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摘要：循环经济是我国21世纪经济发展必然趋势，回收利用生产、生活中产生可再生资源。近年来，金属铜应用领域不断扩大，铜烟灰为目前铜冶炼行业中主要废弃物之一，其中含有铜、铅、锌、铋等多种有价金属，可从烟灰中回收铜、锌、铅、镉、铋，符合我国目前大力推行可用废弃物资源化产业政策，对促进循环经济发展，实现可持续发展具有重要意义。
关键词：铜冶炼企业；烟灰；综合利用；技术
引言
当前，资源型城市面临的最突出问题是资源逐渐枯竭、大宗工业固废存量较大，尤其是海量的工业固废，不仅严重制约了当地的绿色发展和转型升级，还成为当地调整产业结构的绊脚石。如何推进资源型城市大宗工业固废的综合利用，变包袱为财富，无疑成为资源型城市普遍面临并亟待破解的难题之一。资源型城市是以本地区矿产、森林等自然资源开采、加工为主导产业的城市。资源型城市作为我国重要的能源资源战略保障基地，是国民经济持续健康发展的重要支撑。在铜冶炼企业快速的发展中，也要不断加快对废弃物的综合利用，烟灰中含有铜、锌、铅、镉、铋等物质，加以回收并利用，会为我国节约大量的资源，铜冶炼企业也要不断加强对技术的研究，为国家做出更多的贡献。
1.铜冶炼烟灰技术的研究含义
在火法炼铜过程中，铜精矿中Pb、Zn、As 等低沸点元素挥发、氧化或在气流作用下形成熔炼烟灰和吹炼烟灰，烟灰按照收集位置不同分为粗烟灰和细烟灰，其中都含有1%～20%的铜，为提高冶炼总回收率和综合利用有价金属，大多数铜冶炼企业都将烟灰返回熔炼系统配料，这样做增加了入炉原料杂质含量，降低了炉子的处理能力并恶化炉况。Pb、Zn、As等有害元素在铜冶炼系统中闭路循环，大多在电解液中富集，导致电铜品级下降，并增加了电解液净化的净液量和难度。因此将烟灰开路，实现综合利用是十分必要的。
铜冶炼烟灰综回利用工艺可以分为火法、半湿法、全湿法及选冶联合4 大类。采用火法处理普遍存在综合回收水平低、劳动条件差、产生二次污染等问题。湿法处理铜烟灰工艺近年来发展较快，该工艺是利用酸、碱、盐等浸出其中的Cu、Zn、As、In 等金属，再利用不同的方法分别处理浸出液和浸出渣，工艺流程一般较长。烟灰在烟气逸出过程中与烟气中的 O2和SO2等接触而被氧化或硫酸化，因此烟灰中所含的金属均以硫酸盐或氧化物形态存在，这有利于湿法综合利用，但其中As 含量在3 %～10 %，在有价金属利用之前须除去有害元素As。碱法除As有氢氧化钠法和氨浸法2 种，用NaOH 浸出转炉烟灰，As 浸出率达到95 %以上，而Ni 的浸出率小于0.5%。对炼铜烟灰进行碱浸脱As 的热力学及动力学研究，表明砷的浸出过程受内扩散控制，浸出动力学方程遵循未反应收缩核模型。由于氨能与Cu、Zn、Ni、Co 等形成络合物，对金属具有较高的选择性，适合处理含Cu、Zn 的铜冶炼烟灰。釆用氨-氯化铵浸出高锌低砷烟灰，Zn 浸出率超过96 %。采用碳酸铵溶液浸出铜烟灰，Cu 浸出率为85 %左右，Pb、Bi、Au、Ag 等有价金属富集后返炼铅系统予以回收。
2、烟灰的基本性质
铜烟灰中含有铜、铅、锌等成分组成，烟灰在烟气溢出的过程中与烟气中的氧与二氧化硫等气体接触以后被氧化成了硫酸盐。所以，在烟灰中的有价金属中，主要是以金属氧化物以及金属硫酸盐的形式存在，可以有利于金属回收。铜冶炼烟灰的来源有熔炼工序产出余热锅炉粗粒烟灰和电收尘细粒烟灰；转炉吹炼工序产出的余热锅炉粗粒烟灰和电收尘细粒烟灰。其中两种余热锅炉烟灰返回熔炼系统处理，电收尘烟灰含As高需开路处理。
3、工艺流程选择的原则
国内外相关企业和科研单位对铜烟灰的工艺处理路线做了大量的实验研究，但是迄今为止，国内外冶炼界对于各种烟灰的处理流程都不满意，主要表现在装备落后，流程长，回收率低，现场环境差，劳动条件恶劣，与主流程反差较大等。
（1）立足现实，对于已经投产的生产流程多关注，尽管有许多问题，但这是业内人士勤劳智慧的结晶，可以使我们少走弯路；对于出现的新装备新技术给予足够的关注，并在工程建设中预留相应位置，以便在条件成熟的情况下早日更新，产生更大的效益。
（2）项目必须确保经济效益，环保达标，这是企业生存和发展的根本动力。
（3）烟灰的处理流程畅通并与主流程紧密结合，这样才能避免“小而全”的误区，产生更大的经济效益。
4、铜冶炼烟灰的技术
4.1炼铜电收尘烟尘的综合利用
本工艺采用由工业硫酸与生产水配制的溶剂、废电解液与生产水配制的溶剂、废电解液与工业废水配制的溶剂进行的各批次烟灰的一段一次浸出、一段一次浸出渣的二次浸出、一段二次浸出渣的三次浸出的办法来提高浸出液中的铜、锌含量，对减少后续置换沉积的处理量、能耗等有实际意义，浸出阶段总浸出率：Cu﹥90%，Zn﹥93%，Pb﹤1%，Bi﹤1%。本工艺采用废电解液代替工业硫酸、工业废水代替生产用水，酸耗量与工业硫酸相当，浸出率与工业硫酸浸出相近，说明在浸出阶段废电解液代替工业硫酸、工业废水代替生产用水方法可行；得到含有铅和铋的渣，将此渣进行火法熔炼，得到铅铋合金；采用锌可以将铜从溶液中置换出来，得到海绵铜，而锌以硫酸锌晶体的形式回收。由于本工艺采用工业废水和废电解液作浸出液，因此具有很强的实用性和很好的经济效益。
4.2铜转炉烟灰的综合利用
4.2.1烟灰一水浸（或酸浸）流程
某冶炼厂用硫酸浸出转炉烟灰的水洗渣，烟灰水浸后的浸出液通过置换，净化回收铜、锌、镉，浸出渣通过反射炉熔炼Pb—Bi合金，再通过电解分别回收铅和铋。其所用工艺是：首先水洗，可溶性硫酸盐如硫酸铜、硫酸锌和硫酸镉等进入水洗液，从水洗液中分别回收海绵铜，海绵镉和七水硫酸锌，杂质铁和砷进入氧化中和工序，产出砷铁渣。
4.2.2烟灰一水浸一浸渣酸化焙烧一浸出流程
硫酸化焙砂的浸出液直接用P204萃取铟，萃余液与水浸液混合，置换，净化回收铜锌镉。浸出渣通过火法熔炼产出铅铋合金，或用酸化食盐水浸出，铁屑置换回收铋，并回收铅。
4.2.3烟灰一焙烧一浸出一萃取流程
焙砂浸出液用P204萃取分离铟铋，萃余液再萃取分离锌铁，二次萃余液进行萃取分离铜镉。浸出渣用FeCl3，浸出分离铅铋。铜陵有色金属公司第二冶炼厂的实验流程。
4.2.4烟灰一加压浸出流程
浸出液用P204萃取铟，萃余液除砷、铁，置换分离锌镉。浸出渣用硫酸食盐溶液浸出铋和分离铅。沈阳冶炼厂的扩大实验。尽管各厂选择了不同的工艺流程，还是有其共同点，即根据烟灰性质采用焙烧或者加压浸出方法，把有价元素分开，然后视其情况进行中和、置换、萃取、分别进行回收。
5、结束语
时代在不断的发展，铜冶炼企业对烟灰回收再利用提高了有价金属回收率及资源综合利用率，增加了企业经济效益，对大型综合性冶炼企业的铜项目具有借鉴意义。随企业规模扩大和科研进步，下一步需要对烟灰中提取回收In、Sb、Sn、Tl、Co等金属产品或半产品的工艺进行研究。
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