DOC《铜阳极泥卡尔多炉处理工艺硒回收系统改进实践》

铜阳极泥卡尔多炉处理工艺硒回收系统改进实践 张焕然,衷水平,张永锋,刘建强,吴健辉,林泓富,林家永 (紫金铜业有限公司,福建上杭 364200) 摘要:针对铜阳极泥卡尔多炉处理过程硒回收系统存在的硒回收效率、品位低,金银夹带损失严重,设备故障率高等问题进行技术创新与工艺改造,工艺优化后取得良好效果.

关键词:铜阳极泥;

卡尔多炉;

硒;

实践 中图分类号:TF843 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2017)11-0000-00 Improvement Practice of Selenium Recovery System for Copper Anode Slime Treatment in Kaldo Furnace ZHANG Huan-ran, ZHONG Shui-ping, ZHANG Yong-feng, LIU Jian-qiang, WU Jian-hui, LIN Hong-fu, LIN Jia-yong (Zijin Copper Co., Ltd., Shanghang 364200, Fujian, China) Abstract:Technological innovation and process improvement were conducted to improve recovery and purity of crude selenium, reduce loss of gold and silver in crude selenium, and reduce equipment failure rate of selenium recovery system for copper anode slime in Kaldo furnace. Effective results are obtained after technological optimization. Key words:copper anode slime;

Kaldo furnace;

selenium;

practice 硒广泛应用于电气元件、光敏元件、光学仪器制造等领域[1].自然界中硒主要以伴生形式分布于铜、锑等矿物中,因此,铜、锑等冶炼过程富硒中间物料成为硒提取的主要原料[2-3].在铜的火法冶炼过程中,硒主要在铜电解过程富集于铜阳极泥中,品位达3%~8%.铜阳极泥传统提硒工艺为物料经回转窑硫酸化焙烧蒸硒,二氧化硒蒸汽水吸收后还原得到粗硒,该工艺生产效率低,指标波动大,设备故障率高[4-6].近年来,国内开始引进世界先进的卡尔多炉工艺处理铜阳极泥[7-9],配套文丘里洗涤系统回收硒.紫金铜业有限公司铜阳极泥卡尔多炉处理系统于2013年4月投入生产.本文重点分析了投产以来硒回收系统存在的回收效率、品位低,金银夹带损失严重等问题,通过技术创新与工艺设备改造,上述问题得到了解决.

1 硒回收工艺简介 铜阳极泥卡尔多炉处理过程硒回收工艺流程如图1所示.铜阳极泥卡尔多炉处理过程中,硒主要以SeO2形态挥发进入烟气系统.由于SeO2易溶于水,烟气经骤冷器冷却、文丘里洗涤、气液分离、湿式电除尘后,绝大部分烟尘、SeO2进入循环液,尾气进入脱硫脱硝系统.骤冷器、文丘里循环液中硒达到一定浓度后通过中和除杂,脱除碲、铅及其它重金属离子,滤液采用亚硫酸氢钠还原得到产品粗硒. 图1 硒回收工艺流程 Fig.1 Flow sheet of selenium recovery process 收稿日期:2017-06-29 基金项目:福建省区域重大项目(2015H4017) 作者简介:张焕然(1987-),男,河南舞钢人,硕士,工程师.

2 存在的问题 从项目投产至2015年1月份,铜阳极泥卡尔多炉处理过程硒平均直收率仅84.7%,产品粗硒中硒平均品位仅82.6%,而金、银品位分别高达150 g/t、3

500 g/t以上,铅含量高达5%以上.如此,一方面导致硒资源的浪费,或大量返回阳极泥卡尔多炉冶炼系统再处理,增大能耗;

另一方面金银进入粗硒,外售计价系数低,严重影响企业经济效益. 2.1 烟气洗涤硒吸收率低 烟气中SeO2经骤冷器、文丘里洗涤进入循环液是实现硒回收的先决条件.由于冶炼过程烟气量不稳定,且烟气中硒含量随入炉阳极泥硒含量波动较大,原设计文丘里喉管尺寸、风液比等难以满足烟气中硒高效洗涤的要求,烟气中硒吸收率仅90%左右.同时,烟尘容易在喉管处黏附,清理难度大,硒损失率高. 2.2 粗硒还原效率低 循环液中硒浓度达到35~40 g/L时,进行溶液净化及还原制备粗硒作业.循环液净化采用液碱调节溶液pH方式,将溶液中铜、铅等重金属离子除去,控制终点pH为10.原设计循环液净化后采用亚硫酸氢钠进行硒还原,由于溶液pH较高,还原活性低,初始反应速度缓慢,单槽沉硒作业时间达到14~16 h;

同时还原亚硒酸生成粗硒的过程生成大量酸,导致还原剂利用率急剧下降,循环液中硒还原不彻底,影响硒直收率. 2.3 粗硒金银含量高 铜阳极泥卡尔多炉熔炼过程,少量金、银经烟尘夹带挥发进入烟气系统.尽管循环液净化后经过压滤,大部分金、银进入文丘里泥返回阳极泥冶炼系统回收,但仍存在后续还原粗硒中金、银含量较高的问题,影响金银直收率及高值化.2013年4月至2015年1月间,粗硒主要元素平均含量:Se 82.6%、Pb 5.5%、Te 3.18%、Au 150.8 g/t、Ag

3 560.2 g/t. 2.4 生产故障发生率高 前期硒回收过程操作制度及指标控制不完善,生产故障时有发生.例如骤冷器、文丘里管洗涤液循环管线堵塞,硒还原过程冒槽、粘壁,沉硒反应槽物料沉积、排浆底阀堵死等.生产故障的发生一方面增大现场作业、设备维修劳动强度,另一方面严重影响硒回收作业效率及阳极泥处理全流程生产进度,同时致使现场安环压力增大.

3 解决措施 3.1 优化烟气洗涤系统 针对卡尔多炉烟气洗涤及硒回收率低问题,生产实践中对烟气硒吸收系统负压及喷淋液循环量进行调整.调整鹅颈烟道负压-100~-180 Pa,文丘里喉管压差21~24 kPa,同时增大骤冷器及文丘里管循环液喷淋量,在对循环液泵国产化的基础上骤冷器喷淋液循环量由设计的7~8 m3/h增大至9~10 m3/h,文丘里管喷淋液循环量由10~12 m3/h调整为15~16 m3/h.如此,一方面保证含硒烟气高效进入洗涤系统,减少进入环集系统硒损失;

另一方面实现循环喷淋液对硒的强化吸收. 3.2 优化硒还原工艺 针对循环液硒还原初期、末期还原效率低,沉硒槽粗硒沉积、排浆底阀易堵死等问题,提出粗硒还原前调整循环液pH、SO2替代亚硫酸氢钠还原剂等措施,获得了较好效果.采用亚硫酸氢钠作为还原剂,易与粗硒包裹结块,导致排浆底阀堵死,而采用SO2较好解决了该问题;

循环液初期pH约为10,SO2还原活性低,生产中首先通过添加硫酸调节循环液pH约1~2,再通入SO2还原粗硒,可大幅提高SO2利用率;

硒还原温度低,SO2通入速度快,生成粗硒粒度细,易粘结在还原槽壁,清理困难,通过工艺优化,控制还原温度75~85 ℃,SO2通入量约30~40 m3/h. 3.3 改进提碲尾液处理方式 文丘里泥提碲尾液中硒含量约10~15 g/L,初期设计单独处理还原提硒,由于硒浓度低,作业过程SO2利用率低,作业时间长,占用循环液处理产能.后通过调整提碲尾液pH 3~4后配入烟气洗涤循环液使用,使得硒在循环液中进一步富集后集中处理.该工艺改进有效提高了硒回收效率、SO2利用率,且大幅减少了废水产量及处理量. 3.4 降低粗硒金银含量 循环液中金银主要以物理夹带形式在硒还原过程进入粗硒.为降低粗硒金银含量,主要采取如下措施: 1)调整卡尔多炉熔剂配比,抑制砷锑等挥发进入烟尘系统,减少金、银夹带进入烟气洗涤循环液量;

2)文丘里泥压滤机采用复丝编织丙纶滤布,提高滤布目数至1000目;

3)文丘里泥沉淀后液首先泵入二次沉硒槽,经二次沉硒压滤机过滤后再返回一次沉硒槽还原粗硒.

4 实际生产效果 通过上述工艺优化,2016年8月至2017年4月,阳极泥处理过程硒平均直收率提高至93.5%,SO2消耗量减少17.2%.粗硒含Se 94.6%、Pb 2.3%、Te 1.22%,且金、银含量分别降低至22.4 g/t、985.6 g/t.

5 结论 通过一系列技术攻关与生产改造,有效解决了卡尔多炉工艺处理铜阳极泥过程硒回收效率低、品质差、金银夹带损失严重等问题,硒平均直收率提高至93.5%,SO2消耗量减少17.2%,取得了良好经济效益. 参考文献 [1] 侯晓川,肖连生,张启修,等. 硒提取工艺的研究现状及应用[J]. 稀有金属与硬质合金,2012,40(2):1-5. [2] 彭国敏,张玉明,张福元,等. 高铅含硒物料湿法处理回收硒的工艺研究[J]. 稀有金属,2015,39(10):928-932. [3] 王晖,王重庆,符剑刚. 硒的资源、提取及应用研究现状[J]. 稀有金属与硬质合金,2013,41(2):1-5. [4] 周. 回转窑焙烧蒸硒工艺优化实践[J]. 有色冶炼,2002,31(3):28-29. [5] 吴文花,刘吉波,汤杰雄,等. 铜阳极泥蒸硒渣分铜的新工艺研究[J]. 有色金属(冶炼部分),2016(12):14-16. [6] 王日. 回转窑焙烧蒸硒工艺优化研究[J]. 铜业工程,2004(4):30-36. [7] 王爱荣,陈志刚,涂百乐. 卡尔多炉处理铜阳极泥的生产实践[J]. 有色金属(冶炼部分),2014(8):18-21. [8] 简锡明,谢永金. 卡尔多炉处理铜阳极泥工艺评述[J]. 有色金属(冶炼部分),2014(10):20-23. [9] 陈志刚. 采用kaldo炉从阳极泥中提取稀贵金属[J]. 中国有色冶金,2008,37(6):43-45. ........