提高锌湿法冶炼系统铜回收率及铜渣品位的实践

冶玉花， 张昱琛



综合利用与环保

提高锌湿法冶炼系统铜回收率及铜渣品位的实践

冶玉花， 张昱琛

对锌湿法冶炼过程中影响铜回收率及铜渣品位的因素进行分析，重点介绍了提高铜渣品位的措施。

锌； 湿法冶炼； 净化； 铜镉渣； 铜渣

加强铜等副产品的综合回收利用，是湿法炼锌企业提高经济效益的重要手段。通常情况下，锌精矿含铜在0.3%～0.8%，对于采用流态化焙烧-高温高酸浸出-黄钾铁矾法除铁的企业，目前铜的回收率平均仅为75%左右，因此，有效地提高铜回收率及铜渣品位，对于锌湿法冶炼企业非常重要。

1 提高铜回收率的措施

1.1 提高浸出工序铜的回收率

1.1.1 铜在浸出工序的行为

锌精矿中的铜经过流态化焙烧进入锌焙砂，在锌焙砂浸出过程中，铜离子水解达到平衡状态。铜离子在25 ℃时的水解pH值为4.6，70 ℃时的水解pH值为3.87，因此浸出液温度越高，铜离子水解反应平衡的pH值越低。

1.1.2 提高浸出工序铜回收率的措施

根据铜离子水解反应的热力学特性，提高温度有利于Cu(OH)2沉淀的生成，而降低温度则可促进Cu(OH)2溶解，有利于提高溶液中Cu2+浓度，进而提高铜的回收率。生产实践中，尽量降低中性浸出液温度，对提高铜的回收率有利。

降低溶液pH值，也有利于Cu(OH)2溶解，也就是有利于抑制Cu(OH)2沉淀生成，进而提高铜的回收率。生产实践中，在确保中浸沉降效率的同时，应尽可能降低中性浸出液pH值。

1.2 提高净化工序铜的回收率

1.2.1 铜在净化工序的行为

在净化工序，绝大部分铜富集于铜镉渣中，但也有少量铜随除铜镉后液进入除钴镍工序，富集于镍钴渣中。西北铅锌冶炼厂在现有的净化操作条件下，一段净化后液镉控制在150 mg/L左右时，其含铜一般在10 mg/L左右。而当一段净化后液镉达到250 mg/L时，铜含量平均在25 mg/L左右，按照中上清铜含量650 mg/L推算，铜在除铜镉工序损失率接近4%，对于年产11万t电锌的企业，每年在该工序损失的铜达27t，经济效益将减少100多万元。

1.2.2 提高净化工序铜回收率的措施

以上分析可知，除铜镉后液中的铜随着镉含量的升高而升高，要提高净化系统铜的回收率，必须从控制除铜镉后液的镉含量入手。研究及生产实践表明，除铜镉后液镉含量小于30 mg/L时，其铜含量可维持在1 mg/L以下。

为了降低除铜镉后液中的镉对铜回收率及除钴镍工序的影响，西北铅锌冶炼厂对工艺进行了改进，将原铜镉净化由一段改为两段(即一段净化除铜和预除镉，二段净化进一步除镉)。两段净化除铜镉模式解决了以往除铜镉后液镉不稳定、铜回收率低及对净化除钴镍工序的影响等问题，达到了降低锌粉消耗和提高铜回收率的目的。工艺优化后，净化系统流程由原来一段锌粉低温除铜镉→二段锌粉锑盐高温除钴镍→三段锌粉低温除残镉，改为两段除铜镉→一段除钴镍。

1.3 提高铜镉渣回收工序铜的回收率

1.3.1 铜在铜镉渣回收工序的行为

在铜镉渣回收工序，95%的铜富集于铜渣中，少量铜在铜镉渣浸出和铜渣酸洗过程中进入溶液。在浸出溶液锌粉置换镉绵过程中，铜随镉绵进入粗镉，造成铜的损失。根据西北铅锌冶炼厂现有的铜镉渣回收工艺，铜镉渣浸出液铜含量一般在80 mg/L左右，而铜渣酸洗液铜含量一般在100 mg/L以上，每年损失铜6 t左右。

1.3.2 提高铜镉渣回收工序铜回收率的措施

要提高铜镉渣回收工序铜的回收率，必须降低镉绵置换前液(铜镉渣浸出液)的铜含量，避免铜进入粗镉。

西北铅锌冶炼厂在铜镉渣综合回收系统增设二次置换工序，目的是控制贫镉液含镉及铜。在一次置换过程中加入过量的锌粉，以降低贫镉液含镉及铜，尽可能使铜镉渣浸出液中的镉及铜进入一次镉绵，一次镉绵再进行氧化、酸溶，铜则进入酸溶渣中，最终进入铜渣，达到提高铜回收率的目的。

2 提高铜渣品位的措施

影响铜渣品位的主要是中上清浮渣和锌、镉及铅等杂质金属。中上清中浮渣量及杂质金属含量越高，则铜渣品位越低。因此，要提高铜渣质量，必须从减少中上清浮渣含量和降低铜渣杂质金属含量两个方面着手。

2.1 减少中上清浮渣含量

中上清浮渣是影响铜渣质量的主要因素，减少中上清浮渣含量可提高铜渣品位。国内一些厂家为了提高铜渣品位，对浓密机产出的中上清进行过滤预处理，实现液固彻底分离，生产实践中取得了显著的效果。

2.2 降低铜渣杂质金属含量

降低铜渣杂质金属含量主要是降低铜渣锌、镉及铅等金属含量，以提高铜渣品位。

2.2.1 合理使用生产水

要提高铜渣质量，除了在铜镉渣回收系统加强铜镉渣浸出及铜渣酸洗条件的控制外，生产水的合理使用也非常重要。生产实践表明，用电解废液浸出铜镉渣及进行铜渣酸洗，铜渣中锌及镉的浸出率较低，铜渣含锌、镉平均在7%～10%之间，而采用生产水及浓硫酸浸出铜镉渣及进行铜渣酸洗，铜渣含锌、镉很容易达到5%以下。目前，国内大部分湿法炼锌厂在铜镉渣回收系统都尽可能采用生产水和浓硫酸。

2.2.2 合理使用锌粉

影响铜渣品位的另外一个杂质金属就是铅，铜渣中的铅主要来源于锌粉，国内一些厂家在中上清净化除铜镉过程中采用合金锌粉，合金锌粉中的铅最后富集于铜渣，该类铜渣中铅含量均在5%以上，从而影响了铜渣质量。因此，为了有效提高铜渣品位，在中上清净化除铜镉过程中尽可能选用金属锌粉，这样可以减少铅对铜渣品位的影响，提高铜渣品位。

3 结语

铜渣是锌湿法冶炼企业主要的副产品，也是主要的经济增长点。要实现铜渣效益的最大化，提高锌湿法系统铜的回收率及铜渣质量是最重要手段。近几年，西北铅锌冶炼厂通过对浸出、净化及铜镉渣综合回收工艺进行优化及改进，铜回收率由原来的75%提高至85%，取得了较好的经济效益；同时从一段净化锌粉选择、锌粉质量控制及中上清浮渣的控制等方面入手，铜渣铜品位由原来的50%提高至65%以上，最高达78%，利润再提高了10%以上。

[1] 郭天立等.锌焙砂常规浸出条件下Cu2+行为分析[J].中国有色冶金，2013，(3)：61-63.

(白银有色集团股份有限公司, 甘肃 白银 730900)

Practice of increasing the copper recovery and the copper residue grade in zinc hydrometallurgy

YE Yu-hua, ZHANG Yu-chen

This paper analyzed factors which influenced copper recovery and copper residue grade, introduced the ways which increased the copper residue grade in zinc hydrometallurgy.

zinc； hydrometallurgy； purification； copper and cadmium residue； copper residue

冶玉花(1976—)，女，毕业于青海大学有色金属冶金专业，冶炼工程师，从事技术管理工作。

2015- 01- 04

TF813

B

1672- 6103(2015)06- 0056- 02