铜锌钴分离的熔炼法制造技术

本发明专利技术涉及有色金属冶金领域技术领域，尤其涉及一种难处理的多金属复杂矿的冶炼技术。该铜锌钴分离的熔炼方法，是将铜锌钴物料含Ｃｕ１０～５０％、Ｚｎ１０～４０％、Ｃｏ０．２～２．０％通过冶炼方法力求得到有效地分离，得到易于回收的三种产品而研制的。其特征在于：铜锌钴物料经过预处理脱除砷铅铋锑和锡等有害杂质后，或直接把铜锌钴经过烧结脱硫装入鼓风炉进行选择性还原熔炼，在一个炉内，铜以粗铜形式炉缸放出，锌以氧化锌形式炉顶烟气中收尘，钴以富钴渣形式回收。该工艺方法具有流程简单，铜锌钴分离彻底，物料中各有价金属组分的综合利用好，金属回收率高，冶炼加工成本低，经济效益好的特点，对复杂的难处理物料的冶炼开辟了一条新途径。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有色金属冶金
，特别是涉及难处理的多金属复杂矿的冶金
后来专利技术并生产的硫化铜钴矿的湿法冶金工艺能够解决钴回收率低的问题，但是溶液中绝大部分是铜，其分离和回收方面仍需要大量加工成本。对铜锌钴的物料来说，由于溶液中有效地分离铜锌技术还没过关，尚处于实验研究阶段，未能生产上应用。铜锌钴物料的传统冰铜熔炼法处理，众所周知，由于含锌量过高都无法进行正常熔炼。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为该种铜锌钴分离的熔炼法，其特征在于将质量百分比为Cu10～50％、Zn10～40％、Co0.2～2.0％的铜锌钴物料，经过烧结成烧结块，然后将烧结块、石灰石和含碳还原剂以烧结块为质量基准按下列质量配比烧结块100％、石灰石15～22％、含碳还原剂18～25％，把这些炉料分批分层地装入鼓风炉顶部，鼓风炉下部鼓风口鼓入热空气进行熔炼，炉顶设有二次风口也鼓入二次热风，燃烧部分炉气中一氧化碳和锌蒸汽，由其放热保持1000℃以上高温炉顶，以保证氧化锌顺畅排出，鼓风炉底部炉缸有三层熔体，分别为粗铜、冰铜与炉渣，冰铜与炉渣连续流入前床分离放出，冰铜返回烧结，富钴渣铸成块状进一步回收钴，粗铜定期放出铸锭，送去精练。上述含碳还原剂为除冶金焦外，还能用无烟煤或石油焦。上述烧结块含硫量S＜1.5％，块直径30～120mm；石灰石含氧化钙CaO＞50％，块直径30～80mm；含碳还原剂含碳量C＞80％，块直径30～80mm。上述采用鼓风炉为铜锌鼓风炉，与一般炼铜鼓风炉不同，料柱低，把这一些炉料分批分层地按规定时间间隔装入鼓风炉顶部，因为铜锌鼓风炉是连续生产的，炉内保持一定料柱高度，随料柱下降，装入新一批料来保持规定的低料柱高度，其高度保持1.8～2.2米，高温炉顶，炉顶温度在1000℃以上，其高温炉顶的主要原因是由于锌蒸汽在低温度下易再氧化成氧化锌，其在炉顶与上部料层中易形成炉结，影响基本的炉操作，为此，炉顶料层上部鼓入二次热空气，氧化锌蒸汽和炉气中部分一氧化碳，其放热量极大，很快达到1000℃以上，以保持炉料的正常下降和氧化锌的排出。炉顶结构与一般鼓风炉不同是密闭的，双料钟装料，高温烟气导入汽化冷却烟道和空气换热器，把鼓风炉自用空气预热到一定温度如300℃，含氧化锌烟气经过表面冷却器冷却降温后袋式收尘器回收氧化锌产品。鼓风炉风口截面比较小，为长方形，冷却水套上设有单排风口，鼓入热风进行熔炼。使用热风的主要目的是强化氧化锌的还原反应过程及节省冶金焦消耗。本专利技术的技术上关键问题是要保持鼓风炉风口区高温，以便氧化锌易于得到还原。其风口区的高温是以保证炉渣高熔点来达到的。因此，鼓风炉把石灰石作为熔剂配入，使炉渣碱度 炉渣熔点1050℃以上。本鼓风炉炉渣碱度随处理物料的成分不同应有所变化。如果物料中含锌低，应碱度降低，而含锌高则相反；如果物料中含钴量低，不能直接产出富钴渣时，就采用高碱度，使大部分钴进粗铜，并于粗铜火法精炼渣中回收，其富钴渣含钴品位也能达与前者相同水平。本专利技术的另一技术关键问题是控制鼓风炉的还原气氛，炉顶二次风鼓入之前的炉气成分 以调节焦率和鼓风量方法控制。鼓风炉还原气氛的控制也随处理物料的性质应有所不同，如果炉料中含锌愈高还原气氛要愈强， 值要大，而锌含量愈少则相反。该方法所处理的物料，如果含有砷铅锑铋和锡等杂质，由于其氧化物均比氧化锌易还原成金属形态，同时都与铜易形成合金相，会给粗铜的进一步精炼增加困难。因此本专利技术所能处理的物料杂质含量要求为As＜0.5％，Pb＜0.5％，Sb＜0.5％，Sn＜0.5％，Bi＜0.4％。对于超出上述标准的铜锌钴物料就必须进行预处理，脱除其杂质后才能供本法熔炼。预处理方法为火法是将铜锌钴物料、低硫硫化剂辉铜矿、碳质物料按照质量百分比36-58％、36-58％、2-10％配比，粉碎后混合均匀造粒，然后在温度700-900度下进行硫化还原焙烧，得到焙砂就是预处理过的铜锌钴物料，其各元素主要含量为Cu10～50％； Zn10～40％；Co0.2～2.0％；As＜0.5％；Pb＜0.5％； Sb＜0.5％；Sn＜0.5％； Bi＜0.4％。上述铜锌钴物料、低硫硫化剂辉铜矿、碳质物料优选配比为46-48％、46-48％、4-8％；造粒粒子直径在3-6mm大小；造粒采用水增湿后进行造粒。预处理方法为湿法是采用氢氧化钠溶液浸渍铜锌钴物料颗粒，氢氧化钠溶液浓度在110-130克/升，氢氧化钠溶液与固体物料质量配比为3-7∶1，浸出时间在0.5-2小时，浸出温度在80-95度，浸出渣就是预处理过的铜锌钴物料。对铜10～50％，锌10～40％，钴0.2～2.0％，其余脉石的铜锌钴物料来说，铜锌钴分离新熔炼法的技术经济指标如下炉料的配比烧结块 100％石灰石 15～20％冶金焦 18～24％鼓风炉床能率40～50吨/米2·日产品成分粗铜 Cu90～96％；Zn5～6％氧化锌ZnO85～94％；CdO3～6％富钴渣Co5～10％；Cu0.6％，Zn3～5％其余脉石 主要辅助材料消耗对生产1吨粗铜，为金属量冶金焦 0.5～0.9吨石灰石 0.2～0.8吨金属回收率铜回收率 92～97％锌回收率 85～94％镉回收率 92％钴回收率 90～92％该法与传统方法相比，具有工艺流程简单，铜锌钴分离彻底，多金属组分的综合利用好，金属回收率高，回收成本低，经济效益好的优点，对复杂多金属铜锌钴物料的有效处理开辟了一条途径。实施例1所用铜锌钴物料为高钴物料，其化学成分为Cu30％，Zn30％，Co1.5％，其余脉石成分和微量元素。对其物料，新熔炼法采用直接得到富钴渣方法。由于物料中铜锌钴有价组分极高，合计高达61.5％，包括其氧化物形状所含氧量高达90％，而脉石成分即造渣部分很少。该熔炼法则采用部分自产鼓风炉炉渣返回熔炼法，直接产出富钴渣。将烧结块100％、石灰石15％、冶金焦18％，以烧结块为基准，把这些炉料分批分层地装入鼓风炉顶部，鼓风炉下部鼓风口鼓入热空气进行熔炼，炉顶设有二次风口也鼓入二次热风，燃烧部分炉气中一氧化碳和锌蒸汽，由其放热保持1000℃以上高温炉顶，以保证氧化锌顺畅排出，鼓风炉底部炉缸有三层熔体，分别为粗铜、冰铜与炉渣，冰铜与炉渣连续流入前床分离放出，冰铜返回烧结，富钴渣铸成块状进一步回收钴，粗铜定期放出铸锭。物料先经过烧结，其目的有两个，即一个是烧结块中含硫达到低于1.5％，第二个目的是把粉状物料结成块状，达到颗粒直径在30-120mm范围，有利于鼓风炉熔炼，同理，石灰石含氧化钙CaO＞50％，块直径30～80mm，含碳还原剂冶金焦含碳量C＞80％，块直径30～80mm，要求机械强度高而活性要低。为保持鼓风炉风口区高温，以便氧化锌易于得到还原。其风口区的高温是以保证炉渣高熔点来达到的。因此，鼓风炉把石灰石作为熔剂配入，使炉渣碱度 炉渣熔点1050℃以上。加入含碳还原剂冶金焦，同时调节风料比使炉烟气在鼓入二次风之前 1，保持正常的还原气氛。随料柱下降，要不断地装入新一批料来保持规定的低料柱高度，其高度保持1.8～2.2米。炉顶料层上部鼓入二次热空气，氧化锌蒸汽和炉气中部分一氧化碳，其放热量极大，很快达到1000℃以上，以保持炉料的正常下降和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜锌钴分离的熔炼法，其特征在于将质量百分比为Ｃｕ１０～５０％、Ｚｎ１０～４０％、Ｃｏ０．２～２．０％的铜锌钴物料，经过烧结成烧结块，然后将烧结块、石灰石和含碳还原剂以烧结块为质量基准按下列质量配比：烧结块１００％石灰石１５～２２％含碳还原剂１８～２５％把这些炉料分批分层地装入鼓风炉顶部，鼓风炉下部鼓风口鼓入热空气进行熔炼，炉顶设有二次风口也鼓入二次热风，燃烧部分炉气中一氧化碳和锌蒸汽，由其放热保持１０００℃以上高温炉顶，以保证氧化锌顺畅排出，鼓风炉底部炉缸有三层熔体，分别为粗铜、冰铜与炉渣，冰铜与炉渣连续流入前床分离放出，冰铜返回烧结，富钴渣铸成块状进一步回收钴，粗铜定期放出铸锭，送去精练。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史汉祥，
申请(专利权)人：史汉祥，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]