炼铜炉渣贫化(cleaning of copper slag)

将炼铜炉渣含铜量降到可废弃程度的过程，为现代火法炼铜流程的重要组成部分。通常生产lt金属铜约产生2～4t炉渣。铜炉渣中除含有大量铁和原料中脉石成分外，还含有相当数量的铜、锌等重金属和金、银等贵金属。据统计，平均生产1t金属铜，损失于炉渣中的铜量约13kg。因此，贫化炉渣，并综合回收渣中的有价组分具有重要的经济意义。贫化炼铜炉渣的方法较多，传统方法是将转炉渣返回熔炼炉贫化。但越来越多的工厂采用电炉贫化和浮选贫化。

电炉贫化   利用电能过热熔融炉渣，并在还原剂的作用下，将渣中Fe₃O₄还原成FeO，降低熔融炉渣的粘度，以利于铜渣分离；与此同时，在硫化剂的洗涤下，使渣中的铜硫化成铜锍或金属化铜锍，加以回收。电炉贫化过程常在单独的阻抗电炉中进行。典型的贫化电炉尺寸为长10m、宽5m、高2.5m。炉型为椭圆形或长方形。炉子功率多为3000～3500kVA。日本玉野冶炼厂采用“内藏式”电炉，即在闪速炉的沉淀池中插入电极贫化炉渣，直接产出弃渣。这种贫化法已为许多工厂采用。常用的硫化剂和还原剂分别列于表l和表2。铜锍或金属化铜锍的产率和组成取决于炼铜炉渣的含铜量和硫化剂、还原剂的添加量。还原剂加入量大，锍的金属化程度高，而品位低，锍的产率高。一般锍中的金属铁量宜在30％以下。贫化闪速炼铜炉渣时，硫化剂加入量低于3％，不加还原剂，所产弃渣含铜0.5％～0.65％。贫化铜锍吹炼转炉渣时，还原剂和硫化剂的加入量分别为3％～5％和20％左右，所产弃渣含铜0.28％～0.50％。电炉贫化分连续操作和间断操作两种制度。采用连续操作制度贫化闪速炼铜炉渣时，在不加或少加硫化剂的情况下电耗较低，平均lt液体炉渣耗电60～80kW•h，铜的回收率一般为60％～75％。采用间断操作制度时，需加入一定数量添加剂，电耗较高，波动范围较大，lt液体炉渣平均耗电150～350kW•h，铜的回收率一般为75％～85％。美国肯尼柯特(Kennecott)铜公司开发的两段贫化法贫化高氧势转炉炼铜炉渣效果良好。第一段加焦炭还原，产出含铜超过50％的高品位铜锍；第二段加黄铁矿洗涤并进行机械搅拌，产出低品位铜锍，铜的总回收率达96％。

浮选贫化   早先用于处理转炉炼铜炉渣，后来也用于处理闪速炼铜炉渣和诺兰达法炼铜炉渣。此法基于铜的硫化物与炉渣中其他组分可选性的差别，将铜以硫化铜精矿的形式回收。浮选贫化的关键是熔融炉渣必须经过缓冷(约10h)，且须细磨至90％小于50μm的粒度。当渣含铜超过4％时，在细磨前需经磁选，优先回收白金属和金属铜，以保证浮选矿浆中含铜量稳定。浮选法处理1t炉渣耗电量约70～80kW•h，浮选药剂约消耗400～500g。浮选转炉炼铜炉渣时，铜回收率约为80％～95％，铁回收率90％左右；浮选闪速炼铜炉渣时，铜回收率约90％；浮选诺兰达法铜炉渣时，铜的回收率约96％。

电炉贫化与浮选贫化相比，具有投资较省、占地面积小、流程短、有价金属综合回收较好等优点；缺点是铜直收率较低、耗电量大。浮选贫化与电炉贫化相比，具有铜直收率高、耗电量较小的优点；缺点是投资较大，占地面积大，流程长，渣中铅、锌等有价金属难于富集。