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1 銅渣的化學(xué)組成 銅渣的主要礦物成分是鐵橄欖石（Fe2SiO4）、磁鐵礦（Fe3O4）及一些脈石組成的無定形玻璃體，其中銅主要以銅的硫化物（似黃銅礦、似斑銅礦、似銅藍）、氧化銅、金屬銅形式存在；鐵主要以硅酸鹽形式存在。不同冶煉工藝產(chǎn)生的爐渣成分是Fe 30%~45%、SiO225%~38%、Al2O3<10%、CaO 10%、Cu 0.45%~2.6%. 2 銅渣中銅的資源資源化利用 從銅渣中回收銅方法的選擇主要取決于銅渣中銅的品位和存在形態(tài)以及棄渣水平?，F(xiàn)有從銅渣中回收金屬的方法大致分為火法貧化法、濕法分離法和銅渣選礦。 2.1 火法貧化法 火法貧化法回收技術(shù)是通過對爐渣還原、硫化、鼓風攪拌、提高爐渣溫度等措施，加快銅渣分離，實驗爐渣貧化，回收金屬銅。該法基于銅渣中Fe3O4含量高的特點，加入還原劑C及黃鐵礦（FeS）,將Fe3O4還原為FeO，從而使夾雜在銅渣中的銅進入到冰銅中。 陳海清等通過還原-硫化-攪拌-提溫的火法強化貧化銅渣新工藝，在貧化爐最優(yōu)結(jié)構(gòu)前提下，將貧化爐爐膛溫度升至1300℃.然后加入一定的黃鐵礦和碎煤，采取鼓風攪拌以及澄清等措施，可使渣含銅由1.277%下降至0.466%。E.Rudnik等對轉(zhuǎn)爐銅渣進行了還原焙燒，獲得了Cu-Co-Fe-Pb合金，將合金氯化銨-氨水混合液中電解，使鐵沉淀進入殘渣，銅、鈷溶解進入溶液，并通過電解從溶液中分析出銅、鈷金屬。 有學(xué)者進行利用氯化焙燒法對銅渣中銅鐵分離的研究。趙潔婷等通過對銅渣中溫氯化焙燒，通過熱力學(xué)分析研究，發(fā)現(xiàn)在800~900℃下，銅渣中銅發(fā)生反應(yīng)，以氯化物形式揮發(fā)，而鐵大部分留在渣中，達到銅鐵高效分離并回收銅的目的。 火法貧化作為目前較為廣泛的爐渣處理技術(shù)，能較大限度地回收銅渣中的銅，但是存在的不只是能耗高，生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的二氧化硫廢氣，操作環(huán)境惡劣，對環(huán)境污染較為嚴重，且未考慮銅渣中鐵的回收及利用。 2.2 濕法分離法 不同冶煉工藝產(chǎn)生的銅渣中銅、鐵含量和性質(zhì)不同，需要采用不同的浸出方法進行浸出和分離處理，常用的有氯化浸出法和硫酸化浸出法。采用濕法分離可以克服火法貧化過程中能耗高、污染大的缺點，還能綜合回收銅、鋅、鎳等有價元素，回收率高，具有良好的選擇性，適于處理品位較低的銅渣。 Herrtros等對閃速爐渣進行了研究，采用氯氣浸出的方法，浸出后銅的浸出率達到80%~90%，而鐵的浸出率僅有4%~8%。劉緣緣對銅渣進行硫酸-雙氧水體系浸出的實驗研究，考察了pH、溫度、雙氧水用量等對浸出的影響。結(jié)果表明，在常壓條件下，pH=2.5，浸出溫度70℃，雙氧水用量150L/t,銅的浸出率為54.77%。薛文潁等研究了氯氣浸出-凈化-不溶陽極電積法回收銅渣中銅、鎳的效果，獲得鎳99.3%、銅98.5%的浸出率。 肖景波，陳居玲等進行了硫酸法處理銅鋅冶煉廢渣制備氧化鐵紅工業(yè)顏料、七水硫酸鋅、海綿銅、白炭黑和分離其中貴金屬的研究，在優(yōu)化工藝條件下鐵、硅、銅、鋅浸出率分別達到97%、92%、98.3%和99.1%，收得率分別為98%、96%、96.5%和92.6%（以分解率為基數(shù)），同時，對金、銀進行回收并實現(xiàn)了對三廢的有效控制和循環(huán)利用。 采用濕法冶金工藝對銅鋅廢渣進行綜合利用，具有回收率高，且能回收銅渣中鋅、鎳等有價元素，資源綜合利用水平高等優(yōu)勢。但濕法工藝的出路在于實現(xiàn)對銅鋅尾渣中有價元素的全元素綜合利用，只有這樣才能達到治污不產(chǎn)污，利廢不產(chǎn)廢的目的。 2.3 銅渣選礦 銅渣選礦技術(shù)是從銅渣中回收銅最常用的方法，主要利用銅渣中各組分的性質(zhì)，通過物理方法進行分選，目前運用較為廣泛的是浮選法。該方法主要是利用銅渣在緩冷過程中，渣中的銅礦物晶粒會逐漸長大，經(jīng)過破碎，可利用渣中各組成性質(zhì)差異浮選、富集銅礦物，對尾渣進行磁選富集銅礦物。 金銳等對云南耿馬銅渣進行了浮選回收銅的研究，在磨礦產(chǎn)品細度為-0.074mm占90.6%，硫化鈉用量為3.4kg/t,捕收劑KM-109用量為162g/t的條件下，得到了含銅20.08%、回收率86%的銅精礦；陳江安等對江西貴溪冶煉廠含銅1.02%、含鐵48.07%的銅渣進行了浮選實驗，經(jīng)LH-1預(yù)先活化，采用1粗1掃浮選流程，獲得了含銅23.76%、銅回收率52.14%的銅精礦，浮選尾礦含鐵55.72%、鐵回收率75.65%，可直接作為鐵精礦使用。實際上，陳江安等并未獲得真正意義上的鐵精礦，而是選銅殘余物。為實現(xiàn)真正意義上的銅鐵分離，相關(guān)學(xué)者建議采用浮選-磁選聯(lián)合使用的方法。韓偉等從含銅1.25%，含鐵43.75%的云南某水淬中獲得了含銅14.33%的銅精礦，含鐵51.67%的鐵精礦，銅、鐵回收率分別為48.80%、57.55%，總體而言，銅鐵分離效果不佳，浮選工藝有待改進。 在上述銅渣選礦的工藝中，浮選法適用于硫化礦物，對于部分以氧化物形式存在的銅浮選效果不理想；磁選法適用于磁性鐵礦物，對大部分以鐵橄欖石形式存在的鐵回收困難，采用浮選-磁選聯(lián)合法分離并回收銅、鐵效果不佳是工藝條件的局限，需對現(xiàn)有工藝、技術(shù)加以改進，銅、鐵礦物粒度過細、組成復(fù)雜也是造成銅、鐵回收率低的原因。此外，選礦法流程復(fù)雜、設(shè)備多、基建費用高、占地面積大。
3 銅渣提銅尾渣的回收 銅渣將銅、鐵分離并回收銅之后，尾渣中鐵含量仍高達35%-40%，遠高于精礦中鐵的品位。如何高效回收選銅尾礦中的鐵并進行資源化利用是銅渣處理技術(shù)的關(guān)鍵?，F(xiàn)有從提銅尾渣中回收鐵的技術(shù)起步較晚，但發(fā)展迅速，常見的回收技術(shù)見表2.
從表2中可以看出，采用氧化焙燒改性-磁選、氧化焙燒-還原制粒鐵-磁選分離等方法，均可從尾礦中回收鐵，得到鐵精礦，但是回收率和精礦品位不高，流程相對較長，能耗高，基建費用較高。采用直接還原-磁選法可直接獲得還原鐵粉，回收率相對較高，得到的還原鐵粉可以替代廢鋼，直接用于鋼鐵冶煉中，具有較大的經(jīng)濟效益；但生產(chǎn)控制環(huán)節(jié)多、對反應(yīng)溫度、原料要求嚴格；同時，由于對其研究起步較晚，工藝條件尚不成熟，需要加以發(fā)展和改進。因此，改進現(xiàn)有鐵回收技術(shù)，或找到一種更加高效、清潔、低能耗的鐵回收工藝，是目前急需解決的問題，對于完善銅渣處理工藝，綜合回收利用銅渣中銅鐵資源，具有十分重要的意義。 4 結(jié)論與展望 銅渣是一種重要的二次資源，銅渣中銅、鐵含量均高于礦石品位。銅渣的處理方法主要是火法貧化法和浮選法，均能較好地富集、分離銅渣中的銅組分，已實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)；濕法工藝具有分解率高、回收率高、資源綜合利用水平高等優(yōu)勢，但關(guān)鍵是要解決三廢的控制問題。如果能夠解決三廢的控制與循環(huán)利用并實現(xiàn)對銅渣的全元素綜合利用，那么濕法工藝較之于火法貧化法、浮選法具有明顯的效益優(yōu)勢和環(huán)保優(yōu)勢，具有可觀的推廣與發(fā)展前景。（來源：固廢綜合論壇） |
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