[发明专利]从铜冶炼废渣中梯级回收铁、铜及贵金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废渣资源综合回收方法，特别涉及一种从铜精矿冶炼过程中产生的废弃渣中梯级回收铁、铜及贵金属的方法。

背景技术

铜渣中含有大量的可利用资源，包括相当数量的铁、铜以及与铜共生的贵金属金、银和钯等，具有较高的综合回收价值。随着资源的持续开发利用，铜矿资源日趋枯竭，目前含铜0.2~0.3%的铜矿已被开采，而铜精矿冶炼过程产出的废弃渣含铜却在0.5％以上。现代炼铜工艺侧重于提高生产效率，废渣中的残余铜含量居高不下，且渣中的大部分贵金属与铜共生，还有部分贵金属分布在磁铁相中，回收铜的同时一般只能回收部分贵金属；废渣中的主要矿物为含铁矿物相，全铁品位一般超过35wt%，大于冶炼铁矿29wt%的平均品位。

中国每年产出铜冶炼废渣150万吨左右，累计达2500万吨以上，由于渣相组成十分复杂，矿物相互嵌布且晶粒细小，铁资源主要以铁橄榄石相形式存在，而铜主要以细小颗粒弥散于渣中，采用传统分离技术难于综合利用和处理。因此，针对铜渣的特点，开发出有价组分资源化的分离方法，实现资源的节约和可持续发展，具有巨大的经济效益和学术价值。

已有较多学者开始研究含铜低于1.0wt%的铜冶炼废渣中有价金属的回收方法：主要根据有价金属赋存相的表面亲水、亲油性质和磁学性质的差别，通过磁选和浮选分离来富集有价金属，但浮选方法对药剂要求高，废水排放量大，环保任务重，生产成本也较高，同时由于渣的黏度大，未得到有效处理，阻碍含铜相晶粒的迁移聚集，加之铜相中硫化铜的含量少，铜浮选难度较大。而对于磁选工艺，随着废渣中弱磁性铁橄榄石比例增大，磁选时精矿降硅困难，常规磁选方法较难获得合格铁精矿。一般对含铜低的铜冶炼废渣利用效果较好的研究也仅仅是回收了其中的铁，有的研究将铜相富集到了铁组分中，但未得到铜精矿产品。

专利CN101886179B中公布了一种从铜冶炼渣中分离出铁、铜、硅组分的方法。是将铜渣与碱按比例混合，于350℃～950℃进行热化学反应，产物水浸后，过滤得滤液和滤渣；目标成分Fe、Cu等进入滤渣，对滤渣进行常规分选方法回收铜和铁，包括用硫酸酸浸滤渣，得到硫酸铜溶液和氧化铁产品。该方法不能回收实现对贵金属的回收，废水排放量大，而回收得到的铜以硫酸铜液体形式存在，再利用空间低。

现有技术中有采用配碳还原处理铜渣，以回收其中铜、铁、金、银等金属的报道。例如“铜渣中有价组分的选择性析出研究，张林楠，东北大学博士学位论文，20050801”中披露“加入少量碳粉(1.49碳粉／100g渣)的熔渣还原处理，Fe₃O₄含量降低，二价铁含量增加，有效降低渣的黏度，促进了渣中铜的沉降。铜沉降后，使渣迅速氧化，提高磁性氧化铁的含量，缓冷粗化磁铁矿晶粒，实现铜渣中有价组分的选择性析出。但除了Fe₃O₄含量高是导致铜冶炼废渣黏度较高的原因以外，渣中硅含量过高也是铜冶炼渣黏度高的重要原因，配碳还原仅能部分降低渣黏度，所以该方法在后续需要气体搅拌来加速铜的沉降。虽然能使铜、铁组分较好分选，但由于有部分贵金属是以交代连生情况分布在磁铁相中的，仅采用配碳还原，磁铁相中的贵金属向铜精矿中迁移富集效果不好，该方法得到的尾矿残余铜含量最低仅为0.35%，而且后续还需要再次氧化磁铁相，再通过磁选回收铁精矿，反应条件较为苛刻，操作复杂，整个工艺仅是实现有价组分的选择性析出，未得到单独选矿产品。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种技术先进、经济合理、工艺较为环保、综合回收率高的从铜冶炼废渣中梯级回收铁、铜及贵金属的方法，能有效回收铜冶炼废渣中的铜、金、银等各种有价金属，实现固体废弃物的“减量化、资源化、产业化”，促进矿产资源的节约利用和可持续发展。

本发明发的技术目的是通过以下技术方案实现的：

一种从铜冶炼废渣中梯级回收铁、铜及贵金属的方法，包括如下步骤：

（1）造球：取铜冶炼废渣、碳粉、烧碱和元明粉共混后，制成料球；所述烧碱重量不超过铜冶炼废渣重量的30%，元明粉重量不超过铜冶炼废渣重量的30%； 

（2）还原焙烧：将步骤（1）得到的料球进行还原焙烧；

（3）弱磁选：将步骤（2）还原焙烧后的物料磨细至粒度≤0.045mm，进行弱磁选，得到磁选精矿和磁选尾矿；

（4）尼尔森重选：将步骤（3）得到的磁选精矿进行尼尔森重选，得到富含贵金属的铜精矿和合格铁精矿。