銅陽極泥脫硒的工藝探討及設(shè)計研究

1、銅陽極泥脫硒的工藝探討及設(shè)計研究銅陽極泥脫硒的工藝探討及設(shè)計研究胡磊1，梁新星2，郭持皓1（北京礦冶科技集團有限公司，北京100160；2.萬寶礦產(chǎn)有限公司，北京100053）摘要：摘要：探討了從銅陽極泥中脫硒的主要工藝，重點闡述回轉(zhuǎn)窯蒸硒工藝，包括工藝流程、主要設(shè)備選型，并結(jié)合目前國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)實踐及工程設(shè)計經(jīng)驗，優(yōu)化設(shè)計。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：銅陽極泥；回轉(zhuǎn)窯；硒；吸收—還原；硫酸化焙燒中圖分類號：中圖分類號：TF811；TN304.1文獻(xiàn)

2、標(biāo)志碼：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：文章編號：10077545（2018）09000000StudyonDesignofProcesstoRemoveSefromCopperAnodeSlimeHULei1LIANGXinxing2GUOChihao1（1.BGRIMMTechnologyGroupBeijing100160China2.WanbaoMiningLtd.Beijing100053China）Abstract：Mainproc

3、essestoremoveseleniumfromcopperanodeslimewerediscussed.Processflowmainequipmentionofseleniumevapationinrotarykilnweremainlydiscussed.Thedesignwasoptimizedwithcombinationofdomesticindustrialproductionpracticewithengineeri

4、ngdesignexperience.Keywds：copperanodeslimerotarykilnseleniumabsptionreductionsulfatingroasting銅陽極泥是銅電解精煉的產(chǎn)物，富含金、銀、硒、碲、銅、鉑、鈀等有價金屬，回收價值極高。其中，硒作為一種重要的稀散金屬，主要從銅陽極泥中提取，硒在陽極泥中主要以Cu2Se、Ag2Se等形式存在，品位一般是3%~28%[12]，它被廣泛用于玻璃、冶金、石油催

5、化劑、電子、橡膠、食品、靜電復(fù)印及添加劑、半導(dǎo)體等工業(yè)[34]。銅陽極泥在提取貴金屬之前，必須進(jìn)行預(yù)處理脫硒，一方面有利于后續(xù)金、銀等貴金屬的提取，另一方面可避免硒在其他中間產(chǎn)物中分散而造成硒回收率低。從銅陽極泥中脫硒的方法大致可分為2類，即火法工藝和濕法工藝，其中火法脫硒仍占主導(dǎo)地位[56]。根據(jù)工作原理的不同，火法工藝又可細(xì)分為氧化焙燒工藝、蘇打焙燒工藝、卡爾多爐工藝和硫酸化焙燒工藝。其中，硫酸化焙燒工藝以其對原料適應(yīng)性強、工藝簡單

6、、硒回收率高、經(jīng)濟效益好在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛。1主要脫硒工藝主要脫硒工藝1.1氧化焙燒工藝氧化焙燒工藝控制溫度高于650℃，銅陽極泥中硒化物、單質(zhì)硒與氧反應(yīng)生成氣態(tài)SeO2，以此實現(xiàn)脫硒。氣態(tài)SeO2通過收塵器收塵，與收塵器中的水反應(yīng)生成亞硒酸，亞硒酸再與爐氣中的銅粉、未燃燒完全的煤煙、SO2及收塵設(shè)備的金屬絲在硫酸介質(zhì)中發(fā)生一系列反應(yīng)，亞硒酸被還原為硒或不溶性的硒化物沉淀。該工藝易造成貴金屬損失，且得到的粗硒品位較低，加重后期提純負(fù)擔(dān)

7、。目前，國內(nèi)外大多數(shù)冶煉廠不再應(yīng)用該工藝。1.2蘇打焙燒工藝蘇打焙燒工藝將陽極泥與碳酸鈉按一定質(zhì)量比混合、壓擠、預(yù)干燥后，置于450℃溫度下燒結(jié)，燒結(jié)后焙砂經(jīng)磨細(xì)、熱水浸出。其中90%以上的硒轉(zhuǎn)化為亞硒酸鈉、硒酸鈉和少量亞碲酸鈉進(jìn)入液相。再采用鐵還原法或碳還原法從液相中回收硒，這兩種方法的主要缺點是：鐵還原法對鹽酸、硫酸亞鐵等試劑的消耗較大，同時產(chǎn)生大量含少量硒的氯化鐵溶液，難以處理；而碳還原法耗堿量大、硒碲還原復(fù)雜。1.3卡爾多爐工藝

8、卡爾多爐工藝[78]該工藝源自瑞典波立登公司，陽極泥經(jīng)常壓—高壓浸出脫銅碲后，送烘箱干燥至含水率3%，再送卡爾多爐熔煉[9]。熔煉生成的煙氣經(jīng)文丘里洗滌塔對硒進(jìn)行捕集，用苛性鈉溶液吸收的硒變成亞硒酸鈉，中和過濾后，用SO2還原得粗硒。卡爾多爐工藝存在主干流程短、工藝設(shè)備少、生產(chǎn)周期短、環(huán)境條件好、廢水處理量小等優(yōu)點，但硒直收率偏低，對后序硒的提純或深加工技術(shù)、設(shè)備要求高，增加硒的提純、加工成本[10]；返料量大，入爐料需干燥；引進(jìn)國外專

9、利技術(shù)，固定資產(chǎn)投資高。國內(nèi)外最小的卡爾多爐為0.8m3，處理量在3000ta以上。收稿日期收稿日期：20180321作者簡介作者簡介：胡磊（1988），女，湖南醴陵人，碩士，工程師.doi：10.3969j.issn.10077545.2018.09.013負(fù)壓1kPa~3kPa，窯筒體采用20g耐熱鍋爐鋼，一區(qū)為20mm厚的SUS321板，窯內(nèi)螺旋材質(zhì)SUS321。2）一次、二次漿化槽一次、二次漿化槽規(guī)格均為Ф1800mm1400m

10、m，槽體材質(zhì)是316L。一次漿化槽槽蓋為活動式平蓋結(jié)構(gòu)，槽蓋設(shè)400mm300mm加料口，底部設(shè)不銹鋼放料球閥；二次漿化槽喂料方式為不銹鋼鏈輪傳動水車式4～8勺喂料，喂料電機變頻調(diào)速控制喂料速度，清出料方式為槽體底部清料，設(shè)不銹鋼球閥。3）硒吸收塔每套回轉(zhuǎn)窯配置2套硒吸收系統(tǒng)，1用1備相互切換。每套硒吸收系統(tǒng)設(shè)有4個吸收塔，含硒煙氣通過的順序依次是1#、2#、3#、4#塔。其中，1#、2#硒吸收塔規(guī)格：Ф1800mm2380mm，材質(zhì)鋼

11、襯F40；3#、4#硒吸收塔規(guī)格：Ф1400mm2050mm，材質(zhì)鋼襯PO。4）尾氣凈化裝置淋洗塔：Φ2.6m6.0m，材質(zhì)FRP；風(fēng)機規(guī)格：15000m3h，3kPa，材質(zhì)FRP；水泵規(guī)格：Q=100m3h，H=30m，材質(zhì)防腐合金。5）粗硒干燥箱設(shè)備為雙室、箱式熱風(fēng)循環(huán)結(jié)構(gòu)，烘箱內(nèi)料車、料盤材質(zhì)為SUS321；干燥箱每個工作室內(nèi)配1臺1.5kW離心風(fēng)機，對干燥箱內(nèi)氣體強對流循環(huán)。6）起重機回轉(zhuǎn)窯區(qū)域加料選擇1臺電動雙梁起重機，主要用

12、于陽極泥吊運與設(shè)備檢修，規(guī)格為Q=10t3t，起吊高度12m，操縱方式為地操遙控。3.3設(shè)計優(yōu)化點設(shè)計優(yōu)化點影響硒回收率的因素頗多，主要有：原料情況、窯內(nèi)負(fù)壓、焙燒溫度、泥酸比等。結(jié)合國內(nèi)多家冶煉廠的生產(chǎn)實踐，本設(shè)計進(jìn)行一些優(yōu)化。1）采用合理配料措施，控制原料中合適的硒品位。陽極泥中硒品位不宜太高。因為當(dāng)設(shè)備選型確定后，陽極泥在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)停留時間基本確定，硒含量太高會導(dǎo)致硒揮發(fā)不完全，從而影響硒的回收率。2）根據(jù)實際工況，合理控制窯內(nèi)負(fù)壓

13、。窯內(nèi)負(fù)壓的控制對整個蒸硒過程至關(guān)重要，一方面影響硒的回收率指標(biāo)，另一方面對工作環(huán)境造成很大影響。本設(shè)計配置水環(huán)式真空泵，控制負(fù)壓1000~3000Pa。3）加大吸收塔的容積，提高熱穩(wěn)定性，吸收塔增設(shè)水冷夾套，強制冷卻吸收塔內(nèi)溶液，同時降低高溫?zé)煔鈱β?lián)接管及真空泵的腐蝕。4）采用天然氣加熱，運營成本較低，且較為環(huán)保。5）硒吸收后液采用銅粉置換，進(jìn)一步回收硒，提高硒的總回收率。4結(jié)論結(jié)論采用回轉(zhuǎn)窯硫酸化焙燒工藝，可以很好地從銅陽極泥中脫硒

14、，通過優(yōu)化設(shè)計，獲得較好的工藝指標(biāo)，所得粗硒品位~95%，蒸硒渣含硒0.15%，同時對后續(xù)貴金屬金、銀的提取創(chuàng)造了有利條件。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]尹善繼，劉世武，張德杰.提高銅陽極泥中硒回收率的實踐[J].中國有色冶金，2008，37（3）：2829.[2]馮銀霞.淺談提高銅陽極泥中硒回收率的幾點建議[J].甘肅冶金，2010，32（3）：113114.[3]楊長江，張旭，藍(lán)德均.銅陽極泥脫硒工藝現(xiàn)狀和趨勢[J].四川有色金屬，2005

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