[发明专利]一种铜冶炼白烟尘回收有价金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜冶炼白烟尘回收有价金属的方法，属于工业固体废弃物资源化利用技术领域。

背景技术

铜是现代经济发展的基础工业原料之一，由于其具有导电导热、抗张耐磨性能较好，因而在电力电气、机械制造、运输、建筑、能源、军事等业领域得到了广泛应用。

熔炼是火法炼铜最重要的冶炼过程，传统熔炼方法是在鼓风炉、反射炉和电炉内进行，这种工艺的主要缺点是：不能充分利用炉料中硫化物氧化的化学反应热作为能量，矿物燃料量或电能消耗大；产出S0₂烟气浓度低，生产硫酸不经济，易对环境造成严重污染。因此传统熔炼工艺逐渐被高效、节能和低污染的强化熔炼新工艺取代。

从近期国内几个大厂的技术改造和新项目技术方案看，都已将熔炼系统的技术作为重点，并选择适合自身特点的先进熔炼技术和设备，其中铜精矿配料-圆盘制粒-澳斯麦特炉熔炼-转炉吹炼-回转式阳极炉火法精炼-常规大极板电解精炼是目前新上铜冶炼首选工艺。

铜冶炼白烟尘灰来源于电炉烟气和熔炼烟气，电炉烟气主要成分为氮气和氧气，还含有少量的水蒸汽和二氧化硫，温度一般在420℃左右，含尘量约30g/Nm³；熔炼烟气主要成分为氮气、二氧化硫和水蒸汽，还含有少量的氧气和三氧化硫，温度高达1200℃以上，含尘量约210g/Nm³，经废热锅炉回收显热后，温度降到390℃左右，含尘量降至120g/Nm³，比重大、粒度粗的粉尘在此聚集。从废热锅炉出来的熔炼烟气与电炉烟气混合，混合气温度约300℃、含尘量在105～110 g/Nm³，经电收尘器第一电场捕集的高铜烟尘一道返回熔炼系统作入炉原料使用。电收尘器第二、三、四电场收集的烟尘由于含有较多有害的杂质成分，不宜返回熔炼系统，即为本申请所述的白烟尘灰。

混合气体中二氧化硫体积含量在11～12%左右，适宜采用二转二吸制酸，其对粉尘要求小于0.5g/Nm³，因此，仅采用电除尘器难以满足制酸要求，水洗加动力波除尘对气体进行净化，是冶金尾气制酸最为常见的手段，由于气体中含有大量有害物质，洗涤水处理成本高，通常采取循环洗涤方式进行，因而其残余酸经累积后浓度可达5wt%左右，最后加硫化钠沉铅、石灰中和、石灰脱砷进行废水处理。

由于铜冶炼白烟尘灰是富含有价金属和有害元素的混合物，即是一种危险固体废弃物，亦是可加以利用的资源，因此，广大学者从单一有价金属提取或多金属回收提出了针对性技术路线，如：

武汉工程大学的彭翠，以铜冶炼过程中产生的白烟灰为原料，研究了白烟灰中有价金属元素的浸出、分离及回收工艺，主要取得成果有：(1)通过先后采用常温水浸、加热酸浸以及稀酸加热氧化浸出；(2)对于烟灰浸出液中的铜，以N902作为萃取剂，硫酸作为反萃剂，在优化条件下萃取率和反萃率都可以达到99％以上；(4)采用硫化法共沉淀浸出液中的锌和砷，在优化条件下，锌和砷的沉淀率分别为100％和99％。

阮胜寿、路永锁采用烟灰浸出-鼓风炉熔炼-铅铋合金电解-高铋阳极泥低温熔(火法精炼)流程，综合回收炼铜电收尘烟灰中的铜、锌、铺、铟、铅、铋、金、银。结果表明：可综合回收有价金属、环境污染小，并且技术经济指标较好，具有一定的经济效益。

江西理工大学的刘国庆，采用由工业硫酸与生产水配制的溶剂、废电解液与生产水配制的溶剂、废电解液与工业废水配制的溶剂进行的各批次烟灰的一段一次浸出、一段一次浸出液的二次浸出、一段二次浸出液的三次浸出的办法来提高浸出液中的铜、锌含量，对减少后续置换沉积的处理量、能耗等有实际意义，浸出阶段总浸出率：Cu﹥90%，Zn﹥93%，Pb﹤1%，Bi﹤1%。

兰州理工大学的张琰，通过对某铜业公司铜转炉烟灰的深入研究，将萃取工艺应用于铜转炉烟灰的综合利用，提出铜转炉烟灰综合利用的新工艺。铜转炉烟灰经过硫酸浸出后，90％以上的铜和锌均进入酸浸液，大部分铅以硫酸铅的形式进入酸浸渣；对烟灰酸浸渣进行沉淀转化—硝酸溶解—硫酸沉铅等工艺流程，制得硫酸铅；烟灰酸浸液经过铁粉置换得到了纯度较高的海绵铜，可直接返回冰铜吹炼系统；烟灰酸浸提铜液经氧化、中和、水解除铁后，用P204对除铁净化液进行三级错流萃取，有机相经过一级反萃后制得了满足电积锌需要的硫酸锌溶液。

CN 102517449 A 提出了一种冶炼烟灰有价元素综合回收工艺，冶炼烟灰加硫酸浆化两次浸出后压滤形成的铅银铋渣经过熔、熔铸、电解、精炼、转炉还原熔炼、得到粗铅、冰铜、精铋和银锌渣，进一步处理回收相应产品和砒霜。