ca88亚洲城手机版
广告
您当前位置: ca88亚洲城手机版 > 技术报告 > 铜铅阳极泥高效综合回收稀贵金属关键技术与示范工程

铜铅阳极泥高效综合回收稀贵金属关键技术与示范工程

2015-02-11 来源:ca88亚洲城手机版 点击数:0次

一、项目目标与任务
1 项目目标与任务需求分析
1.1 项目目标和任务
①形成Cu/Pb阳极泥高效综合回收稀贵金属原创技术,技术推广后,使现有铜铅冶炼厂阳极泥中稀贵金属得到充分回收利用,为企业创造利润,降低企业整体生产成本,减少污染排放。
②研究阳极泥锑合金渣直接吹炼锑白新技术,在处理复杂粗锑合金时采用富氧技术,提高生产效率,降低生产成本。
③研究阳极泥熔炼碱渣中砷的回收利用技术,缩短除砷时间,提高合格合金产量。
④研究阳极泥富氧底吹还原熔炼—氧化精炼新技术,提高熔炼速度,增大设备处理能力。
⑤研究回收阳极泥中硒、碲、铋等有价金属的新技术,降低其对贵金属回收的影响,改善劳动条件。

1.2 需求分析阳极泥是工业电解冶炼时产生于电解槽底部的沉积物,沉积物中哪种金属含量高,通常就以它的名称对阳极泥进行命名。铅阳极中铅的含量一般20%至40%不等,并且还含有Au、Ag、Cu、Sb、Bi、Sn等含量较高的元素以及一些含量低的Po、Pt等元素。工业上对阳极泥感兴趣主要是提取其中的Au等贵金属,因为Au的含量一般可达g/Kg级别,比起一般金矿的品位(g/T)要高出许多,是阳极泥中最具价值的金属。同时可从中提取其它稀贵金属,因此具有较高的经济价值。 

无论是国内还是国外,传统的方法多是火法工艺对工业阳极泥进行冶炼。火法工艺有流程短、设备简单的优点,但其生产周期长,稀贵金属损失大,且提取的稀贵金属纯度不高,后期处理过程周期长。为了解决火法工艺的这些缺点,有人提出对阳极泥采取湿法进行处理,而且取得了较好的效果,但同样存在设备腐蚀严重,成本过高等不足。但是随着经济的发展,人们对环境污染及如何保护从业人员健康方面提出了更高的要求。
有色金属行业对共伴生矿产资源的综合回收利用对贯彻可持续发展战略具有重要的意义。开展“三废”资源综合利用,为可持续发展提供新的资源,培育新的经济增长点,可实现环境效益、社会效益和经济效益的有效统一。据统计,有色金属工业综合回收的产品产值约占全行业净产值的10%左右,因此在铅铜冶炼行业,对冶炼过程产生渣类中有价金属进行综合回收利用不仅是社会、环保的迫切要求,而且是企业实现利润的最大空间。企业综合回收的水平和指标高低代表了整个企业的发展水平,因此为了提高综合回收效益,加大综合回收力度、研究高效回收产品的结构和工艺势在必行。
2 项目主要技术难点和重点
(1)阳极泥锑合金渣直接吹炼锑白新技术。
(2)阳极泥熔炼碱渣中砷的回收利用技术。
(3)阳极泥富氧底吹还原熔炼—氧化精炼新技术。
(4)回收阳极泥中硒、碲、铋等有价金属的新技术。
二、现有工作基础与优势
(一)国内外现有技术、知识产权和技术标准现状及预期分析
1、国内外现有技术、知识产权和技术标准现状
 Cu/Pb阳极泥是工业电解冶炼时产生于电解槽底部的沉积物,是含有贵金属及可供回收有价金属的电解副产品。
Cu/Pb阳极泥的成分波动很大,一般地,银、铅、铜、锑、砷、铋等主要元素总含量达到70%以上。阳极泥的处理终究采用何种流程,要根据企业的生产规模、场地、资金周转条件、阳极泥成分等具体情况抉择。总的来说,火法工艺具有流程短、工艺简单、设备少等优点,湿法工艺具有生产占用少、综合回收效益高、快产快出的优点。
Cu/Pb阳极泥处理传统工艺为还原熔炼-精炼-电解组合。其核心内容为,阳极泥配入纯碱、萤石、焦炭等辅料在弱还原性气氛下,进行还原熔炼富集金银,得到金银品位在20~30%的贵铅,贵铅进一步氧化精炼除去锑、砷、铋,氧化造碲渣回收碲、氧化清合金回收铜,然后得到金银品位在97%以上的合金板。合金板电解精炼得到电解银粉和电解阳极泥,电解银粉经过洗涤、烘干、铸锭产出品位在99.99%以上的银锭,电解阳极泥经过硝酸浸煮、氯化分金、萃取、金还原、洗涤、烘干、铸锭产出品位在99.99%以上的金锭。这是Cu/Pb阳极泥的主要处理流程,在全国广泛应用,但传统火法工艺具有锑、铋、铜等金属回收能力差、综合回收的工艺过程复杂、物料在系统内滞留时间长,生产占用大等一系列问题。近年来国外有企业采用了氧气底吹转炉技术和卡多尔技术,该方法在还原熔炼-氧化精炼阶段采用氧气底吹、顶吹技术,大大提高了冶炼效率,降低了生产成本,但这两种工艺过程复杂,对设备和耐火材料的要求较高,且技术引进成本较高,国内企业采用的较少。此外,阳极泥处理还有湿法工艺和联合工艺,如用亚硫酸钠还原或氨水还原等技术,但因加工成本高,工艺复杂、工序冗长等不利因素,其实用性并不十分理想。
(1)Cu/Pb阳极泥湿法处理工艺
Cu/Pb阳极泥湿法工艺的基本流程是浸出-氯化-还原。基本模式是:阳极泥堆存7~10天,洒酸促使其自然氧化;然后,用盐酸浸出,脱除其中的贱金属,使铜、锑、铋、砷等全部或大部分进入溶液,大部分铅沉淀到浸出渣中,然后浸出渣投入氯化釜氯化分金,金进入氯化液,银进入氯化渣,氯化液还原得到粗金粉;氯化渣用亚硫酸钠或氨水浸出,使银进入分银液中,分银液还原得到银粉。采用分步水解沉淀法,从脱除贱金属的浸出液中回收锑、铋等中间产物。金粉和银粉经熔铸得到金锭和银锭,锑、铋等中间产物经处理达到最终锑、铋产品,实现综合回收利用的目的。
(2)Cu/Pb阳极泥火法处理工艺
Cu/Pb阳极泥冶金的常规方法是火法还原熔炼-氧化精炼-电解。对于硒、碲高的阳极泥火法熔炼前通常先脱除硒和碲,铜高时也包括脱铜。经熔炼产出的贵铅鼓空气氧化精炼得到金银合金,金银品位达到97%以上。再经电解精炼得到金、银产品。
Cu/Pb阳极泥的火法工艺,一般采取转炉或电炉,也有采用小平炉的。除电炉外,燃料多用重油或柴油,有条件的地方也可以使用煤气或天然气。Cu/Pb阳极泥的还原熔炼-氧化精炼工艺除了收尘与烟尘技术上有了很大发展外,富氧底吹技术和熔池熔炼技术、底吹和顶吹转炉技术以及电解精炼新技术等都已在生产上达到应用,取得了很大成效。
(3)Cu/Pb阳极泥湿法-火法联合处理工艺
该工艺的要点是对Cu/Pb阳极泥进行控电氯化浸出贱金属,或自然堆存氧化后盐酸浸出除杂,氯化银碱转化脱铅-熔炼,银阳极板电解,银电解阳极泥提取金。该工艺比较适合处理量大,金银含量低的Cu/Pb阳极泥。
该工艺的关键工序是浸出和碱转化。控电位氯化或浸出除去阳极泥中的杂质(除铅外),使金、银得到富集。该工序的金银富集均在3倍以上,锑、铋、铜主要杂质浸出率均可达97%以上,达到了进一步除杂的效果。碱转化是将浸出渣中氯化银转化为氧化银,对氧化银进行火法熔炼和氧化精炼得到粗银阳极板。在溶液中的贱金属通过分步水解沉淀等方法以半成品的形式加以回收。
综上所述,目前Cu/Pb阳极泥数量在不断增加,其处理方式也多种多样,但各种方法各有利弊,如何寻找一种符合现场实际、处理能力强、成本较低的阳极泥处理方法,是当前急需解决的问题。
2 技术发展趋势
进入21世纪以来,对Cu/Pb阳极泥的处理有了较大的发展,新技术、新工艺不断涌现,并在工业生产中得到成功应用。Cu/Pb阳极泥处理技术的发展趋势是:采用先进的工艺技术和高效装备,简化生产工序,加速过程进行,缩短贵金属的占压周期,提高金属回收率和资源综合利用率等。
项目有着良好的经济效益和社会效益,开发Cu/Pb阳极泥资源高效综合利用关键技术,资源中的有价金属能得到有效的富集回收利用,能够提高贵金属的回收率,改善操作环境,消除污染,对传统工艺及装备进行改造和完善。在国家资源综合开发利用政策的指导下,项目研究开发的系列成套技术与应用紧密结合,将加速成果转化速度,带动和促进Cu/Pb阳极泥资源综合利用技术全面进步,其经济和社会效益巨大。
三、研究内容与考核指标
3.1 研究内容、技术路线和创新点
3.1.1示范工程项目分以下4个子课题:
课题1:阳极泥锑合金渣直接吹炼锑白新技术
课题2:阳极泥熔炼碱渣中砷的回收利用技术
课题3:阳极泥富氧底吹还原熔炼—氧化精炼新技术
课题4:回收阳极泥中硒、碲、铋等有价金属的新技术
3.1.2 项目各课题的研究内容
课题1:阳极泥锑合金渣直接吹炼锑白新技术及应用
我国传统间接法生产锑白,对原料的适应性不强,对影响Sb2O3质量的Pb、As、Bi等含量有严格要求,对处理含锑品位低的阳极泥渣料较困难。根据研究,本项目阳极泥锑合金渣采用富氧技术直接吹炼得到Sb2O3,不需要将粗锑合金进一步生产成精锑,不仅缩短工艺流程,而且降低加工成本。富氧用于锑白吹炼,可大幅提高锑白的生产效率。与传统生产锑白工艺相比,直接富氧吹炼技术采用一个收尘和一个供风系统,设备减少,能耗降低,经济效益更加显著。
课题2:阳极泥熔炼碱渣中砷的回收利用技术及应用
对于高砷阳极泥, 在传统火法处理工艺中,砷比较分散,20%的砷进入熔炼烟灰中,50%的砷进入熔炼系统的还原渣中,30%的砷进入精炼烟灰中,精炼烟灰在生产过程中由于含银较高,做为中间物料需返回熔炼系统,这样就造成砷的反复污染,同时给进一步回收砷也带来很大的影响。本课题通过合适的料比,工艺过程的有效控制,利用阳极泥成分中砷、锑易挥发的特性,使90%以上的砷被富集到熔炼烟灰中,给下一步砷的综合回收奠定很好的基础,同时在很大程度上减少砷的反复污染,改善操作环境。
课题3:阳极泥富氧底吹还原熔炼—氧化精炼新技术及应用
随着铅铜产量的大幅增加,阳极泥的数量也大幅提高。采用传统火法工艺存在生产周期长,生产成本高,系统处理能力小等问题。本课题研究采用富氧底吹还原熔炼—氧化精炼新技术,在底吹还原熔炼部分,锑和砷先氧化挥发与贵金属分离,得到的贵铅产品在精炼炉中氧化精炼出合格的合金板。富氧底吹熔炼技术可提高熔炼速度,缩短贵铅精炼周期,大幅提高设备处理能力。
课题4:回收阳极泥中硒、碲、铋等有价金属的新技术及应用
传统火法工艺回收硒、碲、铋金属存在能力差,生产过程控制难,综合回收的工艺过程复杂等一系列问题,目前没有还没有完善的回收工艺。本课题研究采用火法-湿法结合的工艺流程处理,氧化精炼得到的含硒渣、含碲渣、含铋渣用浓酸熟化技术处理,抑制杂质元素的浸出,利于后续工序处理。通过新技术的研究,完善硒碲铋金属的回收工艺过程。
3.1.3 项目研究创新点
针对Cu/Pb阳极泥提取稀贵金属存在的种种问题,长沙矿冶研究院有限责任公司研究开发高效综合回收稀贵金属的关键技术。其研究的创新点是:
(1)本研究在熔炼过程中增加富氧底吹,增大了熔池的吸热面积,提高反应速度,增大生产效率。
(2)本研究去掉了阳极泥传统配料中的纯碱和萤石,降低了炉砖浸蚀的速度,同时降低了原料的消耗。
(3)本研究将物料中金、银经还原、氧化等工序富集后,转入电解精炼系统回收。原料中铅回收率高,实现铅锑分离,避免铅在过程中无效循环。
(4)本研究采用富氧技术吹炼锑白生产三氧化二锑,不需要将粗锑合金进一步生产成精锑,不仅缩短工艺流程,而且降低加工成本。
(5)本研究采用富氧吹炼锑白,可大幅提高锑白的生产效率。
(6)本研究的直接富氧吹炼技术采用一个收尘和一个供风系统,设备减少,能耗降低,经济效益更加显著。
(7)本研究通过控制合适的料比,利用阳极泥成分中砷、锑易挥发的特性,使90%以上的砷被富集到熔炼烟灰中,给下一步砷的综合回收奠定很好的基础,同时在很大程度上减少砷的反复污染,改善操作环境。
(8)本研究采用火法-湿法结合的工艺流程处理,氧化精炼得到的含硒渣、含碲渣、含铋渣用浓酸熟化技术处理,抑制杂质元素的浸出,利于后续工序处理。
3.2 预期经济、社会、环境效益及推广
3.2.1 预期经济社会环境效益
(1)扩大可利用资源量、形成的潜在经济社会价值
我国Cu/Pb阳极泥资源提取有价金属工艺经历了火法处理、湿法处理和联合处理等创新与发展过程,这几种工艺在环境保护与有价金属的回收率方面有很大改善与提高,但仍存在烟气排放、含酸及重金属离子废水污染等问题,亟待进行工艺技术的变革。
长沙矿冶研究院有限责任公司研发阳极泥回收稀贵金属的关键新技术,使示范工程生产过程中无污染或污染易治理,同时考虑尾渣和废水的综合利用,开发节能、资源综合利用高与环保效果好的新技术。
本课题投入产出比大,效益好,投资回收期短,具有广泛的社会效益,并符合国家产业调整发展政策要求。研发的系列成套技术与应用紧密结合,加速成果转化速度,扩大环境保护行业的社会认知水平,带动和促进行业全面技术进步。改善示范区水环境质量,美化项目所在区景观,优化居民生活环境,保证生产地及流经水域环境的长期持续改善,社会效益巨大。
(2)创造的直接经济效益
项目实施后,Cu/Pb阳极泥资源中各种稀贵金属得到高效回收利用。经初步估算,本项目的生产线示范工程年产值将达到2450万元,每年可节约排污费600万元,节约水资源500万吨 ,回收有价金属可以获利400万元。
(3)环境效益
在“Cu/Pb阳极泥高效综合回收稀贵金属关键技术与示范工程”项目的研究开发上,长沙矿冶研究院有限责任公司非常注重工程的环境保护、配套措施等方面的研究。本项目研究内容就为从尾泥回收稀贵金属,工艺本身对保护环境具有重要的意义。
项目首选开发侧重于无废物污染或污染易治理的工艺技术,从而解决Cu/Pb阳极泥高效综合回收稀贵金属过程中产生的废气严重污染厂区周边环境的现象,同时废水、废渣等能得到有效治理。
示范工程拟建期间,长沙矿冶研究院有限责任公司确定环保治理工程与主体工程同时设计、同时建设、同时运行,大大降低此类生产的废(副)排放量,基本消除Cu/Pb阳极泥综合回收稀贵金属工程对环境的污染。同时还十分注重厂区内绿化设施等环境保护,以确保项目环境保护指标符合国家标准,确保示范工程投产后的正常运营。
(4)促进劳动力就业和社会和谐的作用
课题集中了有色、化工等众多行业,具有影响面广泛,产业链完善,辐射带动作用大等特点,对调整、改善经济结构,促进地方经济发展具有较好的示范作用。课题示范工程实施后,能带动并解决相关行业内200多名剩余劳动力就业,起到稳定和促进社会和谐发展的作用。
3.2.2 推广应用与产业化前景
本项目采用产学研结合模式,围绕“Cu/Pb阳极泥高效综合回收稀贵金属关键技术与示范工程”的关键技术攻关中亟待解决的瓶颈问题与关键性技术难题开展研究,通过示范工程的建立,可加快成果的转化与应用。项目符合国家矿产资源高效开发利用、综合治污与废弃物循环利用、发展循环经济以及节能减排等国家产业政策。课题的实施,对实现Cu/Pb阳极泥资源的高效利用、促进我国铜铅行业整体技术升级、提升我国从Cu/Pb阳极泥回收的稀贵金属制品的国际地位、发展循环经济,支持国民经济又好又快发展具有重要意义。项目实施后,可以立足湖南、辐射全国,为提高我国Cu/Pb阳极泥资源回收稀贵金属的产业水平提供有力的技术支撑。
3.3 项目实施可能形成的示范基地、中试线、生产线及其规模
项目实施后,在长沙矿冶研究院有限责任公司拟建成处理100t/d Cu/Pb阳极泥回收稀贵金属生产线示范基地。
四、项目风险分析及对策
4.1 技术风险
开展Cu/Pb阳极泥高效综合回收稀贵金属新技术并产业化研究,在国家“九五”、“十五”、“十一五”重大科技攻关中已经做了大量的前期准备工作,为本项目的研究打下了良好的基础。本次联合科技支撑计划研究,在人力、资金、技术、工程准备、组织管理等方面有充分的保障,必然会取得较好的研究成果,技术风险小。
4.2 市场风险
本项目采用基础理论、实验室试验、综合技术研究与现场工业试验紧密结合的研究方法和手段,在试验研究期间可创造出显著的直接经济效益,具有投入少,产出多,见效快,风险小等优点。随着我国阳极泥资源综合利用的客观要求,阳极泥资源综合利用问题的解决已成必然趋势,项目应用前景十分广阔。
4.3 政策、法律风险
本项目所涉及到的研究方向符合我国社会发展和产业政策,无政策和法律性风险。

 

责任编辑:[ca88亚洲城手机版]

免责声明

1、本站不保证转载信息的正确性与可靠性,相关风险由浏览者自行承担。

2、站内原创作品,允许媒体或个人转载。转载时请注明出处,违者本站将依法追究。

3、本站部分信息由企业自行提供,其真实性、准确性和合法性由企业自行承担,本站对此不承担任何责任。

4、为了提高网站的质量,欢迎各界人士前来投稿。投稿热线为:0731-88657168 E-mail:513325515@qq.com

关于ca88亚洲城手机版| 会员服务| 联系我们| 网站地图| 企业服务| 矿冶网