新型铜砷CESL湿法冶金工艺的分析
彭明星
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彭明星,. 新型铜砷CESL湿法冶金工艺的分析[J]. 冶金技术,2021.12. DOI:10.12721/ccn.2021.157112.
摘要:
随着全球经济的繁荣发展,Cu的需求量持续增加,Cu市场遇到了资源紧缺的巨大挑战。世界矿Cu生产单位在了解到铜砷矿床较大潜力的基础上,正遇到含As多、铜砷彻底分 离施工技术困难、铜精矿砷浓度表现出逐年升高态势的挑战。这一背景下,加拿大泰克企业和欧洲奥鲁比斯企业联合,针对含砷硫铜矿与砷铜矿的铜精矿,研制出了铜砷CESL湿法冶金方法。CESL法针对处置含砷铜精矿的同行而言,具有较大吸引力。
关键词: 铜砷CESL法工艺分析
DOI:10.12721/ccn.2021.157112
基金资助:

高砷铜精矿由于受环保政策限制与今后冶炼处置高砷铜精矿水平不够等因素限制,产品滞销,库存量多。各国为加强生态环保,加强了对砷污染的惩处力度,Cu处置场对铜精矿含砷的最高限值也在不断下降,如我国规定引进铜精矿的含砷最高限值是0.5% As,其余国家的环保规定对铜精矿含砷量最高限值就把控的更加严格;该种趋势使得期货市场中高砷铜精矿的长久合同不受认可,进而导致高砷铜精矿库存量多、As量剩余。

攻克铜砷矿产金属的技术难关,不仅是挑战,而且还是开发潜藏铜矿金属的重要机遇。理由是:①全球许多Cu矿金属都含有As,攻克铜砷矿产金属处理技术会是个不能避免的重要环节;②如今全球Cu市场的发展方向显示,为迎合世界逐渐增多的Cu需要,要对一些很难开发的铜砷矿产金属重新展开评估。

1、铜砷CESL法基本流程分析

1.1CESL铜湿法冶金基本流程

1)铜精矿通过生产结构循环的废液实现养化与溶浸;

2)高压釜蒸发器废渣,经过洗涤与过滤,实现液-固分开;

3)浸出液经过溶剂萃取处置;

4)Cu溶液变为纯净的电解质液体,以电极法提取,变成阴极Cu;

5)从生产系统内抽出一些循环废液实现中和,以管理生产结构的酸度均衡。

1.2CESL金湿法冶金基本流程

1)Cu液浸获取含金与银的废渣,以生产结构循环氰化物液体增压,由此浸出金与银;

2)因为溶浸滞留周期短,硫溶浸度较低;

3)用标准ADR+EW法,由溶浸液内获取Au与Ag;

4)通过电解液内回收Cu,且从生产结构酸化液内再生氰化物;

5)通过中间试验室外排残液内获取氰化物[1]

2、CESL法设计的技术研发项目与科研成果

2.1开发过程的技术研发项目

1)明确实验室测试Cu的回收率;

2)中间试验工厂测试是分析提供废渣样本,并跟踪As在Cu与金冶炼环节的脱除行为;

3)和乔治·德莫普洛斯博士签订协作议定书,且完成废渣稳定度项目方案;

4)明确项目设计参数、原材料、及其按照小型金检验工厂实验信息,展开安全且没有风险、根据比例拓展大金工艺设备规模[2]

重复试验工艺条件:P=1400kPag;T=150℃;时间=1.5h。

TCLP内容涉及以下几点:①检测排放残渣时,金属渗漏和浸入地下水里的可能性;②对提升高压釜浸出设备温度形成的三种不同的废渣,组织毒性沥浸测试;③沥出液As最高限值为2.5mg/L。

实验室测试结论。实验室测试相关信息表示:

1)由最难处置的铜砷硫化矿内回收Cu,得到让人满意的较好成果;

2)废渣内As渗溶性能很低。

2.2Cu与金中间测试工厂的主要目标

1)选择以各种As品位和矿物构成的Cu精矿为材料,由此回收Cu与金;

2)操控运转标准,以选取最好废渣稳定度;

3)探究废渣稳定度的工艺方案,使之满足实验分析规定的标准;

4)跟踪As在生产全过程液流内的行为;

5)集中今后新型铜砷CESL法设备所要环境影响评估的信息;

6)判断和操作者健康相关的最大风险区域。

2.3试验工厂生产设备运转范围

1)从材料精矿到冶炼成品整体生产链持续运转;

2)整体生产线全部的液流内部循环与多种元素受到跟踪监测。

2.4铜硫化物氧化率

测试结果显示:

1)试验工厂运转五个月,铜硫化物氧化率变化范围在96%-99%;

2)铜硫化物铜品位大,其养化效果最好,氧化率较高[3]

2.5试验工厂金回收

试验结果显示:

1)由几种精矿内回收金的有效率都超过95%;

2)当时主要对精矿C的金浓度展开了分析(8g/t Au);

3)Au的回收率是80%-85%;

4)矿物构成分析显示,精矿C内Au以单体状态出现,以难熔碲化物为基础,且与之伴生变成组合物;

5)单体Au的回收率超过95%。

2.6试验室脱硫状况

试验结果显示:

1)As基本定量的随试验室废渣排出,但在循环液内只有一些As;

2)试验室的测试结果显示,在CESL金工艺环节As没有溶出,在氰化物液体内也没有测试到As。

2.7试验室试验结果

1)原本设想:

①As沉淀物大都呈碱性硫酸砷酸铁盐状态产生,而其他的被赤铁矿所吸入;

②赤铁矿存在并容纳吸入少量As,可能会令As的稳定度提高。

2)试验结果显示:

①冶炼精矿B与C(1.5%  As)时,所产废渣滤液内As浓度少于测试最高限值(30ppb);

②冶炼精矿D(6.3%  As)时所产废渣滤液内,As浓度对酸碱值与电势影响较小;

③以上几种精矿通过处理所产废渣滤液内,As含量明显下降,这是否代表As被赤铁矿所吸收的现象呢?

按照实际处理的历史经验显示,以上试验结果和Cu、Zn等金属生产方法试验的结果比较相似。

3)滤液内As对pH值的作用

试验结果显示:

①8周全部试验样本滤液内,As浓度都低于0.3mg/L;

②滤液内As溶液度随酸碱值提升而上升;

③如此就能够按照多种“砷酸铁盐相”判断列出溶解度信息;

④废渣pH值范围是5-7,代表最稳定。

4)滤液内As对电势的作用

试验结果显示:

①矿浆在50mV测试时,每次检测后,电势降低至目标值;

②滤液于电势很低(小于50mV)状态下,检验试验证明As的溶解度提升。

2.8金检验示范工厂目标

测试项目拟定有以下几项:

1)示范验证,包括从加压氰化到电积法提金综合化工艺流程;

2)选取示范验证规模设备的最好加压氰化标准;

3)试验检验氰化物提取率高与氰化物消化率小,用来确定生产运营成本;

4)检查水平衡,并明确废水处置标准;

5)试验检验工艺以及设备性能的稳定度;

6)汇总涉及根据比例拓展生产设备所要设计参数与建材的相关信息。

2.9金检验示范工厂测试结果

1)Au与Ag的回收率

①Au=90%-95%;Ag=85%;

②废渣内Au与Ag的浓度,分别是:Au=0.9g/t;Ag=2.5g/t。

2)金的提取率

①碳吸收Au与Ag的提取率,分别是:Au超过98%;Ag超过95%;

②电极电解废渣内,Au、Ag与Cu的浓度,分别是Au=35%、Ag=50%与Cu=15%。

3)从AVR内挥发-再生提取氰化物的提取率

①总提取率:93%;

②分离率:93%;

③吸收器效率:效果99%。

4)外排废气内So2的处置

外排废气数量94m³,其含量低于1mg/LCN-。

3、总结及结论

1)攻克了含砷铜矿金属工艺技术难关,为应对以上的预计矿Cu金属供应紧缺带来了机会;

2)加拿大泰克企业与奥鲁比斯企业实现战略协作,研发好的铜砷CESL法能够破解以上技术困难;

5)CESL法及其废渣稳定度的测试结果,表示效果较好,使人满意;

6)按照CESL法效能与引人关注的经济利益,泰克-奥鲁比斯战略协作企业正在努力寻求研发以铜砷CESL法冶炼含砷铜矿金属的机会。

参考文献:

[1]刘斌. 基于深槽调制CESL应变的MOS器件设计[D].电子科技大学,2014.

[2]殷德洪,简尼弗.迪弗雷尼.新型铜砷CESL湿法冶金工艺[J].世界有色金属,2013(02):21-25.

[3]柳华丽.CESL回收铜工艺[J].黄金,2012,33(12):67.

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