銅頂吹熔煉過程中砷元素的走向調控研究

趙壁 ,任永專 ,賈文磊 ,張宇云 ,周世偉 ,李博

(1.涼山礦業股份有限公司,四川 會理 615100；2.昆明理工大學 冶金與能源工程學院,云南 昆明 650093)

在銅冶煉過程中雜質的去除對于生產高質量的陰極銅至關重要[1]。隨著銅精礦品位的不斷降低、雜質元素逐漸增多、精礦成分越來越復雜,高效節能的銅冶煉方法逐漸成為發展的主流方向[2]。

在銅精礦的冶煉過程中,有害砷元素進入煙氣煙塵、熔渣和銅锍相中。砷的排放,尤其是As2O3,會造成嚴重的環境污染和人體健康危害,隨著銅精礦越來越復雜,砷的控制和調節是所有銅冶煉廠面臨的一個重要問題[3-4]。通過熔煉過程冶煉參數的調節,如改變鐵硅比、增加渣量、提高As2O5與氧化物的反應量進行造渣固化等方法,大部分砷在火法工藝中可得到有效的控制[5]。一般而言,針對有害元素As 對最終產品和環境的危害性問題,設法將As 以一種較穩定的狀態進入相應的冶煉產物[6]。另外,在銅冶煉過程中砷主要以含砷煙塵、銅電解液、陽極泥等形式排出,而在強氧化條件下一部分砷則以砷酸鹽、偏砷酸鹽等形式進入熔煉渣中,且砷在渣中的分配比例由冶煉工藝而定,不同工藝及冶煉參數使砷的分布有明顯差異[7]。有研究表明,在銅精礦雙頂吹冶煉過程中,砷在煙塵中分配占比51%,在電爐渣中占18%,而在銅锍中占11%[8-9]；在底吹熔煉爐中,冶煉過程中有88.35%的砷分布在煙氣和煙塵中,有7.51%和4.14%的砷分別分布在爐渣中和銅锍中[10]；在奧斯麥特爐中,砷在煙氣和煙塵中分配占占78.15%,在爐渣和銅锍中分別占12.74%和9.11%[11]。……