高氟銅精礦的處理

楊永豐

（江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠，江西貴溪335424）

高氟銅精礦的處理

楊永豐

（江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠，江西貴溪335424）

敘述了高氟銅精礦的來源及高氟煙氣對制酸系統(tǒng)設(shè)備的影響，針對高氟銅精礦的組成特點，通過合理配料、廢酸廢水加入硫酸鋁除氟、增設(shè)除氟設(shè)備等措施，保證了生產(chǎn)的正常進行。

高氟銅精礦；硫酸鋁；除氟

2008年以來，由于銅市場低迷，江西銅業(yè)集團公司加大了地方礦及高氟銅精礦的采購數(shù)量，貴溪冶煉廠(以下稱貴冶)也逐步加大了地方礦的處理量。但地方礦成分復(fù)雜，大部分含氟超過國家標準規(guī)定的0.1%，有的甚至達到1.7%，致使冶煉煙氣中氟化氫（HF）含量升高。高氟化氫含量的煙氣進入制酸工序，易腐蝕損壞硫酸生產(chǎn)設(shè)備。因此，必須對入爐銅精礦中的氟進行控制，并在制酸過程中加以回收處理，以確保長生產(chǎn)的順利進行。本文以2008年1～9月貴冶處理高氟銅精礦的生產(chǎn)實例，分析了高氟銅精礦的影響，介紹了應(yīng)對措施。

1 精礦來源及含氟情況

貴冶處理的銅精礦中，公司自產(chǎn)礦含氟均在國家標準0.1%以內(nèi)，地方銅精礦供貨單位多達27家，銅精礦中地方礦是氟量的主要來源。2008年1～9月主要進廠銅精礦含氟見表1，其帶入的氟量見表2。含氟超標的主要地方銅精礦的基本情況見表3，其余地方礦中含氟超過0.1%的還有深圳凱翔、梅州金成、郴州湘奇、郴州智鑫等。

表1 2008年1～9月進廠銅精礦含氟統(tǒng)計表

2 氟對設(shè)備的影響

銅精礦中的有害雜質(zhì)砷、氟、鋅、鎂等，會對冶煉造成不利影響，并且污染環(huán)境，因此要控制銅精礦帶入這些元素的量，或在冶煉過程中對其回收處理。一般要求銅精礦中氟的含量小于0.1%。

閃速熔煉時，銅精礦中的氟少部分以四氟化硅形態(tài)進入渣相，干渣被送往渣選礦的露天緩冷場進行水冷，四氟化硅遇水后會反應(yīng)放出氟化氫：

進入渣相的氟最終以氣體的形式排放，由于其量較少，對環(huán)境或選礦緩冷設(shè)備的影響有限。

表2 2008年1～9月進廠銅精礦帶入的氟量統(tǒng)計表

表3 2008年1～9月地方銅精礦氟含量超標情況

銅精礦中大部分的氟以氟化氫狀態(tài)進入爐氣，經(jīng)過余熱鍋爐及電收塵后，進入制酸系統(tǒng)，這部分氟對制酸系統(tǒng)危害較大：

（1）加劇硫酸凈化系統(tǒng)設(shè)備腐蝕。硫酸凈化系統(tǒng)與煙氣和廢酸原液接觸的設(shè)備均為玻璃鋼或哈氏合金材料，這兩種材質(zhì)受氟的影響很大，高氟循環(huán)液易造成動力波、氣體冷卻塔、電除霧等主體設(shè)備腐蝕，一旦玻璃鋼表面樹脂層脫落，將直接腐蝕增強層，使設(shè)備耐壓能力下降，壓力較大時可損壞設(shè)備。

（2）降低轉(zhuǎn)化工序部分觸媒活性。觸媒的載體是硅藻土，主要成分為SiO2。凈化系統(tǒng)除氟的能力有限，煙氣含氟高時，F(xiàn)與SiO2發(fā)生反應(yīng)，影響觸媒活性，降低轉(zhuǎn)化率，同時使觸媒粉化，轉(zhuǎn)化阻力上升。

（3）腐蝕干吸塔內(nèi)瓷磚。煙氣含氟高，其中的F在干燥塔內(nèi)腐蝕瓷磚、捕沫器和填料，嚴重時影響成品酸品質(zhì)。尤其是塔內(nèi)瓷磚，一旦腐蝕，難以修復(fù)，對整個系統(tǒng)影響很大。

（4）排放水指標控制困難。排放水中的氟可以通過在中和系統(tǒng)添加硫酸鋁等除氟藥劑控制。但是，廢水系統(tǒng)未安裝除氟設(shè)備，高氟廢液對廢酸系統(tǒng)以及廢水系統(tǒng)的檢測電極腐蝕嚴重，尤其在廢酸系統(tǒng)，控制硫化反應(yīng)后液的關(guān)鍵設(shè)備之一是ORP電極，ORP電極是通過一個很小、很薄的玻璃管測量硫化后液中銅、砷含量。而廢酸原液含氟上升，不僅會縮短ORP電極使用壽命，還會造成ORP電極測量不準確，靈敏度降低，最終導(dǎo)致廢酸后液中銅、砷含量上升，排放水嚴重超標。

（5）廢酸原液中氟含量上升。原廢酸中的氟使金屬材質(zhì)設(shè)備的腐蝕加劇，如壓濾機、離心機等設(shè)備。

3 高氟銅精礦的處理

3.1 措施

處理高氟銅精礦的原則是不影響長周期生產(chǎn)的正常進行，可通過以下幾方面的工作來實現(xiàn)。

3.1.1 加強進貨檢驗，來料分類堆放

高氟銅精礦的比例控制在一定范圍內(nèi)，同時分類堆放，以保證均勻配礦，避免精礦含氟大幅波動。3.1.2加強配料管理

合理進行配礦，根據(jù)各礦種的成分，確定高氟銅精礦配比，使入爐干礦成分滿足閃速熔煉的要求。以某含氟1.7%、總重量為10 000 t的銅精礦為例，合理的配料比例見表4。

從表4可以看出，通過合理配料，混合銅精礦含氟在0.1%以下，達到了國家標準。

3.1.3 煙氣凈化系統(tǒng)增加除氟設(shè)備

在煙氣凈化系統(tǒng)增加除氟槽可減輕高含氟煙氣對硫酸生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕。為了適應(yīng)生產(chǎn)需要，工廠計劃適時在一、二系列增設(shè)除氟槽。

3.1.4 廢酸廢水加入硫酸鋁除氟

排放水中的氟可以通過在中和系統(tǒng)添加硫酸鋁等除氟藥劑進行控制。2007年工廠進行的技術(shù)改進及前期大量工業(yè)試驗表明：增加相應(yīng)的除氟設(shè)備，在廢酸廢水系統(tǒng)增設(shè)硫酸鋁添加系統(tǒng)、調(diào)酸系統(tǒng)等設(shè)施，可將廢水中的氟控制下10mg/L以下。

表4 銅精礦合理的配料比例%

3.2 效果

對于高氟銅精礦，由于采取了合理配料、廢酸廢水加入硫酸鋁除氟、增加除氟設(shè)備等措施，保證了生產(chǎn)的正常運行。硫酸系統(tǒng)2008年1～9月廢酸原液及廢酸廢水含氟情況見表5。

廢酸廢水含氟污水綜合排放標準為≤10mg/L，廢酸原液含氟設(shè)計標準為≤1.5 g/L。從表5可以看出，一、二系統(tǒng)廢酸廢水含氟基本達標，偶爾有幾個月超過10 mg/L，其平均值均低于污水綜合排放標準；廢酸原液含氟均未超過設(shè)計標準值1.5g/L。

表5 2008年1～9月廢酸原液及廢酸廢水含氟

4 結(jié)語

閃速熔煉工藝適于處理硫化銅精礦，對于一定比例的高氟銅精礦等雜礦品種，通過采取一系列的措施，滿足了生產(chǎn)要求，保證了硫酸系統(tǒng)正常運行，為企業(yè)降低成本、提高效益開辟了新的途徑。

Treatm ent of high fluorine copper concentrates

YANG Yong-feng

The source of high fluorine copper concentrates and the effect of high fluorine fume on the equipment of acid-making system were introduced.In view of the composition characteristics of high fluorine copper concentrates,the normal production was guaranteed based on reasonable blending,fluorine removal by adding aluminum sulfate in waste acid and waste water,and addition of fluorine removal equipment.

high fluorine copper concentrates;aluminum sulfate;fluorine removal

TF811

B

1672-6103（2010）05-0032-03

楊永豐(1982—)，男，江西東鄉(xiāng)人，工程師，從事生產(chǎn)調(diào)度管理工作。

2010-03-01