导航：安全管理网>> 安全论文>> 冶金安全论文>>正文

铜阳极泥预处理工艺优化及实践

文档作者：邱文顺，浦绍增，罗永春文档来源：云南锡业股份有限公司铜业分公司		点击数：	更新时间： 2024年06月06日
下载地址：点击这里	文件大小： 236.43 KB 共6页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共6页]

本文件共6页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：236.43 KB 共6页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：微波技术在冶金中的应用

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

铜阳极泥预处理工艺优化及实践* ?
邱文顺，浦绍增，罗永春
( 云南锡业股份有限公司铜业分公司，云南个旧661000)
摘要: 介绍了云锡股份铜业分公司10 万t /a 铜项目的阳极泥预处理的工艺、原理，着重论述了试车过程中
暴露出的问题，提出解决方案，达到提高铜阳极泥预处理量、提高产品品质，优化技术经济指标的目的。
关键词: 铜阳极泥; 硫酸化焙烧; 试车问题; 工艺优化; 实践
中图分类号: TF811 文献标识码: A 文章编号: 1006－0308 ( 2017) 04－0043－06
The Optimization and Practice on Copper Anode Mud Pretreatment Process
QIU Wen －shun，PU Shao －zeng，LUO Yong －chun
( Copper industry Branch Compnany，YunTin Co． ，Ltd． ，Gejiu，Yunnan 661000，China)
ABSTＲACT: The process and principle of 100000 tons /year copper project of Copper industry Branch Company of YunTin Co． ，
Ltd． is mainly introduced in this paper，the emphasis is on the problems exposed in the commissioning process，the solution is proposed to
reach to the aims that improvement of the copper anode pretreatment capacity，increasing the product quality，optimization of the technical －
economic indicators．
KEY WOＲDS: copper anode mud; sulfation roasting; commissioning problems; process optimization; practice
引言
铜电解过程产出的副产物铜阳极泥，除含有贵
金属元素金、银，稀贵金属铂钯外，还有铅、铜、
铋等其它有价金属元素，是需要处理并综合回收有
价金属。目前国内工业化的铜阳极泥处理工艺，均
为先对铜进行脱除后，再进入金、银、铂、钯的回
收处理。云锡铜业分公司铜阳极泥预处理工艺是
10 万t /a 铜项目的重要组成部分，设计能力为600
t /a 阳极泥处理量。采用相对成熟的硫酸化焙烧蒸
硒→稀酸铜银浸出→铜板置换收银，含铅、金、银
浸出渣交由铅业分公司，按铅阳极泥工艺处理。本
铜阳极泥预处理工艺于2011 年7 月完成设备土建
及设备安装工作，2011 年9 月开始设备单体试车
及联动试车，于2011 年10 月正式带料负荷试车。
回收产品粗硒品位大于97. 5%，粗银粉品位大于
92. 5%，浸出渣含铜在0. 90% 以下，达到了预处
理目的，为其中贵金属金、银及稀贵金属铂、钯，
贱金属铅、铋的综合回收打下了基础。
1 工艺及原理
处理的铜阳极泥为灰黑色的泥状物质，成
份［1、2、3］如表1。为充分利用股份公司内部资源与便
于管理，鉴于铅业分公司已有处理铅阳极泥，回收
贵金属金、银的生产工艺，铜业分公司仅需对铜阳
极泥进行预处理，回收有价金属银、铜、硒，并将
进一步富集的贵金属物料交由铅公司统一处理。因
此，采用的铜阳极泥处理流程为硫酸化焙烧蒸硒→
稀硫酸铜银浸出→铜板置换收银，详见图1。
由工艺流程图可知，铜阳极泥预处理工艺分为
硫酸化焙烧、铜银浸出、铜粉置换三个主要工艺步
骤。其工艺原理简述如下:
43
2017 年8 月
第46 卷第4 期( 总第265 期)
云南冶金
YUNNAN METALLUＲGY
Aug． 2017
Vol. 46． No. 4 ( Sum265)
* 收稿日期: 2016－01－19
作者简介: 邱文顺( 1983－) ，男，湖南永州人，冶炼工程师。主要从事冶炼技术管理及有价金属回收研究工作。
表1 阳极泥成份表
Tab. 1 The list for anode mud composition %
项目Ag Au Cu Sb Bi As Pb H2O Se Te
设计成分9. 19 0. 14 12. 00 0. 16 0. 52 0. 02 / ≤20. 00 / /
实际平均13. 64 0. 13 14. 58 4. 83 1. 32 1. 21 21. 47 25. 23 6. 05 0. 84
图1 阳极泥处理工艺流程
Fig. 1 The anode mud treatment process flow
1) 硫酸化焙烧将铜阳极泥与浓硫酸按一定
比例混合后在回转窑中进行硫酸化焙烧，铜等贱金
属在250℃下即可完全转变为水溶性的硫酸盐; 硒
化物先在250 ～ 300℃ 下与硫酸反应生成硒酸盐，
而后在500 ～ 650℃的较高温度下分解为SeO2
，温
度越高，挥发越快。挥发出来的SeO2
进入吸收罐
被水吸收形成亚硒酸盐，同时被SO2
还原为单体金
属硒。硫酸化焙烧过程中，发生的主要化学反应
如下:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + 2H2O↑ + SO2↑ ①
Cu2S + 6H2SO4 = 2CuSO4 + 6H2O↑ + 5SO2↑ ②
Cu2Se +2H2SO4 = CuSe + CuSO4 +H2O↑+ SO2↑
③
Ag2Se + 3H2SO4 = Ag2SeO3 + 3H2O↑ + 3SO2↑
④
CuSe + 3H2SO4 = CuSeO3 + 3H2O↑ + 3SO2↑ ⑤
CuSeO3 = CuO + SeO2 ⑥
Ag2SeO3 + CuSO4 = Ag2SO4 + CuO + SeO2↑ ⑦
回转窑焙烧的烟气在硒吸收塔被水吸收，并被
二氧化硫还原，硒吸收时的主要化学反应如下:
SeO2 + H2O = H2SeO3 ⑧
H2SeO3 + 2SO2 + H2O = Se↓ + 2H2SO4 ⑨
2) 铜银浸出铜、镍等贱金属经焙烧后基本
都转化被可溶性的硫酸盐，用水即可溶出，同时在
酸度升高的情况下，铜、银的浸出率会提高。铜进
入浸出液，金、铅、砷、锑、银在浸出渣中而达到
分铜目的。
3) 铜粉置换其原理是利用铜比银的电极电
势负的原理，将铜银浸出时进入浸出液中的银置换
得到粗银粉，达到回收银的目的。置换过程中的主
要化学反应如下:
Ag2SO4 + Cu = 2Ag↓ + CuSO4 ⑩
阳极泥预处理的主要设备为Φ1000 mm ×
13000 mm 电热回转窑1 台，硒吸收塔2 组、真空
喷射机组1 套、Φ2000 mm × 2000 mm 分铜浸出槽
1 个、Φ1600 mm × 1600 mm 置换槽2 个、40 m2 板
框压滤机1 台、自卸料离心机1 台等。
2 试车生产过程中存在的问题分析
阳极泥预处理工艺系统经试车生产实践后，虽
然主体流程工艺基本拉通，但亦暴露出一系列亟待
完善的问题，现将其分工段、分类别归纳如下。
2. 1 阳极泥焙烧预处理能力不够
阳极泥预处理自试车生产以来，阳极泥处理量
低，仅有1. 3 t /d，离设计值2 t /d，相差甚远。硒
直收率低仅至72%，焙烧渣质量差，即时而拉稀
料、时而结块，还会出现“鹅蛋”的现象［4、5、6］，
焙烧渣含硒高达到0. 7%，窑体结渣严重，2 个月
不到就需要清理窑结，人工清理窑结难度较大，回
转窑开动周期短。焙烧渣物相转化不完全，影响了
稀酸浸出时银、铜的浸出率，降低铜的回收率及银
入粗银粉的量。分析认为，影响硫酸化焙烧处理能
力的因数有以下几点:
44
2017 年8 月
第46 卷第4 期( 总第265 期)
云南冶金
YUNNAN METALLUＲGY
Aug． 2017
Vol. 46． No. 4 ( Sum265)
1) 回转窑窑内负压不够。采用一套水喷射真
空机组，提供的窑内负压较小，焙烧后的烟气不能
被有效的抽走，大量积存在窑内，造成窑内反应不
完全，导致窑尾拉稀料、焙烧渣含硒高，同时窑
头、窑尾密封不严处冒烟，造成硒的挥发损失，工
况环境较差。
2) 泥酸比控制不合理。生产期间对泥酸比的
控制靠的员工的经验，由于经验欠缺和个体的差
异，易造成硫酸的过多或过少，窑况时好时坏。另
外，硫酸计量采用的是浮漂式计量法硫酸，该方法
误差较大，实际用酸与理论添加量不符。阳极泥浆
化时加入的硫酸量过多，虽然有利于金属的转化，
但是增大了烟气量，容易造成窑头、窑尾密封不严
处冒烟，也会造成回转窑窑尾滴酸，严重时会导致
窑尾拉稀料，造成硒挥发损失。若加入酸量较少，
金属及硒化物转化不完全，造成焙烧渣含硒高，吸
收塔内吸收液的酸度偏低，硒的还原效果差。
3) 回转窑三段温度控制不稳定［7］。回转窑三
段温度的控制是硒能否挥发完全的重要条件。如果
头、中、尾三段的温度适当，硒的挥发就比较好;
反之，如果温度控制不好，则会影响硒的挥发及硫
酸的分解。回转窑开动期间，由于窑况时好时坏，
频繁的调整窑温，窑内各段温控制不稳定，回转窑
窑尾“拉稀”和“下大蛋”的现象不断。窑内温
度控制的不稳定，同时使得窑内物料结窑、窑内狼
牙棒起不到应有的作用，加剧结窑，开产55 天就
不得不停窑清理窑结。
4) 窑头链轮勺喂料不均匀，喂料管道常堵
塞，浆化阳极泥时断时续、时有时无也是窑况不稳
定的一个主要原因。
5) 回转窑控制不稳定，烟气波动大，硒吸收
塔中被水吸收生成的亚硒酸被二氧化硫还原不彻
底，致使大量硒在存在于吸收液中而损失［8］，硒
吸收塔液含硒最高可达0. 8 g /L。为了提高硒的直
收率，不得不降低回转窑处理量。
6) 回转窑窑体设备材质为锅炉钢，窑内狼牙
棒为316 L 不锈钢，能保证窑体寿命在18 个月以
上，但窑头及窑头导烟管材料为铸铁，易被腐蚀，
给窑体密封造成了较大的困扰，窑体漏气反过来影
响负压，不但造成回转窑窑结严重，频繁停窑处
理，也导致现场作业环境较差。
2. 2 其他问题
试车期间，还存在铜浸出率不高、酸罐过小、
废水排放量过大等一系列问题，分析如下:
1) 试车生产期间，浸出渣含铜高达3. 5%，
铜浸出率仅有85. 43%，银浸出率不到设计值的
50%。分析认为主要是焙烧渣质量不佳，物相转化
不完成，且块状焙烧渣较多，不易与浸出剂接触，
致使了浸出效果不佳。过程中虽也采取了浸泡焙烧
渣的方式，强化浸出，但效果不明显。且块状的物
料时有堵塞浸出槽放液底阀的情况出现，致使作业
难度加大，作业环境恶化。
2) 由于板框压滤机跑浑致使粗银粉品位变
低、含铅升高。在正常作业一段时间后，由于板框
压滤机跑浑，浸出储液槽会积累一定的浸出渣，在
浸出液泵往置换槽时夹带进入粗银粉，进而影响粗
银粉质量。
3) 自卸料离心机在使用过程中，刮刀与滤布
契合不够，致使滤布损坏频繁，粗银粉透滤严重，
大量粗银粉在置换储液槽中沉积，难于回收，粗银
粉一次回收率低。
4) 配套工艺设施不够完善，譬如主要试剂硫
酸仅能装9 t ( 3 天用量) ，进酸作业频繁，厂房内
事故安全池小，中间产品物料无堆场，整个贵金属
处理系统未考虑废水回收利用，粗硒过滤未考虑真
空抽滤等。
5) 回转窑内部分烟气外泄，厂房内烟气，作
业环境较差。回转窑火法区域与浸出湿法区域未分
隔，基础设备防腐措施不到位，设备腐蚀严重。
3 铜阳极泥处理工艺优化与技术改造
针对试车期间铜阳极泥处理工艺暴露出来的问
题，铜业分公司进行了工艺优化与技术改造，内容
涉及工艺完善、设备设施整改及环境改善等多
方面。
3. 1 工艺优化
现有铜阳极泥预处理工艺最大的问题是未考虑
浸出板框压滤跑浑、离心机滤布通漏、水喷射真空
泵废水收集、利用等，为此，对现有工艺流程进行
了优化。优化后工艺流程详见图2。
45
邱文顺，等铜阳极泥预处理工艺优化及实践
图2 改进后阳极泥处理工艺流程
Fig. 2 The improved anode mud treatment process flow
由图2 可知，对现有工艺流程共进行了4 处
( 图2 改字部分) 改进优化，第一处是在浸出液储
存槽泵出口加一三通，定期将含有浸出渣的浸出液
泵到板框压滤机压滤，避免浸出渣污染粗银粉，提
高粗银粉品位。第二处增设喷射真空机组喷射及净
化水收集池，并将其水泵往2、3、4#硒吸收塔进
行硒吸收，减少生产水用量及废水外排量，可减少
生产水及污水5 m3 /d。第三处是将2、3、4#硒吸
收塔液经循环水冷却后送至1#硒吸收塔回收硒使
用，并严格控制硒吸收液的酸度及液位，每天可多
回收硒约10 kg，提高了硒的直收率。第四处在置
换后液过滤装置离心机及置换后液储液槽中间增加
三级沉降装置，上清液送电解系统，含粗银粉底流
定期返回离心机过滤，提高粗银粉直收率。
3. 2 工艺设备优化及改造
除了对工艺进行完善外，还针对回转窑负压不
够、窑头窑尾腐蚀严重，现场作业环境差，板框压
滤机过滤面积小，离心机滤布通漏等工艺问题进行
了设备优化与改造。主要内容有:
1) 新增设一套环保节水型水喷射真空机组，
保证回转窑负压。同时，将尾气脱硫离心风机由
5 000 m3 /h 改造为18 000 m3 /h，并将窑头与窑尾
连接处加装集散烟气收集装置，减少无组织烟气外
溢，改善了作业环境。
2) 将密封石墨盘根更换为油浸石棉盘根，将
添加盘根的周期从1 周增加至1 月，减少了窑头、
窑尾冒烟的问题，有效保证了回转窑的窑内负压。
3) 将硫酸加料槽浮漂式计量更改为雷达液位
计计量，准确计量硫酸的添加量，寻找到最佳的泥
酸配比，提高阳极泥的浆化质量。同时，将二次浆
化喂料勺由4 个增加至8 个，以低频率提高喂料速
度，减少了高频率造成的喂料机故障现象。
4) 将窑头及Y 型导烟管更换为不锈钢材料，
延长了使用寿命。且将导烟管形状更换为T 型管，
使得1#塔内导烟铅管由斜插式变为垂直插入式，
避免了之前铅管频繁损坏的现象。
5) 统一回转窑加热所用的电阻丝规格型号，
严格控制并稳定回转窑各段温度，根据投入和产出
量判断窑内窑结的情况，适当提高回转窑的控制温
度，避免由于窑结影响温度控制的偏差。
46
2017 年8 月
第46 卷第4 期( 总第265 期)
云南冶金
YUNNAN METALLUＲGY
Aug． 2017
Vol. 46． No. 4 ( Sum265)
6) 增大板框压滤机过滤面积，降低过滤压
力，将40 m2 板框压滤机改成60 m2，降低板框内
滤布承压，减少浸出渣过滤时的透滤跑浑情况，提
高金入浸出渣率及粗银粉品位。
7) 将粗银粉自卸料离心机换成三足式平板离
心机，人工卸料，避免刮刀与滤布的摩擦，减少滤
布损伤，提高粗银粉直收率。
3. 3 加强管理，强化作业制度，保证工艺有序
进行
加强工艺及设备的管理，将原有的三班改为两
班处理阳极泥，每班投料两次，以量少次多来提高
浆化槽的工作效率及阳极泥的浆化质量。并在试车
生产探索工艺控制与工艺操作的基础上，对浆化效
果、反应时间、硫酸配比、溶液酸度、浸出固液比
等制定了一系列的作业制度和作业标准，严格规范
预处理工序的操作标准。加强考核，将员工薪酬与
岗位职责，作业强度挂钩，强化员工的责任意识，
调动员工积极性，尽一切手段增加阳极泥处理能
力，提高产品品质，提高技术经济指标。
4 工艺优化后的生产实践
经过工艺优化、设备技术改造后，铜阳极泥预
处理量得到了较大程度的提升，与设计值对比列于
表2 中。
表2 工艺优化后生产实践值与设计值的对标表
Tab. 2 The comparison table for the production practice
values after process optimization and the design values
项目设计值实际值
处理量/ ( t /d) 2. 00 2. 25
阳极泥水分/% ≤20% 26. 22
阳极泥干重( 硫酸) /t 1∶ 0. 7 ～ 1. 1 1∶ 0. 75
窑头( 进料端) 温度/℃ 300 ～ 400 370
窑中温度/℃ 450 ～ 550 570
窑尾温度/℃ 600 ～ 700 670
窑内负压/Pa 500 ～ 1100
焙烧时间/h 4 ～ 5 4 ～ 5
放焙烧渣时间/min ～ 1 40 ～ 60
焙烧渣含硒/% ≤0. 20 ≤0. 30
粗硒含硒品位/% 95. 00 ≥97. 50
蒸硒直收率/% 70. 32＊ ≥90. 42
续表2
项目设计值实际值
浸出渣含铜/% ≤2. 50 ≤0. 90
铜回收率/% 95 ～ 97% ≥98. 0
银浸出率/% 45 ～ 50% ≥66. 5
银置换率/% 99. 00 99. 95
粗银粉银品位/% 85. 00 ≥92. 50
生产用水/ ( m3 /d) 18 12
表中“* ”为试生产值
由表2 可知，经过工艺优化后，尽管阳极泥水
分偏高，除焙烧渣含硒因阳极泥硒品位高而未达到
设计要求外，其余各项指标均完成较好。处理量由
试生产的1. 3 t /d，提高至2. 25 t /d，超设计指标
10. 25%。粗硒品位97. 50%，大于95. 00% 的设计
指标2. 50 个百分点，粗银粉品位92. 50%，也超
85. 00%设计指标7. 5 个百分点。直收率上，硒直
收率达到90. 42%，远高于试车的70. 32%，银浸
出率大于66. 5%，远高于50% 的设计值，大大提
高了硒、银直收率，减少了有价金属在流程中的循
环，提高了副产品粗银粉、粗硒的价值。生产用水
由设计18 m3 /d 降至12 m3 /d，降幅达33. 33%，
较好地实现了节能、减排的目的。
5 结语
经过试车生产，云锡股份铜业分公司10 万t /a
铜冶炼项目铜阳极泥预处理工艺流程顺利拉通，流
程存在的问题得到暴露，经过工艺优化，工艺设备
技术改造，回转窑稳定开动，处理量稳步提高，产
品品质逐渐好转，技术经济指标有效提高，可得出
以下结论:
1) 负压控制、稳定给料、温度控制是回转窑
稳定运行的关键，增大负压系统能力、强化密封措
施，改变喂料方式，优化加热措施有效的稳定了回
转窑工艺控制，使得焙烧渣含硒降低至0. 3% 以
下，阳极泥处理量提高至2. 25 t /d。
2) 合理利用硒吸收塔各液体，控制硒吸收环
境，保证了97. 50%的粗硒品质，确保了硒直收率
高于90. 42%，同时有效地降低了生产水使用和废
水排放，节能减排效果显著。
3) 通过增设浸出液储槽至浸出板框压滤管道
及离心机与置换后液储槽设置沉降装置，有效的保
47
邱文顺，等铜阳极泥预处理工艺优化及实践
证了粗银粉品位高于92. 5%，及银直收率与银浸
出率基本一致，为66. 5%，较好的增加了银产品
的价值。
4) 经过工艺优化及设备工艺改造后的铜阳极
泥预处理工艺是成功的，有利于最大化实现分公司
效益的。
参考文献:
［1］ 中国恩菲． 阳极泥预处理培训教材［M］，北京: 中国恩菲工程
技术有限公司．
［2］ 彭容秋． 铜冶金［M］． 长沙: 中南大学出版社，2005．
［3］ 王吉坤，张博亚． 铜阳极泥现代综合利用技术［M］． 北京: 冶
金工业出版社，2008;
［4］ 马致远． 铜阳极泥硫酸化焙烧工艺改造与实践［J］． 甘肃冶
金，2010，32 ( 3) : 115－117．
［5］ 奚英州． 从铜阳极泥中回收硒工艺的研究［D］． 2009．
［6］ 王小龙，张昕红． 铜阳极泥处理工艺的探讨［J］． 矿冶，2005，
14 ( 4) : 46－48．
［7］ 周安梁，谢永金． 贵冶铜阳极泥处理工艺与扩能改造［J］． 有
色金属( 冶炼部分) ，2013 ( 10) : 11－14．
［8］ 章尚发． 铜阳极泥提取硒、碲的实验研究［D］． 昆明: 昆明
理工大学，

2013．
( 上接第42 页)
2) 该工艺能将湿法炼锌浸出渣浮选所产的低
品位银精矿中的银得到较好的富集，同时还把该银
精矿中的锌、铜回收利用，实现锌、铜和银的有效
分离，使该银精矿得到更有效的综合回收利用，符
合当前资源综合回收、循环利用政策。
3) 本公司每年生产低品位银精矿毛重4 000 t。
利用以上试验研究的最佳条件，采用焙烧锌精矿的
沸腾炉对所产低品位银精矿的进行集中焙烧，然后
在电锌浸出车间的进行锌、铜的浸出及铜置换。每
年可回收锌金属量约1 500 t、铜金属量约130 t，
浸出后的银精矿含银均大于6%，每年为本企业创
收2 500万元以上; 不但回收了锌、铜，而且还提
高了银精矿的品质。
参考文献:
［1］ 郝文魁，张旭，王华，等． 湿法炼锌银锌精矿综合回收新
工艺研究［J］． 贵金属，2011 ( 4) : 49－51．
［2］ 王军，党晓娥，王正民，等． 硫脲法处理银精矿的研究
［J］． 有色金属( 冶炼部分) ，2013 ( 1) : 44－45．
48
2017 年8 月
第46 卷第4 期( 总第265 期)
云南冶金
YUNNAN METALLUＲGY
Aug． 2017
Vol. 46． No. 4 ( Sum265)

网友评论 more

冶金安全论文最新内容

06-06