从FRHC炼铜炉渣中回收铜的实验研究

发布时间：2020-08-08 23:14

【摘要】：铜渣中含有大量的铜、铁等有价金属。传统铜渣为硅酸盐类渣,其中铜的品位一般在5%以下,铁品位较高,一般在40%左右。此外,随着铜生产和铜消费的迅速增加,尤其是我国铜资源相对较为贫乏,废杂铜的回收冶炼既能弥补我国铜资源的短缺,又能有效的减少我国对废弃物的排放及对环境和资源的保护。废杂铜回收利用已成为我国铜消费的重要组成部分,生产过程中产生一定量的废杂铜冶炼渣。本课题以江钨新型合金材料有限公司光亮铜杆生产炉渣为研究对象,该铜渣原料为废杂铜,生产工艺为西班牙FRHC(拉法格)废杂铜精炼工艺,即“火法精炼高导电铜”生产工艺。年产铜渣含铜量800T左右,按市价计值400万美元。基于该铜渣的性质和特点,在氩气保护性气氛下,通过火法贫化方法回收铜渣中的铜,实现铜渣资源的回收利用。采用化学分析、XRD、SEM及对铜铁物相分析等方法对拉法格炼铜炉渣进行分析,结果表明:渣中铜含量15.80%,主要以金属铜、游离态氧化铜、结合态氧化亚铜的形式存在;铁含量为8.83%,主要以磷酸亚铁、少量金属铁及磁性氧化铁的形式存在;磷含量为15.16%,硅含量为0.17%,与传统铜渣不同,该铜渣为磷酸盐铜渣。由高温物相测定仪测得该铜渣的熔点:铜渣的软化温度为1090℃,铜渣的半球温度为1184℃,铜渣的流动温度为1212℃。对拉法格炼铜炉渣进行火法贫化的单因素实验,通过实验得到的较佳工艺条件为:保温温度1275℃,200~400目的石墨粉添加量为3.75%,CaO的添加量为2%的后,保温时间为80min。添加适量的CaO与未添加相比,铜收率比未加CaO时提前20min以上增长放缓(铜收率随保温时间的增加基本不变时),且铜收率比未加CaO时,提高了6个百分点。在以上所得的较佳工艺条件下,向熔池中添加不同的添加剂,对比加入CaF2、Na2CO3、Na2B4O7三种添加剂时的铜渣贫化铜回收的效果。以添加CaF2最优。CaF2添加量为1.5%时,铜收率为85.08%,铜富集层品位为96.33%,其中铁、铅含量分别为0.237%和0.891%。确定石墨粉粒度为200~400目,设计五因素四水平正交实验,通过实验得到铜渣贫化回收铜的最优水平为:保温温度1300℃、保温时间80min、石墨粉的添加量为4%、添加剂石灰和萤石的添加量分别在2%和1%左右。该条件下做验证实验,铜收率达到85.81%。贫化后富集层含铜96.45%,其中杂质含量较高的几个元素依次为Pb0.96%、Ni0.35%、Sn0.36%、P0.3%、Zn0.216%、Fe0.204%。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF811
【图文】：

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世界主要铜资源国家的储量和在全球的占比（数据来源：美国地质调查局）

情况,中国海关,资源开采,废渣

图 1.2 我国精铜矿的进情况（数据来源：中国海关）些企业在资源开采时只关注主金属的回收，使得大量的有的废料废渣中，造成资源的大量浪费[11-14]。因此，我国加

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