处理铜渣的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了处理铜渣的系统和方法，系统包括：铜渣预处理单元，具有铜渣入口和铜渣颗粒出口；还原煤预处理单元，具有还原煤入口和还原煤颗粒出口；石灰石预处理单元，具有石灰石入口、粗粒度石灰石颗粒出口和细粒度石灰石颗粒出口；绝氧混合装置，具有铜渣颗粒入口、还原煤颗粒入口、石灰石颗粒入口和混合物料出口；热解装置，具有混合物料入口、热解油气出口和固体热解物料出口；还原装置，具有固体热解物料入口和还原物料出口；水淬‑分选装置，具有还原物料入口、粒铁出口和一次尾渣出口。该系统可利用热态铜渣自身的显热，同时降低石灰石的预处理及后续还原物料的破碎工序，具有处理流程短、设备投资低、能耗低、产品附加值高等优点。

System and method for treating copper slag

The invention discloses a system and a method of copper slag. The system comprises a pretreatment unit with copper slag, copper slag and copper slag particles entrance exit; reduction pretreatment unit of coal, with coal and coal particle reduction reduction entrance exit; limestone pretreatment unit, with limestone entrance, coarse-grained and fine-grained limestone particles for export limestone export; anaerobic mixing device with copper slag particles, reducing coal particles entrance entrance, entrance and exit of limestone particle mixture; pyrolysis apparatus with mixed material entrance, pyrolysis oil and gas exports and pyrolysis material export; reduction device, with solid material and reducing material pyrolysis entrance exit; water quenching sorting device that has reduced material entrance, granulated iron and a slag outlet outlet. The system can utilize the sensible heat of hot copper slag itself, while reducing the crushing limestone pretreatment and subsequent reduction of materials, with short process, low equipment investment, low energy consumption, high value-added products.

【技术实现步骤摘要】
处理铜渣的系统和方法
本专利技术属于化工冶金领域，具体而言，本专利技术涉及处理铜渣的系统和方法。
技术介绍
近年来，世界铜产量迅速增长，我国的铜产量跃居世界第一。在我国，铜产量的97％以上由火法冶炼生产，火法冶炼占据主导地位。铜在火法冶炼过程中会产出大量温度高、含热量大的含铁铜渣，熔融态铜渣出炉温度为1200-1300℃，铜渣含铁在30～40wt％之间，高于目前国内工业选矿用铁矿的品位。由于铜矿来源不同，铜渣中还含有铅、锌等有价金属元素。冷却处理铜渣浪费大量物理显热，且富含铁、铜的铜渣大量堆存，不仅造成资源的极大浪费，且堆存占用的土地治理困难，并且随着雨水的冲洗，铜渣中含有的重金属会渗入地表和地下水，会对水资源造成一定的污染，有碍铜冶炼企业的可持续发展。在目前国内外铁矿石供应紧张、价格不断攀升的形势下，开发利用上述高温熔融铜渣，提取其中的铁、锌等有价金属，降低铜冶炼企业的环境负荷，对实现铜渣的高效综合利用、拓宽铁矿资源、促进铜冶炼行业健康可持续发展具有重要意义。因此，需进一步开发研究高效、低耗综合利用铜冶炼渣的方法。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种处理铜渣的系统和方法。该系统可有效利用热态铜渣自身的显热以降低生产能耗，同时降低石灰石的预处理及后续还原物料的破碎工序，具有处理流程短、设备投资低、能耗低、产品附加值高等优点。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种处理铜渣的系统，根据本专利技术的实施例，该系统包括：铜渣预处理单元，所述铜渣预处理单元具有铜渣入口和铜渣颗粒出口；还原煤预处理单元，所述还原煤预处理单元具有还原煤入口和还原煤颗粒出口；石灰石预处理单元，所述石灰石预处理单元具有石灰石入口、粗粒度石灰石颗粒出口和细粒度石灰石颗粒出口；绝氧混合装置，所述绝氧混合装置具有铜渣颗粒入口、还原煤颗粒入口、石灰石颗粒入口和混合物料出口，所述铜渣颗粒入口与所述铜渣颗粒出口相连，所述还原煤颗粒入口与所述还原煤颗粒出口相连，所述石灰石颗粒入口分别与所述粗粒度石灰石颗粒出口和所述细粒度石灰石颗粒出口相连；热解装置，所述热解装置具有混合物料入口、热解油气出口和固体热解物料出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；还原装置，所述还原装置具有固体热解物料入口和还原物料出口，所述固体热解物料入口与所述固体热解物料出口相连；水淬-分选装置，所述水淬-分选装置具有还原物料入口、粒铁出口和一次尾渣出口，所述还原物料入口与所述还原物料出口相连。根据本专利技术实施例的处理铜渣的系统通过将热态的铜渣进行预处理，得到合适温度的铜渣颗粒，然后配入适量的还原煤颗粒和不同粒度石灰石颗粒，并在绝氧的环境下混匀，避免了还原煤在混合时燃烧，同时不同粒度的石灰石颗粒可保证混合物料在经还原处理后，还原物料中还有未反应的氧化钙，有利于还原物料水淬时其中的氧化钙与水反应生成氢氧化钙，放热膨胀使还原物料破裂，碎裂的还原物料可直接经分选得到部分粒铁；在热解装置中利用铜渣颗粒自身的热量来热解混合物料中的还原煤并可得到热解油气和固体热解物料，其中固体热解物料中含有还原煤热解所得的半焦，该半焦可作为固体热解物料在后续还原过程的还原剂对铁进行还原，从而经后续水淬-分选处理即可得到粒铁。由此，在不影响产品指标的前提下，该系统可有效利用热态铜渣自身的显热以降低生产能耗，同时降低石灰石的预处理及后续还原物料的破碎工序，具有处理流程短、设备投资低、能耗低、产品附加值高等优点。另外，根据本专利技术上述实施例的处理铜渣的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，上述处理铜渣的系统进一步包括：渣铁分离装置，所述渣铁分离装置具有一次尾渣入口、铁产品出口和二次尾渣出口，所述一次尾渣入口与所述一次尾渣出口相连。由此，可进一步提高铁的回收率。在本专利技术的一些实施例中，所述铜渣预处理单元包括依次相连的冷却装置、铜渣破碎装置和铜渣筛分装置。由此，可以进一步提高铁的回收率。在本专利技术的一些实施例中，所述还原煤预处理单元包括依次相连的还原煤破碎装置和还原煤筛分装置。由此，可以进一步提高铁的回收率。在本专利技术的一些实施例中，所述石灰石预处理单元包括依次相连的石灰石破碎装置和石灰石筛分装置。由此，可以进一步提高铁的回收率。在本专利技术的一些实施例中，所述还原装置为蓄热式转底炉。由此，有利于提高固体热解物料的还原效率，进而进一步提高铁的回收率。在本专利技术的另一个方面，本专利技术提出了一种采用上述处理铜渣的系统处理铜渣的方法，根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将铜渣供给至所述铜渣预处理单元中进行预处理，以便得到铜渣颗粒；(2)将还原煤供给至所述还原煤预处理单元中进行预处理，以便得到还原煤颗粒；(3)将石灰石供给至所述石灰石预处理单元中进行预处理，以便得到石灰石颗粒，所述石灰石颗粒包括粗粒度石灰石颗粒和细粒度石灰石颗粒；(4)将所述铜渣颗粒、所述还原煤颗粒和所述石灰石颗粒供给至所述绝氧混合装置中进行混合，以便得到混合物料；(5)将所述混合物料供给至所述热解装置中进行热解处理，以便得到热解油气和固体热解物料；(6)将所述固体热解物料供给至所述还原装置中进行还原处理，以便得到还原物料；(7)将所述还原物料供给至所述水淬-分选装置进行水淬-分选处理，以便得到粒铁和一次尾渣。根据本专利技术实施例的处理铜渣的方法通过将热态的铜渣进行预处理，得到合适温度的铜渣颗粒，然后配入适量的还原煤颗粒和不同粒度石灰石颗粒，并在绝氧的环境下混匀，避免了还原煤在混合时燃烧，同时不同粒度的石灰石颗粒可保证混合物料在经还原处理后，还原物料中还有未反应的氧化钙成分，有利于还原物料水淬时其中的氧化钙与水反应生成氢氧化钙，放热膨胀使还原物料破裂，碎裂的还原物料可直接经分选得到部分粒铁；在热解装置中利用铜渣颗粒自身的热量来热解混合物料中的还原煤并可得到热解油气和固体热解物料，其中固体热解物料中含有还原煤热解所得的半焦，该半焦可作为固体热解物料在后续还原过程的还原剂对铁进行还原，从而经后续水淬-分选处理即可得到粒铁。由此，在不影响产品指标的前提下，该方法可有效利用热态铜渣自身的显热以降低生产能耗，同时降低石灰石的预处理及后续还原物料的破碎工序，具有处理流程短、设备投资低、能耗低、产品附加值高等优点。另外，根据本专利技术上述实施例的处理铜渣的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，上述处理铜渣的方法进一步包括：(8)将步骤(7)得到的所述一次尾渣供给至所述渣铁分离装置中进行渣铁分离，以便得到铁产品和二次尾渣。由此，可进一步提高铁的回收率。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，所述粗粒度石灰石颗粒的粒度不高于5mm，所述细粒度石灰石颗粒的粒度不高于0.1mm。由此，可进一步提高铁的回收率，同时节约能耗、减少工艺流程。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，所述粗粒度石灰石颗粒与所述细粒度石灰石颗粒的质量比为(0.4～0.8)：1。由此，可进一步提高铁的回收率，同时节约能耗、减少工艺流程。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(4)中，所述铜渣颗粒、所述还原煤颗粒和所述石灰石颗粒的质量比为100：(30～50)：(10～15)。由此，可进一步提高铁的回收率。本专利技术的附加方面和优点将在下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理铜渣的系统，其特征在于，包括：铜渣预处理单元，所述铜渣预处理单元具有铜渣入口和铜渣颗粒出口；还原煤预处理单元，所述还原煤预处理单元具有还原煤入口和还原煤颗粒出口；石灰石预处理单元，所述石灰石预处理单元具有石灰石入口、粗粒度石灰石颗粒出口和细粒度石灰石颗粒出口；绝氧混合装置，所述绝氧混合装置具有铜渣颗粒入口、还原煤颗粒入口、石灰石颗粒入口和混合物料出口，所述铜渣颗粒入口与所述铜渣颗粒出口相连，所述还原煤颗粒入口与所述还原煤颗粒出口相连，所述石灰石颗粒入口分别与所述粗粒度石灰石颗粒出口和所述细粒度石灰石颗粒出口相连；热解装置，所述热解装置具有混合物料入口、热解油气出口和固体热解物料出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；还原装置，所述还原装置具有固体热解物料入口和还原物料出口，所述固体热解物料入口与所述固体热解物料出口相连；水淬‑分选装置，所述水淬‑分选装置具有还原物料入口、粒铁出口和一次尾渣出口，所述还原物料入口与所述还原物料出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种处理铜渣的系统，其特征在于，包括：铜渣预处理单元，所述铜渣预处理单元具有铜渣入口和铜渣颗粒出口；还原煤预处理单元，所述还原煤预处理单元具有还原煤入口和还原煤颗粒出口；石灰石预处理单元，所述石灰石预处理单元具有石灰石入口、粗粒度石灰石颗粒出口和细粒度石灰石颗粒出口；绝氧混合装置，所述绝氧混合装置具有铜渣颗粒入口、还原煤颗粒入口、石灰石颗粒入口和混合物料出口，所述铜渣颗粒入口与所述铜渣颗粒出口相连，所述还原煤颗粒入口与所述还原煤颗粒出口相连，所述石灰石颗粒入口分别与所述粗粒度石灰石颗粒出口和所述细粒度石灰石颗粒出口相连；热解装置，所述热解装置具有混合物料入口、热解油气出口和固体热解物料出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；还原装置，所述还原装置具有固体热解物料入口和还原物料出口，所述固体热解物料入口与所述固体热解物料出口相连；水淬-分选装置，所述水淬-分选装置具有还原物料入口、粒铁出口和一次尾渣出口，所述还原物料入口与所述还原物料出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：渣铁分离装置，所述渣铁分离装置具有一次尾渣入口、铁产品出口和二次尾渣出口，所述一次尾渣入口与所述一次尾渣出口相连。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述铜渣预处理单元包括依次相连的冷却装置、铜渣破碎装置和铜渣筛分装置。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述还原煤预处理单元包括依次相连的还原煤破碎装置和还原煤筛分装置。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述石灰石预处理单元包括依次相连的石灰石破碎装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红科，王静静，宋文臣，曹志成，汪勤亚，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32