高汞铜精矿工业处理探索

涂传寿

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂, 江西 贵溪 335424)

高汞铜精矿工业处理探索

涂传寿

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂, 江西 贵溪 335424)

概述了高汞铜精矿的特性，分析了汞及汞盐对生产、人身的危害，通过工业试验探明了汞在铜精矿冶炼工艺流程中的走向及分布。

铜冶炼； 高汞铜精矿； 危害； 分布

0 前言

2008年由于市场铜价低迷，江西铜业集团公司加大了高杂铜精矿的采购量，贵溪冶炼厂高杂铜精矿的处理量也逐步加大，公司原安排2010年7月至2011年12月有9万t含Hg(50～80)×10-6的高汞铜精矿进厂处理。此前处理的铜精矿中汞含量极低，工厂从未对铜精矿中的汞在冶炼工艺流程的走向及分布做过调查。鉴于汞及汞盐对生产、人身的危害，贵冶通过高汞铜精矿处理工业试验，探明了铜精矿中的汞在冶炼工艺流程中的走向及分布。

1 汞的特性及污染治理形势

汞是一种具有严重生理毒性的化学物质，具有持久性、易迁移性、高度的生物富集性和强生物毒性，被称为唯一的重金属类持久性有机污染物。汞及汞盐有毒且沸点低(400 ℃左右)，极易挥发且易被皮肤以及呼吸和消化道吸收。

环保部环发[2007]201号文件规定：2009年起，环保部门要制定并实行更加严格的环保标准，停批向河流排放汞、镉、六价铬重金属或持久性有机污染物的项目。清华大学研究表明，2003年我国非燃煤大气汞排放量为393 t，比燃煤汞排放多137 t。在非燃煤大气排放的汞中，84%来自有色金属冶炼，其中锌冶炼、铅冶炼、铜冶炼和黄金冶炼分别占总排放量的51%、18%、4%和11%。我国汞污染防治工作基础相对薄弱，加之工厂无净化处理汞的设备，极易造成职工“汞中毒”、工厂产品硫酸质量事故(要求特等硫酸汞含量≤5×10-6；一等硫酸如做饲料用硫酸汞含量≤10×10-6)及周围土壤、下游的水(要求≤0.001 mg/L)含汞超标。有色金属冶炼行业的重金属污染环境问题是近年来国内外关注的热点问题。2009年UNEP第25届理事会决定，2010年启动汞问题有法律约束力国际文书(以下简称“汞公约”)的谈判，并于2013年初完成，谈判内容涵盖汞的生产、使用、永久贮存、国际贸易、大气排放、含汞废物处理、汞污染场地修复等多个领域。为落实《重金属污染综合防治“十二五”规划》，初步摸清我国汞污染排放源现状，开展管理对策研究，应对关于汞污染问题的国际公约谈判，国家环保部从2011年4月起，组织开展了全国汞污染排放源现状调查评估工作。

2 高汞铜精矿的试处理

处理高汞铜精矿的原则是不影响长周期生产的顺利进行及确保操作岗位的职业卫生。具体工作如下：

(1)加强进货检验，确保分类堆放。将高汞铜精矿的比例控制在一定范围内，同时分类堆放，均匀配矿，避免入炉精矿含汞大幅波动。

(2)加强配料管理。要处理高汞铜精矿又要确保设备的正常进行，就必须根据各矿的成分合理配矿，确定高汞铜精矿的配比，使入炉干矿成分满足闪速熔炼的要求。

(3)处理过程中进行工业化学分析检测，由专人负责。本次试处理共取样、分析物料18种。

(4)做好操作人员的职业卫生工作。处理高汞铜精矿期间，要求备料工序、熔炼工序加强岗位粉尘防护及劳保用品穿戴。

3 试处理结果分析

3.1 试处理结果

处理的高汞铜精矿(生产配料使用)的成分为：Cu 20.26%、S 34.10%、Fe 28.17%、SiO27.75%、CaO 0.39%、As 0.26%、Sb 0.07%、Bi 0.01%、Zn 0.064%、Pb 0.017%、Hg 46.1×10-6。

本次试处理工作从2010年8月3日6点12分开始至8月24日18点12分，共计22 d，处理高汞铜精矿总量10 636 t，其中一系统处理10 227 t，二系统处理409 t。期间，除8月3日12点10分硫酸二系列低温锅炉漏水，闪速炉降料67.73 h，以及8月5日硫酸二系列一吸塔捕沫器吸水安排定修，闪速炉停炉11.58 h外，工厂生产均比较稳定。

物料含汞情况见表1。汞在流程中的分布见表2。

表1 物料含汞

表2 汞在流程中的分布

注：进入系统汞的比例以炉料中的汞量为进入系统中汞的总量统计。

3.2 结果分析

(1)由于时间、条件限制，本次试处理未对此高汞铜精矿进行物相分析，不能确定汞是以何种形态存在。据该精矿控股公司加拿大Teck矿业公司介绍以及从试处理结果看，汞是以类似砷黝铜矿和黝铜矿(Cu12As4S13)所选出的铜精矿中Hg12As4S13、Hg12Sb4S13和其它一些与朱砂(HgS)相连的化合物形式存在。无论哪种状态存在，在常温下均不会挥发，对人体和环境不会造成影响。

(2)高汞铜精矿中的汞在工厂冶炼工艺流程中，主要是在熔炼车间、硫酸车间、亚砷酸车间以废气、废水、废渣及成品硫酸四种途径带走。其中在熔炼车间气流干燥(热风炉温度600 ℃左右)过程中以废气形式进入大气；在硫酸车间、亚砷酸车间烟气净化过程中一部分以HgSO4形式进入废水、成品酸中，而另一部分则以Hg2(OH)2SO4、Hg2SO4、HgCl、 HgOHCl形式进入酸泥、残渣、砷饼废渣中。

(3)为查清汞元素的走向、防止汞重复计量，试验产出的酸泥、残渣未返回工厂铜酸系统，而是单独堆存。如果返回铜酸系统，在新材料车间铅铋鼓风炉从酸泥中提取铅、铋过程中，酸泥中的汞一部分以废气形式进入大气，另一部分以废渣形式进入石膏(烟气脱硫)。

(4)汞及汞盐具有毒性 且沸点低(400 ℃左右)，其极易挥发且易被皮肤以及呼吸和消化道吸收。在试处理期间，工厂虽要求备料车间、熔炼车间加强岗位粉尘防护及劳保用品穿戴，但由于此类铜精矿水分低且是皮带敞开输送，极易二次飞扬，此岗位的职工或多或少会吸收一定汞或汞盐，虽然短期未有影响，但汞及汞盐具有生物蓄积性和持久性，若长期处理或大量处理此类铜精矿，势必会引起此岗位职工汞及汞盐中毒。此外，产出的酸泥未返回工厂铜酸系统，而是单独堆存，若返入系统，则新材料车间铅铋鼓风炉岗位职工吸收的汞及汞盐将更多。

4 结语

闪速熔炼工艺适于处理硫化铜精矿，对于一定比例的高汞铜精矿等杂矿的处理，通过采取一系列的措施，能够满足冶炼、化工的需要。贵冶在处理高汞杂矿方面的经验，可为企业降低成本、提高效益提供借鉴。但是高汞铜精矿在处理过程中，对工艺流程、生产设备等的影响需进一步探索，对汞的富集提取尚需进一步研究。

[1]朱祖泽，贺家齐.现代铜冶金学[M].北京：科学出版社，2003.

Explorationofindustrialtreatmentofhigh-mercurycopperconcentrate

TU Chuan-shou

The characteristics of high-mercury copper concentrate were summarized, and the hazards of mercury and mercury-salts in the production and human body were analyzed. The trends and distribution of mercury in the copper concentrate smelting process was determined by industrial test.

copper smelting; high-mercury copper concentrate; hazards; distribution

涂传寿(1974—)，男，江西万年人，学士，工程师，主要从事生产调度管理工作。

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