一种铜冶炼渣的贫化处理方法技术

本发明专利技术提供一种铜冶炼渣的贫化处理方法，工艺步骤为：（1）在贫化炉中引入机械搅拌设备，将1150~1350℃的高温熔融态铜冶炼渣导入贫化炉中，调整搅拌桨伸入至铜冶炼渣液面高度的1/3至1/2处，开启加热和搅拌，控制铜冶炼渣的温度为1200~1350℃，搅拌速度为50~200r/min，形成径高比为0.5~3的漩涡；（2）将硫化剂由高温熔融态铜冶炼渣液面上方的喷嘴通过载气携带喷吹到铜冶炼渣熔池表面靠漩涡中心处，硫化剂加入量为铜冶炼渣质量的0.3~8%，保温搅拌10~60min；（3）静置分层，分别收集下层冰铜和上层贫化后渣。本发明专利技术处理后的贫化后渣的含铜量在0.3%以下。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术属于冶金
，具体涉及一种铜冶炼渣的贫化处理方法。

技术介绍

各种炼铜技术各具特色，从不同方面和不同程度满足了现代炼铜工业对能源效率、环境保护和处理复杂矿的能力及综合回收水平。随着铜冶炼技术的不断发展，熔炼强度、铜锍品味不断提高，一次熔炼渣含铜也不断提高，冶炼过程中产出的弃渣含铜高达0.4%-0.8%，富氧底吹渣含铜有时高达3-4%，远高于目前0.3%的铜矿开采品位。
工业上铜冶炼渣贫化的方法有两类：缓冷选矿法和火法熔炼法。缓冷选矿法铜冶炼渣出渣后首先进行缓冷处理，促进铜渣中铜矿物晶粒的长大，铜渣经过选矿法处理最终获得铜精矿，选矿法在炼铜工业渣处理方面已广泛应用，但处理过程渣缓冷周期长、对渣包数量和缓冷场占地面积的要求高，以及渣冷却会造成巨大能源浪费，需要大量水，其环境效益亦较低。
火法熔炼法是将热态炉渣直接电热贫化进行沉降和渣锍分离，能够将铜冶炼渣中的含铜量降低到渣-锍平衡水平，电炉弃渣仅能达到0.8-1.2%水平，较好的控制在0.6%左右。但火法贫化过程中硫化剂一般是在贫化炉顶部直接加入，硫化剂浮于熔渣表面，与铜冶炼渣接触不充分且挥发严重，利用率较低，并且容易造成污染环境。
申请号为200910088879.9的专利提出了一种铜熔炼渣电热贫化工艺，向电热贫化炉内加入硫化剂和铜熔炼渣，通过电极通电提高铜熔炼渣的温度，同时向贫化炉底部喷入氧气、和/或一氧化碳气体和氮气混合气来提高铜的回收率和资源利用率，但该专利未考虑硫化剂与铜熔炼渣的充分混合及反应问题，硫化剂利用效率低，并且由于氧气的加入处理过程中有大量二氧化硫气体生成，环境污染较严重。
因此，亟需一种新的铜冶炼渣贫化处理方法，能够充分解决硫化剂与铜冶炼渣的混合问题，尽可能少的引入其它物质或产生废气，并且还可以有效降低尾渣中的含铜量，以及改善现场环境。

技术实现思路

针对现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种铜冶炼渣的贫化处理方法，在熔融铜冶炼渣贫化炉中引入搅拌设备，将搅拌桨伸入铜冶炼渣液面高度的1/3至1/2处以在中心形成径高比为0.5~3的离心漩涡，然后将硫化剂通过载气携带喷吹到铜冶炼渣熔池表面靠漩涡中心处，硫化剂与铜冶炼渣中氧化亚铜反应形成冰铜，同时熔渣中Fe3O4被还原，熔渣粘度降低，熔渣流动性提高，熔渣中的冰铜相快速凝聚沉降到熔池底部，实现了冰铜与熔渣的高效分离，达到铜冶炼渣贫化的目的，贫化后铜冶炼渣中铜含量可降至0.3%以下。本专利技术提出技术方案如下：
一种铜冶炼渣的贫化处理方法，按照以下工艺步骤进行：
（1）在贫化炉中引入机械搅拌设备，将1150~1350℃的高温熔融态铜冶炼渣导入贫化炉中，调整搅拌桨伸入至铜冶炼渣液面高度的1/3至1/2处，开启加热和搅拌，控制铜冶炼渣的温度为1200~1350℃，搅拌速度为50~200r/min，形成径高比为0.5~3的漩涡；
（2）将硫化剂由高温熔融态铜冶炼渣液面上方的喷嘴通过载气携带喷吹到铜冶炼渣熔池表面靠漩涡中心处，硫化剂加入量为铜冶炼渣质量的0.3~8%，保温搅拌10~60min；
（3）静置分层，分别收集下层冰铜和上层贫化后渣。
上述方法中，所述硫化剂包括铜精矿或黄铁矿。
上述方法中，所述载气包括惰性气体或氮气。
上述方法中，所述下层冰铜的品位在70%以上，上层贫化后渣中含铜量在0.3%以下。
上述方法中，铜冶炼渣在贫化过程产生的高温烟气通过锅炉回收余热以及旋风除尘，回收烟气中的锌、铅、钼和砷易挥发有价组分，最后通过洗涤装置除去烟气中所含的二氧化硫气体，达到排空要求后排入大气。
本专利技术的硫化剂加入铜冶炼渣熔体中，高温分解产生FeS，FeS与Cu2O反应生成Cu2S形成冰铜，FeS与Fe3O4和SiO2反应生成2FeO?SiO2，使渣中Fe3O4含量降低，该过程硫化剂的利用率可达到80%以上，贫化后渣中铜含量降至0.3%以下。本专利技术涉及的反应方程式如下：
Cu2O+FeS=Cu2S+FeO
2FeO+SiO2=2FeO?SiO23Fe3O4+FeS+5SiO2=5(2FeO?SiO2)+SO2与现有的铜冶炼渣贫化技术相比，本专利技术的特点和有益效果如下：
1、本专利技术在贫化炉引入机械搅拌设备和喷嘴，控制搅拌转速在高温熔融态铜冶炼渣中形成径高比为0.5~3的漩涡，使硫化剂由喷嘴通过载气携带喷吹到铜冶炼渣熔池表面靠漩涡中心处，利用漩涡效应解决硫化剂与铜冶炼渣的混合问题，改善了硫化剂与铜冶炼渣固-液反应的动力学条件，减少硫化剂用量的同时提高其利用率。
2、本专利技术在尽可能少的引入其它物质及产生废气的基础上，利用搅拌和硫化剂载气携带靠搅拌漩涡中心处喷吹的方式，有效降低了铜冶炼渣中的含铜量，并且减少了环境污染，与现有铜冶炼渣处理工艺的含铜量在0.4~0.8之间相比，本专利技术处理的铜冶炼渣含铜量可降至0.3%以下。
附图说明：
图1是本专利技术实施例的铜冶炼渣的贫化处理方法所采用的贫化炉的结构示意图，其中：1-排渣口，2-排冰铜口，3-搅拌桨，4-搅拌桨升降系统，5-铜冶炼渣溜槽，6-硫化剂喷吹系统，7-旋风除尘系统，8-余热回收系统，9-洗涤塔。
具体实施方式
本专利技术实施例中所采用的贫化炉为自制设备。
本专利技术实施例1和2中所用铜冶炼渣为富氧底吹铜熔炼渣，具体成分如表1所示；
表1实施例1和2所采用的铜冶炼渣多元素分析结果（质量分数，%）
组分TFeFeOCuZnSAl2O3CaOMgOSiO2Au g/tAs含量42.4743.144.515.671.553.020.961.0920.821.20.075本专利技术实施例3和4中所用铜冶炼渣为富氧底吹铜熔炼渣，具体成分如表2所示；
表2实施例3和4所采用的铜冶炼渣多元素分析结果（质量分数，%）
组分TFeFeOCuZnSAl2O3CaOMgOSiO2As含量45.5045.992.361.670.863.350.740.7427.540.018实施例1
熔融态铜冶炼渣量为20t，组成如表1所示，采用的贫化炉如图1所示，贫化处理方法按照以下工艺步骤进行：
（1）在贫化炉中引入机械搅拌设备，将1150~1350℃的高温熔融态铜冶炼渣导入，调整搅拌桨伸入至铜冶炼渣液面高度的1/3处，开启加热和搅拌，控制铜冶炼渣的温度为1250℃，搅拌速度为50r/min，形成径高比为3的漩涡；
（2）将600kg铜精矿、400kg氧化钙由高温熔融态铜冶炼渣液面上方的喷嘴通过氮气携带喷吹到铜冶炼渣熔池表面靠漩涡中心处，保温搅拌40min；
（3）静置分层，分别收集下层冰铜和上层贫化后渣，其中贫化后渣含铜量为0.26%，冰铜品位%(Cu)74。
铜冶炼渣在贫化过程产生的高温烟气通过锅炉回收余热以及旋风除尘，回收烟气中的锌、铅、钼和砷易挥发有价组分，最后通过洗涤装置除去烟气中所含的二氧化硫气体，达到排空要求后排入大气。
实施例2
熔融态铜冶炼渣量为22t，组成如表1所示，采用的贫化炉如图1所示，贫化处理方法按照以下工艺步骤进行：
（1）在贫化炉中引入机械搅拌设备，将1150~1350℃的高温熔融态铜冶炼渣导入，调整搅拌桨伸入至铜冶炼渣液面高度的1/2处，开启加热和搅拌，控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜冶炼渣的贫化处理方法，其特征在于按照以下工艺步骤进行：（1）在贫化炉中引入机械搅拌设备，将1150~1350℃的高温熔融态铜冶炼渣导入贫化炉中，调整搅拌桨伸入至铜冶炼渣液面高度的1/3至1/2处，开启加热和搅拌，控制铜冶炼渣的温度为1200~1350℃，搅拌速度为50~200r/min，形成径高比为0.5~3的漩涡；（2）将硫化剂由高温熔融态铜冶炼渣液面上方的喷嘴通过载气携带喷吹到铜冶炼渣熔池表面靠漩涡中心处，硫化剂加入量为铜冶炼渣质量的0.3~8%，保温搅拌10~60min；（3）静置分层，分别收集下层冰铜和上层贫化后渣。

【技术特征摘要】
1.一种铜冶炼渣的贫化处理方法，其特征在于按照以下工艺步骤进行：
（1）在贫化炉中引入机械搅拌设备，将1150~1350℃的高温熔融态铜冶炼渣导入贫化炉中，调整搅拌桨伸入至铜冶炼渣液面高度的1/3至1/2处，开启加热和搅拌，控制铜冶炼渣的温度为1200~1350℃，搅拌速度为50~200r/min，形成径高比为0.5~3的漩涡；
（2）将硫化剂由高温熔融态铜冶炼渣液面上方的喷嘴通过载气携带喷吹到铜冶炼渣熔池表面靠漩涡中心处，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张廷安，牛丽萍，刘燕，豆志河，张保敬，吕国志，赵秋月，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21