一种处理铜渣用双层复合球团及其制备方法技术

本发明专利技术涉及化工副产物处理技术领域，具体涉及一种处理铜渣用双层复合球团及其制备方法。本发明专利技术提供的处理铜渣用双层复合球团包括球核和粘附在所述球核表面的包覆层，制备原料包括铜渣、铁精粉、高锰酸钾、二氧化锰、包覆材料、粘结剂、水玻璃和水。本发明专利技术中铁精粉能够提高双层复合球团的成球率，且有利于促进后续热处理过程中铁晶粒的形核与长大，提高铁、硅等有价元素的回收率；水玻璃在球核与包覆层之间形成过渡区域，同时实现包覆材料与球核的粘结，有利于提高生球强度；高锰酸钾在高温条件下会分解放出氧气，同时产生二氧化锰，氧气和二氧化锰可以作为氧化剂对体系中的硫、砷进行氧化，提高对硫、砷的脱除效果。

A Double-Layer Composite Pellet for Copper Slag Treatment and Its Preparation Method

The invention relates to the technical field of chemical by-product treatment, in particular to a double-layer composite pellet for treating copper slag and a preparation method thereof. The double-layer composite pellet for treating copper slag provided by the invention comprises a pellet core and a coating layer adhering to the surface of the pellet core. The raw materials for preparation include copper slag, iron concentrate powder, potassium permanganate, manganese dioxide, coating material, binder, sodium silicate and water. The iron concentrate powder of the invention can improve the pelletizing rate of the double-layer composite pellets, and is beneficial to promoting the nucleation and growth of iron grains in the subsequent heat treatment process, and improving the recovery rate of valuable elements such as iron and silicon; water glass forms a transition zone between the spherical core and the coating layer, and realizes the bonding between the coating material and the spherical core, which is beneficial to improving the strength of the green pellets at high temperature; Oxygen is released from decomposition and manganese dioxide is produced at the same time. Oxygen and manganese dioxide can be used as oxidants to oxidize sulfur and arsenic in the system to improve the removal efficiency of sulfur and arsenic.

【技术实现步骤摘要】
一种处理铜渣用双层复合球团及其制备方法
本专利技术涉及化工副产物处理
，具体涉及一种处理铜渣用双层复合球团及其制备方法。
技术介绍
目前，火法冶炼在铜生产工艺中占主导地位，但是，火法冶炼过程中会产生大量的铜渣，火法冶金生产1t铜的同时会产生2.2t的铜渣，目前累计堆存已达2亿吨。铜渣中含有30～40％的铁以及0.5～2％的铜，具有较高的回收利用价值。目前关于铜渣的处理方法中，主要是围绕铁、铜等元素的利用展开，但是铜渣中还含有一定量的S、As等有害元素，需要对其进行脱除或无害化处理，否则会带来严重的环境污染问题。而现有技术中方法对S、As等有害元素的脱除或无害化处理研究较少，且处理效果有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种处理铜渣用双层复合球团及其制备方法，将本专利技术提供的双层复合球团进一步处理能够实现对铜渣中铁、硅等有价元素进行回收，同时对硫、砷等有害元素的脱除与无害化处理效果较好。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种处理铜渣用双层复合球团，包括球核和粘附在所述球核表面的包覆层，制备原料包括铜渣、铁精粉、高锰酸钾、二氧化锰、包覆材料、粘结剂、水玻璃和水。优选地，所述铜渣、铁精粉、高锰酸钾和二氧化锰的质量比为100：(5～20)：(0.005～0.025)：(0.5～5)。优选地，所述铁精粉的粒度≤200目，所述铁精粉的品位≥58％；所述铜渣的粒度≤150目。优选地，所述包覆材料包括CaO、Ca(OH)2、MgO和Mg(OH)2中的一种或几种。优选地，所述粘结剂包括膨润土、羧甲基纤维素或富铁粘结剂；所述粘结剂的用量不超过铜渣和铁精粉总质量的3％。优选地，所述水玻璃的模数为1～3。优选地，所述球核的粒度≤10mm，所述包覆层的厚度≤4mm。本专利技术提供了上述技术方案所述双层复合球团的制备方法，包括以下步骤：将铜渣、高锰酸钾和部分水混合进行预处理，得到预处理铜渣；将所述预处理铜渣、铁精粉、二氧化锰、粘结剂和剩余水混合后进行第一造粒，得到球核；在所述球核的表面喷洒水玻璃后与包覆材料混合，之后进行第二造粒，得到生球；在氧化性气氛中，将所述生球进行干燥处理，得到双层复合球团。优选地，所述球核的含水量≥7％。优选地，所述氧化性气氛中氧气的体积含量≥8％；所述干燥处理的温度为60～250℃，时间为10～120min。本专利技术提供了一种处理铜渣用双层复合球团，包括球核和粘附在所述球核表面的包覆层，制备原料包括铜渣、铁精粉、高锰酸钾、二氧化锰、包覆材料、粘结剂、水玻璃和水。在本专利技术中，铁精粉能够提高双层复合球团的成球率，且有利于促进后续热处理过程中铁晶粒的形核与长大，提高处理铜渣过程中铁、硅等有价元素的回收率；本专利技术利用水玻璃在球核与包覆层之间形成过渡区域，同时实现包覆材料与球核的粘结，有利于提高生球强度；高锰酸钾在高温条件下会分解放出氧气，同时产生二氧化锰，氧气和二氧化锰可以作为氧化剂对体系中的硫、砷进行氧化，提高对硫、砷的脱除效果。具体实施方式本专利技术提供了一种处理铜渣用双层复合球团，包括球核和粘附在所述球核表面的包覆层，制备原料包括铜渣、铁精粉、高锰酸钾、二氧化锰、包覆材料、粘结剂、水玻璃和水。在本专利技术中，所述球核的粒度优选≤10mm，更优选为8～10mm；所述包覆层的厚度优选≤4mm，更优选为2～4mm。在本专利技术中，所述双层复合球团的制备原料包括铜渣；所述铜渣的粒度优选≤150目，更优选为150～200目。在本专利技术中，所述铜渣优选为火法冶炼过程中产生的铜渣，当所述火法冶炼过程中产生的铜渣不满足上述粒度要求时，优选粉碎至合适的粒度后再使用。在本专利技术中，所述双层复合球团的制备原料包括铁精粉；所述铁精粉的粒度优选≤200目，更优选为200～300目；所述铁精粉的品位优选≥58％，更优选为58～65％。在本专利技术中，所述铁精粉优选为磁选后的铁精粉，磁选后的铁精粉的品位较高，且粒度较细，能够满足上述关于铁精粉的品位及粒度要求。在本专利技术中，铁精粉能够提高双层复合球团的成球率，且有利于促进后续热处理过程中铁晶粒的形核与长大，提高处理铜渣过程中铁、硅等有价元素的回收率。在本专利技术中，所述铁精粉的质量优选为铜渣质量的5～20％，更优选为10～15％；所述铜渣和铁精粉的配比控制在上述范围内，有利于促进双层复合球团制备过程中快速形成球核，同时还有利于提高生球品位和强度。在本专利技术中，所述双层复合球团的制备原料包括高锰酸钾和二氧化锰。在本专利技术中，所述高锰酸钾在高温(温度为200～400℃)条件下会分解放出氧气，氧气和二氧化锰(包括作为制备原料添加的二氧化锰和高锰酸钾分解产生的二氧化锰)可以作为氧化剂对体系中的硫、砷进行氧化，在提高对硫、砷脱除效果的同时，还可以适当降低后续深度处理过程中焙烧处理的温度。在本专利技术中，所述铜渣、高锰酸钾和二氧化锰的质量比优选为100：(0.005～0.025)：(0.5～5)，更优选为100：(0.01～0.02)：(1～3)；所述铜渣、高锰酸钾和二氧化锰的配比控制在上述范围内，有利于保证各组分得以充分利用，提高各制备原料的利用率。在本专利技术中，所述双层复合球团的制备原料包括包覆材料；所述包覆材料优选包括CaO、Ca(OH)2、MgO和Mg(OH)2中的一种或几种，具体的，可以为CaO或MgO，也可以为Ca(OH)2和/或Mg(OH)2；当所述包覆材料为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物时，所述Ca(OH)2和Mg(OH)2的摩尔比优选为1：(0.1～10)，更优选为1：(1～5)。在本专利技术中，所述包覆材料的粒度优选为150～250目，更优选为200～250目。在本专利技术中，所述包覆材料形成双层复合球团的包覆层，能够吸收铜渣处理过程中球核内逸出的硫、砷等有害元素形成的氧化物。本专利技术对于所述包覆材料的用量没有特殊的限定，能够保证双层复合球团中包覆层的厚度在所需范围内即可。在本专利技术中，所述双层复合球团的制备原料包括粘结剂；所述粘结剂优选包括膨润土、羧甲基纤维素或富铁粘结剂；所述粘结剂的用量优选不超过铜渣和铁精粉总质量的3％，更优选为1～2％。本专利技术利用粘结剂实现预处理铜渣、铁精粉和二氧化锰的粘结，从而形成球核。本专利技术对于所述粘结剂的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本专利技术中，所述双层复合球团的制备原料包括水玻璃；所述水玻璃的模数优选为1～3，更优选为1～2。本专利技术利用水玻璃实现包覆材料与球核的粘结，同时在球核与包覆层之间形成过渡区域，有利于提高生球强度。本专利技术对于所述水玻璃的用量没有特殊的限定，能够保证将包覆材料粘结在球核的表面即可。在本专利技术中，所述双层复合球团的制备原料包括水；本专利技术对于所述水的用量没有特殊的限定，能够保证球核的含水量在合适的范围即可。本专利技术提供了上述技术方案所述双层复合球团的制备方法，包括以下步骤：将铜渣、高锰酸钾和部分水混合进行预处理，得到预处理铜渣；将所述预处理铜渣、铁精粉、二氧化锰、粘结剂和剩余水混合后进行第一造粒，得到球核；在所述球核的表面喷洒水玻璃后与包覆材料混合，之后进行第二造粒，得到生球；在氧化性气氛中，将所述生球进行干燥处理，得到双层复合球团。本专利技术将铜渣、高锰酸钾和部分水混合进行预处理，得到预处理铜渣。在本专利技术中，优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理铜渣用双层复合球团，包括球核和粘附在所述球核表面的包覆层，制备原料包括铜渣、铁精粉、高锰酸钾、二氧化锰、包覆材料、粘结剂、水玻璃和水。

【技术特征摘要】
1.一种处理铜渣用双层复合球团，包括球核和粘附在所述球核表面的包覆层，制备原料包括铜渣、铁精粉、高锰酸钾、二氧化锰、包覆材料、粘结剂、水玻璃和水。2.根据权利要求1所述的双层复合球团，其特征在于，所述铜渣、铁精粉、高锰酸钾和二氧化锰的质量比为100：(5～20)：(0.005～0.025)：(0.5～5)。3.根据权利要求1所述的双层复合球团，其特征在于，所述铁精粉的粒度≤200目，所述铁精粉的品位≥58％；所述铜渣的粒度≤150目。4.根据权利要求1所述的双层复合球团，其特征在于，所述包覆材料包括CaO、Ca(OH)2、MgO和Mg(OH)2中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的双层复合球团，其特征在于，所述粘结剂包括膨润土、羧甲基纤维素或富铁粘结剂；所述粘结剂的用量不超过铜渣和铁精粉总质量的3％。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凯，张巧荣，王彬，魏志芳，孔征，张晓华，师学峰，韩伟刚，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：河北,13