銅渣資源化利用方法及其高效化利用探討

銅渣中含有約1％的銅、40％左右的鐵，以及大量的氧化硅等無機(jī)材料，若能全部資源化利用，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。為此，我們紅星銅礦選礦設(shè)備廠家就銅渣的資源利用問題進(jìn)行了深入研究。

銅渣中有價金屬的提取

銅渣中有價金屬的提取主要關(guān)注于銅、鐵兩種金屬的提取，提取方法主耍有選礦法、火法冶煉和濕法浸出。

選礦法

選礦法主要是通過物理方法對鋼渣的組分進(jìn)行分選，目前應(yīng)用較為普遍的是磨浮法選礦工藝。該方法主要包括銅渣緩冷處理、磨礦處理，浮選選銅以及磁性選鐵四個工序圖。圖1為國內(nèi)某廠選礦法處理銅渣工藝流程圖。

銅冶煉渣出渣后首先進(jìn)行緩冷處理，促進(jìn)銅渣中銅礦物品粒的長大。圖1中緩冷處理時間為96h，之后再進(jìn)行細(xì)磨使銅液中的礦物物理解離，細(xì)磨后的銅渣使用 劑進(jìn)行精選和掃選獲得銅精礦，剩余的礦物再通過磁選機(jī)進(jìn)行磁選得到鐵精礦。銅渣通過選礦法處理最終獲得鋼精礦、鐵精礦、以及鐵精選尾礦和最終尾礦混合物三種物料。

采用該方法處理銅渣，銅的回收率約為70.46%，鐵的回收率為21.24%，所得鋼精礦返回鋼冶煉流程，鐵精礦以低廉的價格進(jìn)入鋼鐵生產(chǎn)流程，但80%多的尾礦仍然無法利用。

細(xì)磨浮選的選礦方法是針對選銅設(shè)計的工藝，對于鎳鈷含螢高的銅渣，鎳鈷元素會進(jìn)人尾礦中，因此應(yīng)用上具有一定的局限性。此外，選礦法處理銅渣流程復(fù)雜，廠房占地面積大，設(shè)備多，基建投資大。

火法冶煉

火法冶煉處理鋼渣有熔融狀態(tài)下還原貧化處理和半熔態(tài)條件的直接還原處理。

還原貧化法應(yīng)用較為普遍的是電爐貧化法、反射爐貧化法等。國內(nèi)某廠采用還原貧化法處理鋼液，尾渣銅含貴為0.6%,足渣量高達(dá)85%。張林楠等人研究了銅渣加炭粉、通惰性氣體攪拌選擇性還原貧化，銅渣中殘余銅置可由5%降低到0.35%以下。目前電爐貧化法處理銅渣應(yīng)用較為普遍，但處理后的銅渣含銅一般在0.6%左右，且能耗較高，大量尾渣也不能資源化利用。

目前半熔融態(tài)直接還原是針對冷態(tài)鍋洧進(jìn)行處理。冷態(tài)銅渣和焦炭或煤等還原劑、添加劑破碎到一定粒度混勻后制成球團(tuán)等塊狀，用專門的設(shè)備在半熔態(tài)溫度下進(jìn)行還原，還原后破碎進(jìn)選回收鋼鐵等有價金厲。其相關(guān)技術(shù)還處于工業(yè)化探索試驗階段。

直接還原處理工藝針對的是冷渣處理，但冷態(tài)銅渣升溫至1100℃尤左右的溫度需要大量熱能，能耗成本高。同時破碎磁選篩分后，大量的足渣仍然不能有效利用。

濕法浸出

濕法冶金處理銅渣主要有添加酸堿類沒出劑直接浸出，采用硫酸化、氯化等的間接沒出，以及細(xì)菌冶金方法。濕法處理主要是考慮銅渣中有價金屬種類多，回收價值商，可以在常溫條件下 多種有價元索的提取。

但是濕法處理流程中涉及大量的酸堿廢水，工藝復(fù)雜，操作環(huán)境惡劣，效率低，存在潛在的二次污染問題，環(huán)保成本高。雖然相關(guān)研究較多，但沒有大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。

銅渣資源的再認(rèn)識和高效化利用探討

銅渣資源化利用存在的問題

對于銅渣中金屬的提取，選礦法應(yīng)用較廣，但資源化利用率低;火法冶煉金屬回收率高，但處理成本高；濕法處理潛在二次污染且費(fèi)用高。銅渣尾渣的資源化利用途徑也較多，充當(dāng)建筑用砂石等低附加值產(chǎn)品雖然消耗量大，但利用價值低，且缺乏市場認(rèn)可；制備微晶玻璃、礦棉等高附加值產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)還處于實(shí)驗室研究階段。雖然對銅済各種性能的開發(fā)利用有許多研究，但涉及的技術(shù)較多，銅渣資源利用缺乏系統(tǒng)開發(fā)。

銅渣高效化利用探討

銅渣資源的再認(rèn)識是將銅渣視作寶貴的資源，從資源化利用的角度挖掘銅渣的時利用價值。銅渣可視為一種含有鋼鐵金屬原料、高氣化硅無機(jī)材料、以及富含高熱值的資源，具有很高的經(jīng)濟(jì)開發(fā)價值。

全面利用鋼渣物質(zhì)特性，將鋼済視為一種可回收銅鐵金屬、高氧化硅無機(jī)材料兩種產(chǎn)品的高熱值物料。熔融態(tài)下進(jìn)行鋼鐵的回收，并制備高氧化硅類別的無機(jī)材料是充分利用鋼渣有價組分及余熱的有效途徑。銅渣可采用電爐等常規(guī)設(shè)備進(jìn)行處理回收銅、鐵，尾渣可考慮直接制備礦棉、微晶玻璃等附加值離且具備一定市場空間的產(chǎn)品，使渣中大量的氧化硅物質(zhì)獲得高效利用。

按照上述思路，在熔態(tài)的條件下對銅渣進(jìn)行直接處理，熱渣烙融冶煉處理生產(chǎn)效率高，可望 銅渣中金屬、氧化硅以及熔渣余熱全部資源的利用。此外,該方法所制備產(chǎn)品附加值高，收益將大福超過電爐等高溫冶煉處理設(shè)備的運(yùn)行成本。該思路是對銅渣的高效利用，應(yīng)加快相應(yīng)技術(shù)的開發(fā)，以推動銅渣的資源化利用。