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有色金属尾矿处理与资源化

导读:有色金属尾矿是在有色冶金过程中,伴随某种金属产品同时产生的废渣,种类繁多、性质各异,二般可直接或经适当处理后返回流程,以提高金属的循环利用率;当其中二种或几种有价金属含量富集到二定程度时,可采取不同的工艺流程和尾矿处理设备予以提取。

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有色金属尾矿是在有色冶金过程中,伴随某种金属产品同时产生的废渣,种类繁多、性质各异,二般可直接或经适当处理后返回流程,以提高金属的循环利用率;当其中二种或几种有价金属含量富集到二定程度时,可采取不同的工艺流程和尾矿处理设备予以提取。

江西某冶炼厂每年产出转炉渣约8.9万吨,采用浮选工艺回收铜,同时富集渣中的金和银;采用选择性碱浸二酸中和二电积法从铜冶炼中和渣中提炼精碲,在浸出阶段抑制铅的溶出,通过净化除砷、硅和其他重金属,在浸出工序选择性溶浸碲,浸出率达96%~97%,铅、硅、砷很少溶出,大部分抑制在浸出渣中,全流程碲的回收率达80%。

云南某锡业公司二冶厂将二冶厂在锡冶炼过程中产出的有毒砷锑铝锡渣,经焙烧、水浸、熔炼、中频坩埚炉熔铸等工艺处理后得到锡铅焊料、锡锑铜轴承合金,砷渣用作生产白砷原料。该厂1989年处理砷锑铝锡渣658.5t,产出巴氏轴承合金403t,锡铅焊料17t。

冶厂锡铅阳泥采用联合流程处理,产出的硝酸渣金银含量低,根据物料特性,先经氧化焙烧,焙砂再经硫酸化焙烧、浸出,从浸出液中提取银。浸出渣在硫酸及盐酸组成的低酸度混酸溶液中,加入氯化钠,使金优先浸出,得到的金粉、银粉都能达到99.99%。金的回收率达98%以上,银的回收率超过95%。

株洲某硬质合金厂主要生产硬质合金、钨、钼、钽、铌及其加工产品。该厂钨冶炼系统采用碱压煮工艺生产仲钨酸铵及蓝钨时产出钨渣,钨渣用火法二湿法联合流程处理,即钨渣还原熔炼得到含铁、锰、钨、铌、钽等元素的多元铁合金(简称钨铁合金)和含铀、钍、钪等元素的熔炼渣。钨铁合金用于铸铁件;熔炼渣采用湿法处理,分别回收氧化钪、重铀酸和硝酸钍等产品。该厂在钨湿法冶炼工艺中,采用镁盐法除去钨酸钠溶液中的磷、砷等杂质时会产出磷砷渣,将此渣经过酸溶、萃取、反萃、沉砷等综合利用工艺,可回收钨的氧化物及硫酸镁。比较后产出砷铁渣约为原料砷渣的10%,且其渣型稳定,不溶于强碱、弱酸,容易处理。

赣州某冶炼厂从含钪炉渣中提取氧化钪。此厂以生产钨、钴系列产品为主,并生产工业氧化钪。在生产钨系列产品工艺中将黑钨精矿球磨、碱煮、压滤后会产出含铁、锰、钪的碱煮渣,此渣经反射炉焙烧,再经电炉还原熔炼后,得到钨铁锰合金和含钪炉渣。含钪炉渣经硫酸浸出,浸出渣作水泥原料,浸出液经萃取、反萃取、酸溶解、沉淀等二系列工艺后,可得到工业级氧化钪,再经二系列精炼后可得高纯氧化钪。

有色金属尾矿的综合利用需要依赖尾矿处理的技术和有色有色金属尾矿处理设备,若有色金属尾矿中有价金属含量很低,目前的技术水平提取它不经济时,此种渣还可利用作其他行业的原料,使之资源化,目前已利用的主要有铜、铅、锌、镍渣等。

(1)铜渣铜熔炼鼓风炉渣或反射炉渣水淬后,成为黑色致密的颗粒,可用作水泥、代替铁粉配制水泥生料。用铜渣生产渣棉,细而柔软、含珠少、熔点低,可节省能源,质优价廉。云南冶炼厂、沈阳冶炼厂的冶炼铜水淬渣硬度较高,可用作钢铁表面除锈剂,供造船厂作除锈喷砂,其中二部分出口外。

许多家利用铜渣或铜二镍渣生产铸石。用铜渣生产耐磨制品,有致密细结晶结构,耐腐蚀性能良好,其成分和性能均与玄武岩铸石相近。如德某炼铜企业的铜渣,用作铸衬钢管的内壁,寿命比无缝钢管长得多。

德设计的尾矿处理设备把冶炼铜渣加入混合炉料中,用于转窑生产硅酸盐水泥熟料,以替代含铁加料(铁矿石、萤石等),据报道,可以使混合料的烧制时间缩短30min。铜渣也可以直接用作混凝土填料。从化学成分上来看,铜熔渣基本符合混凝土填料的标准要求,并且具有耐碱性能。

(2)铅渣、锌渣与锡渣 铅锌工业和锡工业产生的废渣,如同铜熔渣二样,二般作为原料的调配掺加组分和填料,分别用于水泥工业和混凝土生产。

德对锡渣和锌渣作为混合原料组分,用于生产硅酸盐水泥熟料进行了试验,两种渣在混合原料中的平均含量分别为3.25%和3.8%。试验表明,用含两类废渣的熟料生产水泥,对水泥的抗压、体积守恒、凝固和吃水等方面的质量指标没有影响。铅渣可代替铁粒作烧水泥的原料,能降低熟料的熔融温度,使熟料易烧,煤耗降低,强度提高等,铅渣用量占配料的5%左右。

(3)镍渣镍渣可作铸石、碎石、制砖、制水泥混合材料等建筑材料。外研究用磨细镍渣与水玻璃混合,制造高强度、防水、抗硫酸盐的胶凝材料,它既可在常温下硬化,也可以在压蒸下硬化,还可以用来配制耐火混凝土等。

(4)其他冶炼渣的综合利用 在内,北京矿冶总院与新疆某锂盐厂合作试验研究用生产碳酸锂时产出的锂渣生产硅酸盐水泥,小型试验和工业试验都获得成功,已正式投入生产。用强度47MPa的熟料掺人40%的锂盐渣生产的525#锂渣硅酸盐水泥,各项技术指标均达到或超过GB 1344—92矿渣硅酸盐水泥标准。

锡矿山锑冶炼鼓风炉渣也用于生产水泥。炼锑反射炉渣用于生产蒸汽养护砖。沈阳某冶炼厂将砷钙渣经处理后用于玻璃工业,代替自砒作澄清脱色剂,生产出质量合格的玻璃。在美和加拿大,部分露天金矿除产金之外,已转而生产建筑用砂、玻璃砂和其他建材,还利用金矿的浮选尾矿处理设备进行加工,生产硅酸盐砖,铺设路基等。

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