铜镉渣综合回收有价金属工艺分析
铜冶炼渣中有价金属的综合回收
１ 铜冶炼渣 的性质
铜冶炼渣呈铁灰 色 ， 大部分呈致密块状 ， 脆而硬 ， 平 均密 度 ３ ． ５ ｔ ／ ｍ ，该 铜 冶炼 渣物质 组 成及嵌 布 关 系 比较 复杂 ，铜矿物 主要有类 斑铜矿 、辉铜 矿 、类黄铜 矿和金属铜 ；铁矿物 主要为磁铁矿 ；脉石 矿物主要为
方铅矿 、闪锌矿 、金属铁 和黄铁 矿。
２ 工艺矿物 学研
２ ． １ 铜冶炼渣 的化 学成分分析
铜冶炼 渣的化学成分分析结 果见表 １ 。
表 １ 铜冶炼渣 的化 学成 分分析结果
开发潜力 ，越来越 受到人们 的关注 。因此 ，本文开展
了从铜冶炼 渣 中综合 回收有价金属 的研究 ，希望 实现 铜冶炼渣 中有价金 属的高效综合利用 。
随 着世 界铜 矿 产资 源 的长 期开 采 ，初级 铜 矿资 源逐 渐贫缺 ，开发利用 二次资源是有色冶 金工业实现 可持续发展 的一条 重要途径 。据估算 ，我 国铜冶炼渣 已累计达到 ５ ×１ ０ ｔ ， 其 中铜 、铁品位一般分别在 ０ ． ５ ％
和 ３ ０ ％ 以上 ，可见 铜冶炼 渣 中的有 价 金属 有较 大 的
程 飞龙 ，聂 荣华 ，曹 平
（ 五 矿铜 业 （ 湖 南 ）有 限公 司 ，湖南 衡 阳 ４ ２ １ ５ １ ３ ）
摘 要 ：根 据铜 冶 炼渣 的矿 物 特 性 及 选矿 工 艺特 点 ，本 文 对 综 合 回收 铜 冶炼 渣 中的 有 价 金 属 进 行 了探 索 ，采 用铜 冶 炼 渣 浮 选 一 磁 选 的 选 矿 工 艺 流 程 ，最 终 取 得 了令 人 满 意 的 试 验 指 标 。铜 精 矿 品 位 ２ ９ ６ ８ ％，回 收 率
冶锌工业铜镉渣与综合回收与利用研究论文
摘摘要要冶锌工业资源消耗高，二次资源利用率低，有相当大一部分可利用资源变成了污染物。
冶锌工业废渣是冶锌工业排放量最大，至今没有充分利用的二次资源，从冶锌工业废渣中回收铜、镉、锌等元素并进行综合应用，具有可观的经济效益和社会效益。
本文通过对湘西冶锌工业废渣中铜镉渣的研究，提出了“常温常压氧化氨浸—萃取—置换”的新工艺。
本研究主要包括三个部分：（1）氧化氨浸试验研究：本组试验研究了氨水浓度、铵离子浓度、(NH4)2S2O8浓度、液固比、浸出时间对浸出率的影响，获得了较佳的试验条件：氨水浓度3.4mol/L、铵离子浓度5.0mol/L、(NH4)2S2O8浓度30g/L、液固比5:1、浸出时间60min，铜的浸出率达98.57%，镉的浸出率达99.02%，锌的浸出率达94.92%。
（2）浸出液萃取工艺研究：以LIX-84I 为萃取剂，磺化煤油为稀释剂，对氨性浸出液中的铜萃取分离，测定了萃取剂对铜的最大负载量（43.5mg/mL），研究了萃取相比、有机相的体积浓度（萃取剂浓度）、料液初始pH 值以及萃取时间对铜萃取率的影响，并考察了萃取剂对铜萃取的理论级数，试验优化萃取条件是：有机相和无机相的相比（O/A）为1:3，有机相的体积浓度为14%，料液初始pH值为11，萃取震荡时间为90s，在温度为7℃下萃取，理论萃取级数为1，经过一次萃取后，铜的萃取率为99.36%；以硫酸为反萃取剂对铜反萃取，试验研究了硫酸浓度、震荡时间、反萃相比对铜反萃取率的影响，并考察了铜的反萃理论级数，优化试验条件为：硫酸浓度200g/L、反萃震荡时间为90s、有机相和无机相的相比（O/A）为1:1，理论反萃级数为1，经过一次反萃取，铜的反萃率达到99.93%。
（3）置换回收镉的工艺研究：分别考察氨性溶液体系和硫酸盐体系中锌粉置换分离回收镉的效果。
通过试验研究和分析，选取在硫酸盐体系中用锌粉置换回收镉，镉的置换率可达99.50%。
在有效分离铜、镉和锌的基础上，制得了达到GB437-80 一级标准的CuSO4·5H2O，纯度较高的海绵镉和合格的锌电解液。
铜镉渣中浸出铜锌镉的研究
铜镉渣中浸出铜锌镉的研究为优化工艺条件，为后续提纯并生产铜、镉产品以及与电解锌工艺配套提供基础数据。
该工艺能有效回收铜镉渣中的主要有价金属Cu，Zn，Cd，从而达到资源综合回收利用的目的。
1 买验1．1 原料与试剂本实验以广西来宾冶炼厂产生的铜镉渣为原料，该渣中含铜4．90％，镉4．32％，锌44．37％，还含有微量的铁、砷、锑、钴等。
本实验所用化学试剂：二氧化锰、硫酸、EDTA均为分析纯，由北京化工厂提供。
1．2 实验方法称取一定量的铜镉渣于烧杯中，加人二氧化锰和稀硫酸，再向此混合溶液中不断通人空气，放入恒温水浴中加热、搅拌进行反应。
反应后抽滤，得到含Cu、Zn、Cd的滤液。
1．3 实验原理铜镉渣中Cu，Cd，Zn主要以金属单质及其氧化物的形式存在。
酸浸处理过程，金属锌、镉较易与稀硫酸反应生成硫酸盐，但因为铜的电极电位在氢的电极电位之上，单质铜与稀硫酸不易发生反应，因此需要加入少量氧化剂浸出铜【。
本实验采用成本较低的空气和二氧化锰作为氧化剂共同作用使铜镉渣中的铜溶解，从而提高铜的浸出率。
浸出原理如下：MeO 十H2SOr= MeSO4 T H2O (1)Me+ HaSO4= MeSO4+ H2千(2)(Me为Zn，Cd，Cu)；2Fe2 + MnO2+ 4H+ = 2Fe3++ M n2+十2H2O (3)2Fe3 + Cu= 2Fe2 + C：t．12 (4)2Cu + 02+ 2H2SO4= 2CuSO‘+ 2H2O (5)1．4 分析方法铜镉渣原料中的主要金属元素含量由北京矿冶研究总院测试研究所测定，酸浸后滤液中的Cu，Cd，zn 含量采用EDTA络合滴定法分析[ 。
2 结果和讨论2．1 MnO2用量对铜、锌、镉浸出率的影响在反应温度为40* (2，时间为2h，液固比为4：1，硫酸浓度为25％，通空气的条件下，考察MnO2用量对Cu，Cd，Zn浸出率的影响，结果如图l所示。
MnO 用量，％图 1 MnO2用量对Cu。
净化渣中镉的回收方案
净化渣中镉的回收方案一、目前净化工艺不利镉回收，存在如下缺点：目前的工艺为一段高温除钴，二段低温除铜镉。
在一段高温除钴的同时已将60-70%的镉随钴一起除掉，进入一次净化渣中，这部分与钴混在一起的镉无法回收利用，而且除低了钴渣的含量，也不利于钴的回收利用，因此必须对净化工艺改造，改造工艺图如下：二、净化工艺技改流程图：三、净化工艺改造流程说明：一段低温净化90%的铜镉进入一次净化渣，有利于镉的回收；二段高温净化渣中几乎不含镉，有利于钴的回收；三段低温除残镉后达到电解用新液的质量标准。
四、净化工艺改造设备布置：一段低温净化用现在一次净化的1#、2#净化罐，压滤用现在一次1#压滤机，压滤后进入2#小浓槽。
二段高温净化用现在一次净化的3#、4#净化罐，压滤用现在用的一次2#压滤机，压液进入压滤罐。
三段低温净化用现在二次净化1#、2#罐，压滤用二次净化压滤机，新液进新液罐。
五、镉回收工艺流程图：六、镉回收工艺流程说明及设备利用：铜镉渣的浸出利用现在二次3#罐，压滤需新增一台60m³的压滤机，置换用现在二次4#罐，压滤需新增一台60m³的压滤机，另外需增加一个20-30m³贫镉液置备罐。
七、新增设备与投资预算：1、60m³的厢式压滤机2台，约8万元。
2、扬程35/100沙浆泵2台，约0.6万元。
3、钢丝胶管40m，约0.5万元。
4、DN50的PP管80m，约0.4万元。
5、合计：9.5万元。
八、技改实施进度计划：1、元月份确定设备现场布局、管道布置、所需材料、设备规格、型号及数量，负责人：杨新宏关有发王国华。
2、二月份中上旬设备材料采购到位，负责人：王满平侯春燕。
3、三月份中上旬施工安装，下旬联动调试，负责人：杨新宏关有发王国华。
4、四月份投入正式生产。
镉回收工艺操作规程
镉回收工艺操作规程（试行）1 范围本规程包括镉回收工艺流程、基本原理、原材料及质量要求、工艺操作条件、岗位操作法、产出物料及其质量要求、主要技术经济指标和主要设备。
2 镉回收生产工艺流程，见图1。
3 基本原理3.1 浸出工序用稀硫酸（或废电解液）作溶剂，使铜镉渣中的镉、锌进入溶液，生成硫酸镉和硫酸锌，尽量使铜不溶解，并在浸出后期加入一净渣，使溶液中铜离子被置换而沉淀除去。
主要化学反应①Cd+H2SO4=CdSO4+H2↑②Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑③CuSO4+Cd=CdSO4+Cu↓④CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu↓3.2 除铁工序在过程中通过加入锰粉和添加氧化锌粉在溶液中发生一系列的化学反应，并借助水解法除Fe、As、Sb等杂质。
主要化学反应①ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O②2FeSO4+MnO2+2H2SO4=Fe2（SO4）3+MnSO4+H2O③Fe2（SO4）3+6H2O+2Fe2（OH）3=2Fe（OH）3↓+3H2SO43.3 置换海绵镉工序利用镉、锌金属的电极电位不同，采用加锌粉的办法，使除铁后液中的镉被置换出来，以达到镉、锌分离的目的。
主要化学反应CdSO4+Zn=ZnSO4+Cd↓3.4 除钴镍工序利用钴、镍、锌金属的电极电位不同，采用加锌粉和添加酒石酸锑钾的办法，使除镉后液中的钴、镍等杂质被置换出来，减少杂质钴、镍进入贫镉液。
主要化学反应①NiSO4+In=ZnSO4+Ni↓②CoSO4+Zn=ZnSO4+Co↓3.5 压团熔铸工序将置换出来的镉绵用来压团制成镉饼，再进行熔铸成粗镉锭，这是一个固态溶化、液态凝固的物理过程。
加碱的目的是为了防止Cd的氧化与挥发，除去Cd中Zn提高Cd的品位，插木是使氧化了的Cd重新还原作用。
主要化学反应①2NaOH+Zn=Na2ZnO2+H2↑②CdO+C=Cd+CO↑③CdO+CO=Cd+CO2↑4 原料、燃料、材料成份及要求4.1 铜镉渣Cu 1.5~4.5%，Cd 5~10%，Zn 35~50%。
铜镉渣处理工艺对重金属污染的影响
铜镉渣处理工艺对重金属污染的影响
路殿坤金哲男凃赣峰高波
东北大学材料与冶金学院有色金属冶金研究所
摘要：论述了铜镉渣的产出情况和综合回收的主要工艺现状，现有综合回收工艺的优缺点进行了评述，分析了铜镉渣综合回收技术存在的问题及将来发展的方向。
对铜镉渣综合利用过程中镉等金属的分散污染途径问题进行了论述，并介绍了降低镉污染、提高铜镉渣中金属分离提取效率的全湿法综合利用原则流程。
关键词：铜镉渣；综合回收；镉污染；浸出；萃取。
铜冶金炉渣中综合回收有价金属的探究
M etallurgical smelting冶金冶炼铜冶金炉渣中综合回收有价金属的探究文燕儒摘要：在铜冶金过程中，会产生大量含有有价金属的炉渣，如果不回收这些炉渣中的有价金属，将形成资源的巨大浪费，这与资源高效利用的要求不符。
基于这种情况，本文对铜冶金炉渣中有价金属的综合回收进行了研究分析，明确了综合回收有价金属的重要性，并介绍了现有的处理技术方法，为后续的铜冶金炉渣资源的二次利用提供了参考。
关键词：铜冶金炉渣；综合回收；有价金属铜矿资源在社会经济发展中扮演着重要角色。
从青铜时代到信息时代，铜矿资源与人类社会的发展密切相关。
凭借其独特的物理化学性质，铜矿资源广泛应用于各个领域，并成为社会经济发展所必需的金属资源。
一般情况下，铜矿主要以化合物的形式存在，尤其是以硫化矿为主。
目前，全球使用的铜矿资源有超过80%来自于铜的硫化矿冶炼。
由于硫化矿含铜品位仅约为1.5%，其开采后需要经过选矿才能进行后续处理。
我国铜矿开采利用行业整体上资源品质较低，矿山规模相对较小，开采数量难以满足冶金行业的需求，更多的铜矿产品需要依赖进口。
鉴于这种情况，我国应合理调整铜矿资源的开发方式，加快对铜冶金炉渣的有效利用研究进展，逐步找出科学合理的综合利用技术，使有限的铜矿资源能够产生更多具有价值的应用产品，逐步满足市场经济发展的需求。
同时也要认识到铜冶金炉渣资源的重要性，科学制定综合回收有价金属的方法，不断提升铜矿资源的利用效率，进一步提高铜矿开采行业的经济效益，推动我国铜冶金行业健康发展。
1 铜冶金炉渣概述铜冶金炉渣是火法炼铜的熔炼及吹炼过程中产生的副产物。
铜渣的成分因冶炼制度、入炉原料的不同而异，一般炉渣中的铜含量在0.5%～3.0%之间。
铜渣的主要成分为铁、硅的化合物，还包括氧化镁、氧化铝等物质。
数据表明，我国每年外排铜渣约800万吨，其中电炉渣产量约为转炉渣的4倍。
我国的铜资源相当匮乏，对于品位较低的铜矿（0.4%～0.5%）进行开采利用成本较高。
从铜镉渣中回收铜
３３铁粉置换制备海绵铜 ．
３． ． １铁粉用量的影响 ３
取 ２０ｍ 铜镉渣浸取液，反应温度为 ３ ０ ，时间为 １ｈ 在 １ ～ ． 倍理论计算量 的范围内 ０ ｌ ５Ｃ ． ． １ ５ ０ ２
进行 了铁粉用量实验， 结果如表 １ 从表可知， ． 铁粉用量为理论用量的 １ ５ ． 倍时， １ 铜的置换率和所 得海绵铜的纯度均为较高水平．
充分反应 １ ｈ后过滤，分离得新制海绵镉 ，它是一种质软 、 疏松的银灰色 固体，经测定其比表面积
为 ６ ２ ｇ 低温干燥后 的海绵镉粉粒度为 ０ ４ ｎ，方孔筛筛余量 ８ ％． １ ／ ． ｍ ｋ ． ３ｌ ０ ｎｌ ． ６ 在相同的条件下，分别用镉粉、海绵镉（ 的海绵镉烘干后，放置 ７ 制得 ｄ以上） 、新制海绵镉作
浸取液中含（ Ｌ Ｃ ． Ｚ ３ ． Ｃ ． Ｆ １ 及少量的其它元素． ｇ ） ｕ ８ ｎ１８ ， ｄ１ ３ ｅ ． ／ ９， ５ ４ ， ２６
３ ２锌粉置换制备海绵铜的缺点 ． 锌粉比较活泼，在置换反应中先与溶液中的 Ｃ 反应，随着 Ｃ 浓度的下降，与 Ｃ 反应速 ｕ ｕ ｕ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
。 ＋２
＋
个
Ｃ ｄ ｏ ＋２ Ｈ
Ｃ ｄ 七Ｈ、 气
处 理２ ０ ０ ０ ｔ ／ ａ 铜 镉 渣 处 坪 牛 产 线 ， 使 资 源 综 合 叫 收 利 用 ，最 大 限 度 地 减 少 废 渣 对 环 境 的 影 Ｈ 向。
铜 镉 渣 浸 出工 序 的 目标 是 浸 出 全 部 镉 和 锌 等
补 部 分 酸 或 废 电 解 液 浸 出 新 加 入 的 铜 镉 渣 。 第 二
段浸 ｆ ｌ Ｉ 用 新硫 酸 溶液 浸 出第 一段 浸 ｝ Ｊ ； 渣 ，以 尽 量
绵 压 一 铸 锭 的 Ｔ 艺流 程 。工 艺 流 程 如 图 １ 所 示 锌 系统 净液 ＿ Ｔ 段 产 ｍ 的 铜 镉 渣 。经 一 段 浸 ｝ ｛ ｌ 、 压 滤 、二 段 浸 ｆ Ｊ ｊ 后 即 为 铜 渣 ， 可 作 为 巾 问 产 品 外 售 铜 火法 冶炼 厂 。二段 浸 出液返 回到一 段 浸 出 ，
收 碥 开期 ：２ ０ １ ３ － ０ ９ ． １ ０ 作 者 简介 ： 罗尔 卫 （ １ ９ ８ ｌ 一 ） ，男 ，上 程 帅 ｒ 乜 话：（ ０ ２ ９）８ ７ ２ １ ９ ９ ５ ６
５ ２
现 代 冶
金
第 ４ ２卷
华
厂 广 ． 一 一
ｌ
铜 镉 渣 处 理 Ｔ 岂 流 程
引 言
过 去 ， 湿 法 炼 锌 厂 一 般 将 一 段 净 化 所 产 的 铜
液 ，返 回 锌 系 统 浸 出 车 间 回 收 锌 。 即 ＿ Ｔ 艺 采 用 二 段 浸 出一 二 次 置换一 镉 绵压 团一 铸锭 的Ｔ 艺流程 。
镉 渣 作 为 初 级 产 品 对 外 销 售 或 运 到 同 废 渣 场 堆
第 ４ ２卷 第 ３期
２ ０ １ ４ 年 ６月
现 代 冶 金
Ｍ ｏｄｅｒ ｎ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕｒ ｇｙ
Ｖ ｏ１ ． ４２ Ｎｏ． ３
Ｊ Ｉ ． Ｉ ｎ ． ２ ０１ ４
铜 镉渣 综合 回收有价金 属 工艺分析
罗东卫 ，张雁 忠 ，姚 远
（ 西安 有色 冶金设计研 究院，陕西 西安 ７ １ ０ ０ ０ １ ）
存 ，既 增 加 了 环 保 压 力 ， 又 影 响 了 公 司 企 业 形 象 和 效 益 的增 长 ， 也 不 符 合 国 家 重 金 属 污 染 防 治 、 节 能减排 的产 业政 策 要求 。
２ 生 产 技 术 控 制 参数
２ ． １ 浸 出
为 了 进 一 步 做 好 重 金 属 污 染 防 治 ，提 高 资 源 能 源 利 用 率 ， 发 展 循 环 经 济 ，最 大 限 度 地 降 低 和
有 价 金 属 ，而 让 铜 、铅 和 硅 酸 盐 等 留 在 浸 渣 巾 。
因 此 ， 浸 出 过 程 中 ，用 硫 酸 溶 液 作 浸 剂 。 浸 出
１ 工 艺 流 程
铜 镉渣 处理 ＿ 丁艺 采 用 二段 浸 ｍ一 二 次 置换 一 镉
分 二 段 逆 流 进 行 ，第 二 段 的 浸 出 液 返 叫第 一 段 ，
右 ， 进 行 滤 ， 滤 渣 则 为 海 绵 镉 ， 其 中 含 镉
６ ０ ％～ ８ ０ ％ ；滤 液 进 入第 二 段 置 换 沉 淀 ， 以 完 全 脱 除其 巾的 镉 。二 段 置换沉镉 的操作 与一 段 相 同 ， 加锌 粉 至溶 液 巾镉 浓 度 降至 １ ０ ～ｌ ５ ｍｇ ／ Ｌ后 进 团 铸 锭
置换 沉 镉 分 二段在 搅拌槽 内完 成 。含镉 溶 液
加进 搅拌 槽后 ，先渊节 ｐ Ｈ＝ ３ ～ ４，然 后 缓 慢 地 加 入 锌 粉 进 行 置 换 反 应 ，至 溶 液 巾 镉 浓 度 降 至 １ ｇ ／ Ｌ 左
在 容量 ｌ ｔ ｌ ＇ ｌ ￣ ｊ 熔 镉 炉 巾将 压 团镉绵 进行 熔 炼 ，
温 度４ ５ ０ — ５ ５ ０ 。 Ｃ，表 面 覆 盖 一 层 Ｎａ ＯＨ，待 温 度 升
至ｊ 容化 温 度 后 才 进 料 。 镉 绵 巾 的 锌 与 碱 反 应 ， 十 成 锌 酸 钠 。 除锌 熔 炼 反 应 可 表 示 为 ：
＋ ２Ｎｃ Ｉ ｏＨ Ｎｎ、 Ｚ ｎｏ 、 午Ｈ、
摘要 ：介绍 了湿法炼锌厂铜镉渣的 综合 回收 处理工艺 流程 、工 艺控制参数 、主要设备 、主要技 术指标 ，为炼锌 厂
铜 镉 渣 的 无 害化 处 理 提 供 了一 条途 径 。
关键词 ：铜镉 渣 ；综合 回收 ；有价金 属 ；工 艺
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｆ ８ ０ ３ ． ２ Ｉ
铜 镉 渣 由锌粉置 换获得 ， 其 巾 的主要成 分Ｚ ｎ 、 Ｃ ｄ 、Ｃ ｕ 都 为 金 属 状 态 。 由 于 锌 和 镉 的 标 准 氧 化 电
位 为 负 （分 别 为 一 ０ ． ７ ２ ＶＳ Ｆ Ｉ ． Ｏ ． ４ ０ Ｖ ）的 活 泼 金 属 ，在 酸 性 溶 液 中 ，锌 和 镉 发 生 简 单 的 置 换 溶 解 反 应 ，
减 少 重 金 屈 对 环 境 的 压 力 。 某 炼 锌 厂 先 后 与 多 家 科 研 院所 进 行 咨 询 和 论 证 ，按 照 国 家 倡 导 实 施 “ 减 量 化 、尢 害 化 、资 源 化 ” 废 渣 处 理 的 原 则 ，经 过 实 验 研 究 ，采 用 了 国 内 先 进 的 技 术 对 铜 镉 渣 巾 所 含 的 有 价 金 属 锌 、 铜 、镉 进 行 提 取 ， 建 设 了 一 条 年
一
浸 ｍ锌和 镉 。浸 出操作 条件 如 表 １ 所示。
表 １ 浸 出 操 作 条 件
段 浸 出 滤 液 送 一 次 置 换 槽 ， 置 换 后 液 经 压 滤 得
海 绵镉 ，海绵 镉 再 经 压 团后 熔炼 除 杂铸 锭 ，产 出
粗 镉 锭 直 接 作 为 产 品 出 售 。 一 次 置 换 液 送 二 次 置 换 槽 进 行 二 次 置 换 ， 二 次 置 换 后 产 出 滤 液 即 贫 镉