绿色化工技术

本发明公开了一种铜渣中有价组元综合回收利用的方法，属于冶金领域，超重力分离金属铜。本发明能够使铜渣中的铜、铁资源得到有效分离，同时产生的尾渣得到了循环利用，提高了铜、铁品位和收得率，实现了铜渣资源的综合利用，兼顾“资源+能源”生态化特色，具有工艺简单、生产成本低、节能减排、零污染的优点。

 目前生产铜的工艺主要是火法冶炼，其产量约占世界铜产量的80％，我国更是高达97％。火法冶炼1吨铜将产出2.2吨铜渣，我国每年的铜渣产量高达1500万吨，全国堆存量超过3亿吨，不仅造成资源的浪费还占用土地污染环境。铜渣成分中为TFe:30％～50％、Fe3O4:3～20％、SiO2:34～40％、Cu:0.5～2.1％、CaO≤10％、Al2O3≤10％，其中铁、铜的含量达到甚至超过我国铁矿石、铜矿石的可采品位，具有较高开发潜力与回收利用价值。

 目前，对铜渣中铜、铁的回收主要采用的方法有火法贫化法、化学浸出法、还原熔炼法及选矿法。铜渣的结构和组成十分不利于选矿和浸出等处理，由于铜渣中的铁主要分布在橄榄石和磁性氧化铁两相中，可选的磁性氧化铁矿物含量少，且二者互相嵌布，粒度较小，使得磁选过程很难进行，传统选矿工艺复杂、设备投资高、要求的条件苛刻，所得铁精矿因产率低、含硅量高、质量差而无法使用，目前铜渣中铜的利用率不到12％，铁利用率不足1％，大量的铜渣由于难以有效利用而堆存在渣场，既占用土地又污染环境，同时也是巨大的资源浪费。

因此，亟待开展一种铜渣中铜、铁资源回收利用的新技术研究，充分回收铜渣中的铁、铜资源，既有利于二次资源的开发利用，又有利于建设环境友好、可持续发展的绿色和谐铜冶炼企业，为企业铜渣的资源化利用提供理论基础。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明提供的一种铜渣中有价组元综合回收利用的方法，能够使铜渣中的铜、铁资源得到有效分离，同时产生的尾渣得到了循环利用，提高了铜、铁品位和收得率，实现了铜渣资源的综合利用，兼顾“资源+能源”生态化特色，具有工艺简单、生产成本低、节能减排、零污染的优点。

本发明采用超重力技术分离铜渣中的金属铜。利用超重力来强化各相间传递与微观混合，提高金属铜相反应速率和分离效果，将金属铜从熔渣中选择性分离出来。铜渣中铁主要赋存于橄榄石与磁铁矿(Fe2SiO4、Fe3O4)中，铜主要赋存于铜锍颗粒(Cu2S-FeS的固溶体)中。金属Cu、Fe和熔渣密度存在差异，铜的氧化物在1100～1200℃还原生成金属铜，且铜的密度为8.9g/cm3，熔点为1083℃；铁的氧化物在1500℃以上被还原成金属铁，且铁的密度约为7.86g/cm3，熔点约为1530℃；熔渣密度为2.5～3.5g/cm3。在铜渣熔融态(铜渣温度为1100～1200℃)时置于空气中保温，将Cu2S氧化成Cu2O或CuO，氧化结束后加入还原剂(低硫煤粉)，控制还原温度，基于选择性还原熔渣中Cu预先被还原出来，并引入超重力技术将金属Cu与熔渣分离，通过限定分离金属铜时超重系数为500～600，温度为1100～1200℃，分离时间为20～30分钟，获得了品位较高的金属铜,生产工艺简单，设备投资少。