从铜渣中回收有价金属技术的研究

近年来，世界铜冶炼产量增长迅速，1980年世界铜的总产量为929万t，2007年达到了1763万t。我国铜产量也在迅猛增长，2007年我国铜产量344万t，超越智利跃居世界第一。目前世界上铜产量中80%火法冶炼生产，约20%用湿法冶炼生产。我国铜产量的97%以上由火法冶炼产生，火法冶炼占主导地位。

铜渣指的是火法冶炼过程中产生的含铜炉渣，根据产渣设备不同可分为反射炉渣、转炉渣、电炉渣等;根据工艺流程可分为熔炼渣、吹炼渣等;根据炉渣冷却方式不、同又可分为水淬渣、自然冷却渣、保温冷却渣等。我国铜生产以火法为主，火法炼铜生产1t铜将产出2～3t渣。铜渣数量大，其中尚含有可以利用的多种金属和非金属。

针对铜渣的特性，开展有价金属回收技术的基础理论研究，开发出能实现有价金属资源化的回收技术，为铜渣资源实现产业化提供技术依据，对国民经济和科技发展具有重要的现实意义。铜渣量大，成分复杂，除含有少量的铜、锌、镍、硫、钴、贵金属外，还含有大量的铁，二氧化硅、氧化钙和部分氧化镁、三氧化二铝等，铜渣中氧化物的含量超过95%。铜渣主要矿物成分是铁橄榄石、磁铁矿及一些脉石组成的无定形玻璃体。铜主要以辉铜矿、金属铜、氧化铜形式存在，铁主要以硅酸盐的形式存在。

一、有价金属的回收技术

1、火法回收技术

火法回收技术是通过对炉渣还原、硫化、鼓风搅拌，提高炉渣温度等措施，达到贫化炉渣，加快铜渣分离，回收金属铜的目的。铜渣中铁、钴等金属，采取还原造锍进行回收。

（1）电炉贫化法

电炉贫化可以提高熔体温度，使渣中铜的含量降到很低，有利于还原熔融渣中氧化铜，回收熔渣中细颗粒的铜粒子。电炉贫化不仅可以处理各种成分的炉渣，而且可以处理各种返料。熔体中电能在电极间的流动产生搅拌作用，促使渣中的铜粒子凝聚长大。目前此方法已经得到了广泛的应用，许多冶炼企业都在使用电炉法贫化炉渣。但此方法金属回收率不高，且能耗较高。

（2）真空贫化法

杜清枝等研究了炉渣真空贫化技术，对诺兰达富氧熔炼渣进行了实验，成功地使渣含Cu的2/3层从大于5%降到了小于0.5%，而直接弃渣。真空贫化的优点在于:增大了渣-锍间的界面张力，降低了渣中Fe3O4的含量，真空还有利于SO2气泡的迅速长大、上浮，对熔渣起着强烈的搅拌作用，促进了分散的锍滴的聚合沉降。主要存在问题是成本较高，操作比较复杂。

（3）渣桶法

智利所有的炼铜厂都把渣桶当作一个特殊的沉淀池，使返回到熔炼炉去沉淀的渣的含铜量降低0.5%以上。用渣桶作为沉淀池，这是通用的降低废渣含铜的一种最简便的方法。此方法关键是用一个大的渣桶保持桶内炉渣的温度，回收桶底富集的部

分渣或渣皮再处理。渣桶法主要利用渣的潜热来实现铜滴的沉降和晶体的粗化。

2、湿法回收技术

湿法处理铜渣，能综合回收有价金属。同时湿法过程可以克服火法贫化过程的高能耗以及产生废气污染的缺点，其分离的良好选择性更适合于处理低品位炼铜炉渣。

总体来说，从铜渣中回收有价金属技术的研究还存在许多问题:一是大多数研究集中在金属铜的回收，其它有价金属回收研究较少;二是研究重点局限在有价金属的回收率上，经济性分析不够;三是各种回收工艺理论研究工作不够深入，尤其是热力学和动力学方面的研究很少。因此，在以后的研究过程中，一方面要重视有价金属(铜、铁、锌、钴等)的综合回收，不断地提高有价金属的回收率;另一方面还要考虑研究方法的应用价值，使其实现工业化生产