渣回收工藝，銅鎘渣浸出液銅含量一般在80 mg/L左右，而銅渣酸洗液銅含量一般在100 mg/L以上，每年損失銅6 t左右。

1.3.2 提高銅鎘渣回收工序銅回收率的措施

要提高銅鎘渣回收工序銅的回收率，必須降低鎘綿置換前液(銅鎘渣浸出液)的銅含量，避免銅進入粗鎘。

西北鉛鋅冶煉廠在銅鎘渣綜合回收系統增設二次置換工序，目的是控制貧鎘液含鎘及銅。在一次置換過程中加入過量的鋅粉，以降低貧鎘液含鎘及銅，盡可能使銅鎘渣浸出液中的鎘及銅進入一次鎘綿，一次鎘綿再進行氧化、酸溶，銅則進入酸溶渣中，最終進入銅渣，達到提高銅回收率的目的。

2 提高銅渣品位的措施

影響銅渣品位的主要是中上清浮渣和鋅、鎘及鉛等雜質金屬。中上清中浮渣量及雜質金屬含量越高，則銅渣品位越低。因此，要提高銅渣質量，必須從減少中上清浮渣含量和降低銅渣雜質金屬含量兩個方面著手。

2.1 減少中上清浮渣含量

中上清浮渣是影響銅渣質量的主要因素，減少中上清浮渣含量可提高銅渣品位。國內一些廠家為了提高銅渣品位，對濃密機產出的中上清進行過濾預處理，實現液固徹底分離，生產實踐中取得了顯著的效果。

2.2 降低銅渣雜質金屬含量

降低銅渣雜質金屬含量主要是降低銅渣鋅、鎘及鉛等金屬含量，以提高銅渣品位。

2.2.1 合理使用生產水

要提高銅渣質量，除了在銅鎘渣回收系統加強銅鎘渣浸出及銅渣酸洗條件的控制外，生產水的合理使用也非常重要。生產實踐表明，用電解廢液浸出銅鎘渣及進行銅渣酸洗，銅渣中鋅及鎘的浸出率較低，銅渣含鋅、鎘平均在7%～10%之間，而采用生產水及濃硫酸浸出銅鎘渣及進行銅渣酸洗，銅渣含鋅、鎘很容易達到5%以下。目前，國內大部分濕法煉鋅廠在銅鎘渣回收系統都盡可能采用生產水和濃硫酸。

2.2.2 合理使用鋅粉

影響銅渣品位的另外一個雜質金屬就是鉛，銅渣中的鉛主要來源于鋅粉，國內一些廠家在中上清凈化除銅鎘過程中采用合金鋅粉，合金鋅粉中的鉛最后富集于銅渣，該類銅渣中鉛含量均在5%以上，從而影響了銅渣質量。因此，為了有效提高銅渣品位，在中上清凈化除銅鎘過程中盡可能選用金屬鋅粉，這樣可以減少鉛對銅渣品位的影響，提高銅渣品位。

3 結語

銅渣是鋅濕法冶煉企業主要的副產品，也是主要的經濟增長點。要實現銅渣效益的最大化，提高鋅濕法系統銅的回收率及銅渣質量是最重要手段。近幾年，西北鉛鋅冶煉廠通過對浸出、凈化及銅鎘渣綜合回收工藝進行優化及改進，銅回收率由原來的75%提高至85%，取得了較好的經濟效益；同時從一段凈化鋅粉選擇、鋅粉質量控制及中上清浮渣的控制等方面入手，銅渣銅品位由原來的50%提高至65%以上，最高達78%，利潤再提高了10%以上。

[1] 郭天立等.鋅焙砂常規浸出條件下Cu2+行為分析[J].中國有色冶金，2013，(3)：61-63.

(白銀有色集團股份有限公司, 甘肅 白銀 730900)

Practice of increasing the copper recovery and the copper residue grade in zinc hydrometallurgy

YE Yu-hua, ZHANG Yu-chen

This paper analyzed factors which influenced copper recovery and copper residue grade, introduced the ways which increased the copper residue grade in zinc hydrometallurgy.

zinc； hydrometallurgy； purification； copper and cadmium residue； copper residue

冶玉花(1976—)，女，畢業于青海大學有色金屬冶金專業，冶煉工程師，從事技術管理工作。

2015- 01- 04

TF813

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1672- 6103(2015)06- 0056- 02