铜阳极泥回转窑硫酸化焙烧蒸硒设计研究_凌永芳.pdf

湖南有色金属HUNAN NONFEOUS METALS第 39 卷第 3 期2023 年 6 月作者简介:凌永芳(1984)，女，助理工程师，主要从事贵金属冶炼工作。铜阳极泥回转窑硫酸化焙烧蒸硒设计研究凌永芳(江西铜业股份有限公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪335400)摘要:此次研究重点结合回转窑硫酸化焙烧蒸硒做出了有效分析与阐述，并且对其工艺和具体的操作模式展开了探讨。另外，在对回转窑硫酸化焙烧蒸硒进行分析的过程中，还从现实角度入手，融合生产制造的现实需求，对其进行了经验的分析与论证，结合阳极泥压滤、硫酸化焙烧、尾气处理、蒸硒和预干燥等多方面内容进行了探讨。基于此，能够实现对回转窑硫酸化焙烧蒸硒技术的全面性分析与解读，且能够为后续的回转窑硫酸化焙烧蒸硒技术应用提供有效的支持和帮助。关键词:硫酸化焙烧;回转窑;尾气处理技术;硒吸收;硒还原;硒过滤中图分类号:TF802+.67文献标识码:A文章编号:1003 5540(2023)03 0046 03从现实角度来看，我们在对铜电解精炼的制造和生产的过程中，其本身会产生很多的铜阳极泥，在铜阳极泥中含有丰富的金属元素，其中有部分金属元素对生产加工具有一定的帮助作用，且还有部分金属元素对自然环境存在一定的污染，因此，如何对铜阳极泥中的金属元素进行有效的区分与回收，就成了一个问题。为做好对铜阳极泥中各类金属元素的收集工作，从国内外对铜阳极泥的回收和处理工艺方面入手对其进行分析与探讨，最终可以得出，在现阶段面对铜阳极泥进行金属回收的过程中，主要采取的做法是半湿法、火法以及全湿法三种1。其中，我国使用较多的方法是火法，该方法的应用相对其他两种方法更加节约成本，而且在应用过程中相对更加简便。在应用火法对铜阳极泥的金属进行回收的过程中，需要遵循以下步骤和过程:(1)需要做好硫酸化焙烧蒸硒;(2)需要进行稀硫酸浸出脱铜;(3)需要进行还原熔炼;(4)需要进行氧化精炼操作;(5)需要进行金银电解精炼操作;(6)需要做好铂钯回收工作。基于上述的六步操作，能够实现对火法的有效应用，且能够实现对铜阳极泥重金属的有效回收2。其中，在硫酸化焙烧的过程当中，主要是对铜阳极泥当中的铜元素和镍元素等进行脱铜处理，然后再以二氧化硒的形式将其有效释放出来，最终可以实现对粗硒的有效还原。因此，此次研究的重点将是从铜阳极泥入手，对其进行回转窑硫酸化焙烧的蒸硒设计方法入手进行工艺和技术的探讨。1原料主要成分与性质此次研究基于国内某一厂区为样本，对其进行铜阳极泥成分的分析与解读，并对年产量进行调查，最终得出该厂区铜阳极泥的年产量为 800 t，其中阳极泥的含固量为 30%左右，元素组成见表 1。表 1某厂家的铜阳极泥产生主要元素组成统计表%成分CuNiAsSbBiAuAgPbSe其它合计含量18.000.371.260.570.890.3112.536.796.0053.28100.00注:Au、Ag 含量单位为 g/t。2工艺过程与设计需注意的问题2.1阳极泥压滤及预干燥在对铜阳极泥进行处理的过程中，需要借助泵工具对其进行有效输送。一般情况下，是将铜阳极泥通过电解车间面向预处理车间进行输送，然后将其归到搅拌槽中为预处理做好准备。基于对搅拌槽的分析，主要有两方面的作用3:第一个作用在于对阳极泥进行回收，第二个作用在于对阳极泥进行搅拌，且在搅拌均匀之后还会送入到压滤机中，为下步64第 3 期凌永芳:铜阳极泥回转窑硫酸化焙烧蒸硒设计研究操作做好保障和支持。通过有效的搅拌，能够确保阳极泥不会出现固态与液态分层的情况，同时能够实现对压滤效率的有效提升。在接受过压滤之后的阳极泥，此时需要对其进行自然堆积并进行自然干燥的处理，在完全干燥之后，便可以将其送往焙烧阶段进行硫酸化焙烧。其中，经过压滤之后的压滤液会自动地被储存到压滤储存室中，且压滤液会通过泵体的作用流回到铜电解车间中4。第一是压滤机的应用。正常情况下，铜阳极泥的酸度在 100 g/L 左右，在这一过程中，我们就需要应用具有较高耐酸性的聚丙烯压滤机对其进行加工和操作。在此，我们可以选择两台聚丙酸压滤机进行工作，选择两台设备的目的在于，在面对大量作业内容的时候，可以实现两台机器设备的同开，且可以实现两台机器设备的交替使用与轮换作业。这样不仅加快了作业的效率，还能够在遇到设备故障的时候对其进行有效的检修5。第二是搅拌槽的应用。在对阳极泥搅拌槽进行选择与应用的过程中，我们可以选择一台 500 cm 2 000 cm 的搅拌槽设备进行作业保障，同时在选择搅拌槽的过程中，需要对搅拌槽内部材质进行观察，确保搅拌槽的内部材质是玻璃材质，这样才能更好地完成作业，更好地实现搅拌槽的耐酸性。2.2硫酸化焙烧一般情况下，回转窑会根据使用的环境不同以及使用的方法不同而产生两种类型，分别是天然气回转窑和电能回转窑。这两种回转窑的主要功能是对阳极泥进行加热处理，但是就当前的两种回转窑应用状况而言，对阳极泥的加热处理方式并不存在较大的差异性。因此，在进行操作的过程中，可以根据回转窑的燃料系统以及对成本的预算和控制来选择电能和天然气。在加热过程中，一般会将加热划分为三个环节。其中，第一环节是窑头环节，在该环节中温度需要提升到 300 350 之间。第二环节是窑中环节，在该环节中温度需要提升到 420 500之间。第三环节是窑尾环节，在该环节中温度需要提升到 650 700 之间。另外，从三个环节入手展开分析还可以了解到:在第一环节与第二环节中，主要是硫酸化焙烧阶段，在这一过程中阳极泥中的贱金属会出现水溶硫酸盐的转变，而且此时硫酸会生成硒酸盐和其它硒化物。特别是第二环节当中，该环节主要是为第三环节的操作提供挥发作用，且在该环节中会产生大量的二氧化硒，会通过烟道进行挥发。一般情况下，阳极泥会在三个环节的操作中停留 5 h 左右，在操作完毕之后，其中含有二氧化硒的烟气已经进入到了硒吸收与硒还原的过程中，在此需要对焙烧过后留下的残渣进行排渣处理，在这里我们可以安置一个接渣容器来收集渣滓。为寻求利益的最大化，也为了让资源的应用实现最大化，在收集完渣滓之后，由于其中还包含有大量的贵金属，因此可以将之送入到下一个工序中继续提炼 6 7。2.3硒吸收及还原在硫酸化焙烧的过程当中，生产环节中产生的烟气需要通过塔内对其进行硒吸收，其中，所产生烟气当中的二氧化硒会和水产生一定的反应，且在反应完毕之后会出现亚硒酸。另外，亚硒酸在接受了二氧化硫的进一步反应之后，还会产生出粗硒。此时，便可以将粗硒送到过滤工序中进行展开作业，且在硒吸收之后，液体会自动返回到补充系统中。在对硒吸收塔进行选择的过程中，需要应用两套联动装置进行作业，且每套联动装置当中需要保证有多个吸收塔的参与。这样才能实现吸收塔之间的交替性作业，同时能够保证作业的连续性。此外，结合烟气进入吸收塔的顺序进行排列可以将吸收塔划分为1#、2#、3#和 4#。一般情况下，1#吸收塔和 2#吸收塔中的烟气含有较高的亚硒酸，因此在对吸收塔进行材质选择的时候需要保证吸收塔所应用的材质为合金材质。这样能够提升吸收塔的应用效率和使用寿命，且能够保证作业的有效性与连续性。此外，由于3#吸收塔和 4#吸收塔的烟气当中含有的亚硒酸含量较低，因此可以采用 PO 材质的吸收塔对其进行作业开展。2.4粗细过滤及干燥在吸收塔的应用当中，二氧化硒会被有效还原，此时粗硒会通过塔底的结构流出，且会进行自动过滤。经过过滤之后的粗硒需要对其进行预干燥处理，在此可以应用干燥箱对其进行加工，在完全干燥之后，便可以将粗硒运送到集中管理的场地进行统一保管。其中，由于过滤液当中含有微量的粗硒元素，因此可以将之当做补充液输送到吸收塔中进行再次应用。第一是粗硒过滤。一般情况下，对粗硒进行过滤的过程中会应用到两种设备。分别是吸滤盘和压滤盘。其中，吸滤盘主要是基于水喷射机的应用实现真空作业，从而让粗硒完成固液分离的作业，在这一过程中，由于该方法的应用和操作相对较为简单，74湖南有色金属第 39 卷因此对环境不设严苛的要求。但是在过滤之后，需要再用热水对其进行漂洗。所以该方法需要的时间周期较长。另外，在压滤机的应用中，每次压滤的量相对较大，但是对操作环境有着较高的要求。同时在这一过程中，对于人工的需求大大降低，而且在设备的应用中只需要一台厢式压滤机便可以完成作业。第二是粗硒干燥箱。现在我们所应用的粗硒干燥箱主要是基于电能进行作业的。因此，需要保证干燥箱的阶段性作业，且需要对箱体的料盘进行有效的分布，以此保证预干燥工作的平均和有效性。3结论通过分析与解读，我们探索得出了铜阳极泥回转窑硫酸化焙烧蒸硒设计方法，同时从其设备的应用角度以及需要关注的问题角度入手，对其进行了综合性的分析与论证，实现了对铜阳极泥回转窑硫酸化焙烧蒸硒设计路径的有效明晰。两套硒吸收塔出来的烟气合并进入负压缓冲罐中，负压缓冲罐后配置一台双联一水喷射真空机组，将烟气送入脱硫系统风机入口处。通风系统的烟气一起经过脱硫系统风机抽至脱硫系统。进入脱硫系统的烟气经过碱洗等处理后排放达标。参考文献:1雷刚，刘永平.铜阳极泥预处理除杂试验研究J.湿法冶金，2022，41(6):543 547.2董竞成，华宏全，攸骏，等.氯化亚铁吸收工艺在铜阳极泥冶炼含氯尾气治理中的应用J.有色冶金节能，2022，38(5):64 68.3王凯徽，陈为亮，廖春发，等.工艺参数对铜阳极泥硫酸化焙烧蒸硒的影响 J.有色金属工程，2022，12(10):72 79.4张焕然.铜阳极泥脱铜脱硒处理工艺研究及应用J.黄金，2022，43(10):74 77.5宗红星，赵俊学，胡爱琳，等.卡尔多炉处理铜阳极泥的炉渣性能调控J.中国有色冶金，2023，52(2):39 47.6房孟钊.从铜阳极泥中高效分离回收硒的技术优化J.硫磷设计与粉体工程，2022(5):36 39，58.7薛平，徐新炜，秦庆伟.用空气氧化酸浸法从铜阳极泥中预脱铜试验研究J.湿法冶金，2022，41(5):405 408.收稿日期:2022 12 14Design and esearch of Selenium Evaporation in Sulphuric Acid oasting ofGopper Anode Slime in otary KilnLING Yongfang(Guixi Smelter，Jiangxi Copper Corporation Limited，Guixi 335400，China)Abstract:This research focuses on the effective analysis and elaboration of the sulphuric roasting and seleniumevaporation in the rotary kiln，and discusses its process and specific operation mode.In addition，in the process ofanalyzing the sulphuric roasting and selenium evaporation in the rotary kiln，from the practical point of view，combined with the actual needs of production and manufacturing，the empirical analysis and demonstration werecarried out，and the discussion was carried out in combination with anode mud pressure filtration，sulphuric roasting，tail gas treatment，selenium evaporation and pre drying.Based on this，a comprehensive analysis and interpretation ofthe technology of sulphuric roasting and selenium evaporation in rotary kiln can be realized，and effective support andhelp can be provided for the subsequent application of the technology of sulphuric roasting and selenium evaporationin rotary kiln.Key words:sulfated roasting;rotary kiln;tail gas treatment technology;selenium absorption;selenium reduction;selenium filtration84