Fyra metaller återvinns ur kopparstoft
En kinesisk laboratoriestudie visar hur bly, koppar, vismut och zink kan återvinnas stegvis ur stoft från ett kopparsmältverk. Processen separerar även arsenik och beräknas ge ett betydande ekonomiskt överskott. Resultaten bygger dock på ett enskilt stoftprov och har ännu inte verifierats i industriell drift.
När rökgaser renas vid kopparsmältverk samlas ett finkornigt stoft upp i filter och elektrostatisk reningsutrustning. Stoftet kan innehålla betydande mängder koppar, bly, zink och vismut, men också arsenik och andra ämnen som försvårar hanteringen.
I en studie publicerad i Hydrometallurgy presenterar Chunhui Gao, Bao Guo, Rongdong Deng, Siyuan Wu och Kaixi Jiang en process som kombinerar hydrometallurgiska separationssteg med flotation. Målet är både att återvinna metallvärdena och att avlägsna arseniken.
Stoftet som användes i försöken hade samlats in från ett elektrostatiskt filter vid ett kopparsmältverk i den kinesiska provinsen Fujian.
Lakning och flotation delar upp metallerna
Det första processteget är en kloridassisterad syralakning med natriumklorid och svavelsyra. Vid de optimala försöksbetingelserna löstes 99,6 procent av zinken, 99,3 procent av vismuten och 99,2 procent av arseniken ut. För koppar var motsvarande andel 74,9 procent.
Blyet löstes däremot nästan inte alls, utan blev kvar i lakresten tillsammans med en del av kopparn. Forskarna behandlade därför lakresten genom flotation. I detta steg återvanns 99,1 procent av blyet och 94,2 procent av den koppar som fanns i lakresten.
Kombinationen är central för studien. Forskarna försöker inte tvinga över samtliga metaller till samma lösning, utan använder deras olika kemiska och fysikaliska egenskaper för att dela upp materialet mellan lakning och flotation.
Arseniken separeras med vismut
Den arsenik- och vismuthaltiga laklösningen behandlades därefter genom oxidation och neutralisering. Arsenik och vismut fälldes då tillsammans ut som vismutarsenat, BiAsO₄.
Den bildade fällningen behandlades sedan genom alkalisk lakning. Därmed kunde 88,2 procent av arseniken avlägsnas från det neutraliserade materialet samtidigt som vismut kunde föras vidare till en separat produkt.
I de avslutande processtegen fälldes koppar och zink stegvis ur lösningen. Kopparn fälldes som kopparsulfid och zinken som zinkhydroxid. Författarna redovisar en utfällningsgrad på 99,9 procent för båda metallerna.
Den sammansatta processen ger därmed separata bly-, vismut-, koppar- och zinkprodukter. Arseniken avskiljs från de värdefulla metallströmmarna, men den slutliga hanteringen av den arsenikhaltiga restströmmen är fortfarande en viktig del av en framtida industriell process.
Kalkylen visar ett stort överskott
Forskarna har också gjort en ekonomisk beräkning av processen. Med studiens antaganden uppgår nettovinsten till 2 989 amerikanska dollar per ton behandlat stoft.
Resultatet visar att metallinnehållet i vissa smältverksstoft kan representera ett betydande ekonomiskt värde. Kalkylen är emellertid baserad på sammansättningen hos det undersökta stoftet samt de utbyten och kostnader som användes i studien. Den visar inte att samma lönsamhet kan uppnås vid andra smältverk.
Metallhalter och mineralformer kan variera kraftigt beroende på råvaror, ugnsteknik och var i rökgasreningen stoftet samlas in. Även priserna på metaller, energi och kemikalier påverkar processens ekonomi.
Industriell drift återstår
Studien har genomförts med laboratorieförsök och redovisar inte någon kontinuerlig pilotanläggning eller fullskalig industriell drift. Det återstår därför att undersöka hur processen fungerar med större och mer varierande materialflöden.
En industriell bedömning behöver också omfatta kemikalieåtervinning, vattenförbrukning, produktkvalitet och hantering av arsenikhaltiga lösningar och rester. Processens många separationssteg kan ge hög metallåtervinning, men innebär samtidigt att anläggningen blir mer komplex.
Studien visar ändå tydligt varför stoft från smältverk bör betraktas som en möjlig sekundär råvara. Genom att kombinera flera metoder kan både ekonomiskt värdefulla och miljömässigt problematiska ämnen skiljas åt betydligt mer fullständigt än i processer som enbart inriktas på en eller två metaller.
Referens: Chunhui Gao, Bao Guo, Rongdong Deng, Siyuan Wu och Kaixi Jiang, ”Comprehensive recovery of valuable metals from copper smelting dust by a novel beneficiation-metallurgy process”, Hydrometallurgy, volym 244, 2026. Läs sammanfattningen hos förlaget [Betalvägg]