張海濤

摘 要：我國擁有非常豐富的礦產資源，為社會經濟的持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻，隨著開采力度的不斷增加，銅礦尾砂越來越多，對周圍環(huán)境造成了不同程度的影響。但在銅礦尾砂中含有一定量的銅資源，是生產陰極銅板的主要原料。濕法冶金法就有成本低、綠色環(huán)保等特性，是目前實現銅礦尾砂回收利用的主要方法?；诖?，本文結合實際案例，對濕法冶金法在回收利用銅礦尾砂中的應用做了如下探討。

關鍵詞：濕法冶金法；銅礦尾砂；酸浸；萃?。浑娵E

0 引言

濕法冶金法涉及三個流程，包括：酸浸（L）、萃?。⊿X）、電積（EW），是回收利用銅礦尾砂的主要方法，應用得當日處理銅礦尾砂可到1500t，隨著我國礦產資源事業(yè)的不斷發(fā)展，濕法冶金法愈發(fā)先進，各項工藝日趨成熟，具有非常廣泛的應用前景?；诖耍疚慕Y合實際案例，對濕法冶金法在回收利用銅礦尾砂中的應用做了如下探討。

1 案例分析

某銅業(yè)有限公司，以銅礦尾砂為原材料，采用“酸浸-萃取-電積”濕法冶金法進行回收再利用銅元素和鐵元素，生產陰極銅板和鐵精礦，日處理銅礦尾砂達到1500t，年處理50萬t。通過不完全統(tǒng)計，每650萬t銅礦尾砂，銅金屬的含量在5.8萬t左右，鐵金屬的含量在12.4萬t左右，具有非常龐大的潛在經濟價值以及巨大的再回收利用價值。銅礦尾砂中多元素分析結果如表1所示：

2 濕法冶金法的原理

濕法冶金法指的是在低溫下（通常低于100℃），用適當的溶劑處理礦石、精礦或者半成品，促使其中的金屬溶解到溶液中，和不溶解的脈石及其雜質進行分離。然后從溶液中提取出所需的金屬。主要包括：酸浸-萃取-電積三個步驟。浸出分為槽浸、攪拌浸出、加壓浸出和氯化物浸出。槽浸就是在濃度為50～100g/L的硫酸溶液中浸出1%～2%的氧化礦。這是早期運用的比較多的一種方法。攪拌浸出就是在有攪拌浸出裝置的浸出槽中用50～100g/L的硫酸浸出細沙、氧化礦或硫化礦焙砂。此種方法集合了空氣攪拌和機械攪拌兩種方法的優(yōu)點。是目前銅礦尾砂回收再利用中，比較常用的技術，加壓浸出就是從含有銅的鎳、鈷硫化礦和鎳冰銅中提取有價金屬的濕法冶金技術。但在具體應用過程中容易受到冶金效率和成本的影響，濕法冶金法多應用低品位礦石或者銅礦尾砂組回收再利，在稀有金屬冶金中占很大的比重，可以所很多金屬的提取都需要濕法冶金法來完成，具有良好的發(fā)展前景，具體原理圖如圖1所示：

就我國目前有色金屬冶金過程中，銅產量15%～20%，通過濕法冶金法獲得；鋅產量約40%，通過濕法冶金法得到，金銀金屬也大多通過濕法冶金法來提取[1]。和火法冶金法相比，濕法冶金法具有的優(yōu)勢主要體現在以下幾個方面：1）提取金屬的回收率更高，原材料綜合利用率比較大；2）可直接處理難選或者難熔的貧礦及銅礦尾砂；3）燃耗比較低，整個生產過程容易控制；4）對周圍自然生態(tài)環(huán)境的影響比較小。

3 濕法冶金法在回收利用銅礦尾砂中的應用

濕法冶金法具有綠色環(huán)保、低碳節(jié)能、回收率高等特點，被廣泛銅礦尾砂、氧化銅礦、銅礦表層剝離土等金屬資源回收再利用中。隨著我國工業(yè)生產技術的不斷發(fā)展，濕法冶金法已經非常成熟，在目前生產達標陰極銅板的主要技術。

3.1應用流程分析

濕法冶金法在回收利用銅礦尾砂中的應用流程如圖2所示：

圖2中銅礦尾砂來自于當地尾砂庫，經過沖洗去除石塊、樹枝等雜物，進入酸浸礦漿中進行充分攪拌，接著加入適量的濃硫酸進行稀釋，完成硫酸浸出。把銅礦尾砂中56%酸溶銅全部浸出，酸浸礦漿流入串聯的濃密機中，以萃取液作為洗滌水，對酸浸礦漿進行逆流洗滌[2]。

萃取工段的銅料液，進行沉淀后進行人工萃取，把銅料液中品位比較低銅全部富集到富銅液中，形成品位比較高的銅液，并把排除的萃取液重新返回到上料和末級濃密機中，以作為洗滌水進行循環(huán)使用。

富銅液作為電解液，流入電解槽中，通上直流電進行電積作業(yè)，促使富銅液中的銅元素可以沉積在陰極板上形成達標的陰極銅板。而從電解槽中流出電解液通過反萃取，重新回到萃取槽中進一步提升銅品位，形成的富銅業(yè)再流入電積工段的電解槽中進行電積作業(yè)，如此反復循環(huán)[3]。

末級濃密機底流入選鐵工段中，加入適量的回水和清水進行稀釋，再進行三級開路磁選，形成鐵精礦可進行成品出售。此外，鐵尾礦礦漿經過離心機脫水以后，礦渣可出售建材生產廠或者水泥廠，回水可循環(huán)使用。

通過上述工藝，可促使銅礦尾砂中的金屬銅和鐵，不斷以陰極銅板和鐵精礦的形態(tài)提煉出來。

3.2 應用過程中的經濟技術指標

在本銅業(yè)有限公司，主要通過濕法冶金法回收利用銅礦尾砂，陰極銅板和鐵精礦的形態(tài)提煉出來，主要的經濟技術指標包括：日銅礦尾砂處理量為1500t；銅浸出率為56%，洗滌率為90%，萃取率為95%；電積回收率在99%以上；銅總回收率為50%，鐵會回收率為48%；陰極銅板年產量為1500t，以6萬元一噸計算，企業(yè)年工業(yè)產值為10500萬元，經營利潤在1800萬元以上[4]。

3.3低碳節(jié)能環(huán)保減排舉措

該銅業(yè)有限公司從建設長期到運行過程中，為響應國家新時期的號召，把低碳節(jié)能環(huán)保減排發(fā)展企業(yè)經營發(fā)展的首位，以推進低碳經濟、綠色經濟、循環(huán)經濟為企業(yè)發(fā)展的主要戰(zhàn)略方針，主要舉措有以下幾種：

第一，以回收利用廢舊的銅礦尾砂為主，全面發(fā)展低碳綠色循環(huán)經濟，該企業(yè)以銅礦尾砂中有價元素為投資方向，不但降低了生產成本，而且緩減了銅礦尾砂對周圍環(huán)境造成的影響。既回收生產了陰極銅板和成品的鐵精礦，而且二次尾渣出售給了當地的建材生產企業(yè)和水泥制造廠，基本上實現了零污染和零排放。

第二，在濕法冶金法應用工藝上，在保證系統(tǒng)水平衡的基礎上，酸性萃取液使用后，全部返回到系統(tǒng)中，作為洗滌水重復循環(huán)利益利用。甚至尾礦中產生的中性水，也通過離心機脫水，實現了固液分離，生產過程中使用的回水實現了全部循環(huán)再利用，達到了和周圍自然生態(tài)環(huán)境友好相處的目的。

第三，濕法冶金法在回收利用銅礦尾砂中應用時，該企業(yè)采用了物料直流輸送的方式，大大降低了能源消耗量，避免了無故浪費。在相關設備和材料選擇上，采用了先進的變頻器和礦渣磚等低碳排放和節(jié)能環(huán)保的新材料[5]。

第四，在濕法冶金法萃取中，采用了比較先進的高效液液萃取技術，在系統(tǒng)運行過程中，加入了物聯網技術和計算機控制技術，對系統(tǒng)運行情況進行全面監(jiān)控，以便及時發(fā)現存在的薄弱環(huán)節(jié)，及時填平補齊，保證運行效率。

結束語

綜上所述，本文結合實際案例，探討了濕法冶金法在回收利用銅礦尾砂中的應用，探討結果表明，濕法冶金法具有污染小、成本低、效率高等優(yōu)勢，被廣泛應用在銅礦尾砂回收再利用中。但濕法冶金法的工序比較復雜，任何一個環(huán)節(jié)控制不當，都會引進陰極銅板和鐵精礦提取效率，因此，必須對各道工序進行系統(tǒng)全面監(jiān)督和控制，才能保證應用效率。就案例企業(yè)而言，從而建廠投資運行原來，就以銅礦尾砂作為通過陰極銅板和鐵精礦的生產原料，累積創(chuàng)造的工業(yè)產值超過8億元，積極發(fā)展低碳節(jié)能、綠色環(huán)保等循環(huán)經濟，取得了良好效益，值得大力推廣。

參考文獻

[1]王嫦，歐陽全勝，趙群芳，張淑瓊，胡敏藝，蔣光輝.廢舊動力鋰離子電池回收的研究進展[J].當代化工研究，2018（06）：154-155.

[2]李國棟，林海，董穎博，王鑫，張悅.濕法冶金法從鉛銀渣中異步回收鋅、鉛銀的試驗研究[J].稀有金屬，2017，41（10）：1143-1150.

[3]謝克強，唐建文，馬文會.濕法冶金在冶金法制備太陽能級多晶硅中的應用[J].云南冶金，2012，41（05）：53-57.

[4]王敏.用濕法冶金法從高爐煙道灰中回收鋅[J].上海有色金屬，2004（04）：174-175.

[5]許菱，許孫曲.用濕法冶金法從廢干電池中回收有價物料[J].中國資源綜合利用，2001（02）：12-13.