铜炉灰渣的湿法处理

铜炉灰渣的湿法处理铜及铜合金的冶炼、熔化、铸造等过程中产生的灰渣是铜及锌的重要二次资源。冶金、机械制造、仪表等行业都有大量的这类工业下脚料。渣中的金属状态，一是团块和颗粒，以重量计，占渣量的10%～80%不等，另一部分是粉末状态的金属或其氧化物。前者较易回收，在一些小型企业中，通常用石碾碾压将附着在金属块上的煤渣等分别开，而后用人工选择。现在则选用鳄式破裂机粗碎筛选大粒金属，继之以磁选分出含铁物，再经适当的细碎后，用重选回收部分细金属粒。这些金属可以还原熔炼成粗铜或铜合金。残留在灰砂中的即为粉末状的金属或其氧化物。含量在10%～20%，如含铜高于8%，一些冶炼厂回收作为铜冶炼的配料，而锌在熔炼时多进入烟尘或渣中。这种物料较适于用湿法冶金方法处理，流程比较短，回收率高，自动化程度高。适于大规模生产，污染程度也较易掌握。下面列出选去大颗粒金属后的渣灰分成分分析结果：铜7.77%、锌18.05％、二氧化硅22.38%、氧化铝13.48%、氧化钙3.56%、氧化镁2.78%、三氧化二铁4.56%、二氧化锰0.23%、氧化钾0.10%、氧化钠0.37%、镍0.051%、一氧化碳0.004%、镉0.005%、铅0.35%。物相分析表明，铜，锌两种元素均以金属和氧化物形态存在。浸取氨浸可能是处理这类物料的较好选择，不仅由于铜、锌两者在氨性溶液中易于形成稳定性高的协作物，而且渣灰中含有较高的铁，氨浸可简化铁的分别过程。但是从氨性溶液中回收金属以及氨的循环使用技术上比酸性浸取过程简单，在生产规模较小的情形下就更为突出。不过，如果原料含铜锌特殊高，其他杂质又较少时，氨浸直接高压氢还原制取铜粉，而后蒸氨得到碱式碳酸锌。这样的流程虽设备要求较高，但比较简短而且效率高。有不少可取之处。用硫酸溶液进行浸取效果也非常好。无论金属锌或氧化锌都很简单溶于硫酸，浸取过程在瞬间完成。氧化铜浸取也较快，但金属状态的铜的浸取则要依靠于温度和溶液的氧化还原电位。试验表明，用空气作氧化剂，60℃下6小时，铜，锌的浸出率均可达到95%，但温度上升到80℃，则可在4小时达到相像的浸取率。由于反应由气——液传质速率掌握，因而剧烈的搅拌和充分的氧气供应有利于浸出速率的提高。由于起始酸度较高，因而原料中的铁约有一半浸入溶液中。除铁浸取液中含有大量的氢氧化铁和硅酸溶胶，很难进行固液分别，但在用空气进行充分的氧化之后，用石灰乳把浸取液pH值调整到3～3.5，则矿浆的过滤性能大为改善。当然在这样的条件下，铁并不能完全除尽，还要在后续工序中进—步除去。从除铁之后的成分分析结果看，渣中的损失比较大，这是由于加入中和残酸的石灰量较大，因而渣量较大之故。如能用氧化锌等碱性物质代替部分石灰乳，则损失可望得以削减。除氯渣灰中有时含有相当多的氯化物，导致浸取液中每升常含数百毫克的氯离子，往往会危及后面的锌产品，或是在电解时损害阳极板。离子交换除氯虽是非常成熟而牢靠的方法，但是投资高，操作费用较高，对整个体系的平衡也会带来问题。浸取液中含有铜离子，所以，以氯化亚铜的形式来沉淀除去氯是较为合理的途径。每升溶液加入数克废锌块或置换所得的湿铜粉，则溶液中的铜离子