从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺及回收系统技术方案

本发明专利技术涉及有色金属回收领域，具体而言，涉及一种从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺及回收系统。从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺，包括以下步骤：在还原气氛下对熔融状态的熔炼渣进行贫化处理，贫化处理后形成含铜沉降物和熔融态的贫化渣；所述贫化渣中铁的含量与所述熔炼渣中铁的含量相同；对所述贫化渣进行深度还原处理；得到含铁沉降物、含锌蒸汽和熔融态的废渣。该工艺旨在改善回收铜、铁和锌的收率和品质，工艺复杂，回收周期长问题。

Technology and Recovery System of Iron and Zinc from Copper Smelting Slag

【技术实现步骤摘要】
从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺及回收系统
本专利技术涉及有色金属回收领域，具体而言，涉及一种从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺及回收系统。
技术介绍
铜熔炼渣是炼铜过程中产生的渣，通常作为废物出售；然而，铜熔炼渣中含有大量的铁(含量达42％左右)，同时还含有一定量的锌和铜，如不回收容易造成资源浪费和环境污染。而现有技术中对铜熔炼渣的回收处理一般是将铜熔炼渣冷却后与还原剂、粘结剂等混合造球并烘干，而后再回收铁和锌，但是上述方法回收效率低，操作繁琐，添加过多的添加剂，并且能耗高，未有效利用熔融态铜熔炼渣中的热量；特别是，上述方法无法实现铜与铁的分离，无法保证回收金属的品质也降低了铁和铜的回收率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺，旨在改善回收得到的铁、铜和锌的收率和品质，能耗高、工艺复杂，回收周期长等问题。本专利技术还提供了一种从铜熔炼渣中回收铁和锌的回收系统，该回收系统结构简单，可以连续不间断生产，回收金属。本专利技术是这样实现的：本专利技术实施例中提供一种从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺，包括以下步骤：在还原气氛下对熔融状态的熔炼渣进行贫化处理，贫化处理后形成含铜沉降物和熔融态的贫化渣；所述贫化渣中铁的含量与所述熔炼渣中铁的含量相同；对所述贫化渣进行深度还原处理；得到含铁沉降物、含锌蒸汽和熔融态的废渣。本专利技术实施例中提供一种从铜熔炼渣中回收铁和锌的回收系统，其包括进行贫化处理形成贫化渣的至少两个炼渣炉，至少两个所述炼渣炉交替使用。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过上述操作工艺能够有效改善回收得到的铁、锌和铜的收率和品质，能耗高、工艺复杂，回收周期长问题。同时，设置回收系统能够连续不间断地回收各种金属，保证了生产速率和效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术实施例1提供的从铜熔炼渣中回收铁和锌的回收系统的结构示意图。图中标记分别为：100-回收系统；110-铜熔炼炉；120-炼渣炉；130-还原炉。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例提供一种从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺及回收系统具体说明。本专利技术实施例提供一种从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺，包括以下步骤：S1、进行贫化处理；在还原气氛下对熔融状态的熔炼渣进行贫化处理，贫化处理后形成含铜沉降物和熔融态的贫化渣。具体地，在还原气氛下将熔融状态的熔炼渣、贫化处理所用的第一熔剂、还原剂和还原气在1200-1300℃的条件下形成第一混合熔炼液，并进行部分还原反应，使得冰铜沉降，且氧化锌部分被还原为锌蒸汽。在上述温度下还原气氛能够与熔炼渣和第一熔剂作用，发生部分还原反应，渣中的四氧化三铁被还原为氧化亚铁，继而使得熔炼渣中铜形成冰铜微粒，且冰铜微粒能够聚集沉降到第一混合熔炼液底部，从而达到回收铜，提升铜产量的效果，也能够进一步改善得到的铜的品质，同时，使得铁和铜能够分离，继而提升分别铜和铁的回收效率和品质。部分还原反应还包括将熔融状态的熔炼渣中的氧化锌部分还原为锌蒸汽，整体上在贫化处理过程中回收的锌大概为30％左右，使得后期贫化渣中锌含量为2-2.8％。进一步地，本工艺可以直接对熔融状态的熔炼渣进行处理，而不需将其冷凝为固体，并造球烘干，不仅有效利用了熔融态熔炼渣中的热量，降低了能耗，而且进一步简化了生产步骤，节约了回收时间。熔融状态的所述熔炼渣的温度为1150-1180℃。该熔炼渣为经过炼铜后的废弃物，其本身便具有一定的能量，能够减少沉降铜所需的能耗，也避免对熔炼渣进行进一步加热，节约了生产时间和成本。进一步地，该熔炼渣中铜含量为3-4％，锌含量为3-4％，铁含量为40-45％。熔炼渣中还含有铜，因此对铜进行进一步回收，能够提升炼铜工艺中铜的产量，提升企业经济效益。同时，将铜和铁进行分离，能够提升铜和铁的回收率和品质。进一步地，贫化处理所用的第一熔剂石英石和石灰石中的至少一种；还原剂为黄铁矿和焦炭的至少一种。选用上述贫化处理所用的第一熔和还原剂能够更有利于进行部分还原反应，更有利于贫化形成良好的渣型，保证分离铜的效果，也保证铜的品质，继而有利于后续对铁的回收，有利于提升铁的品质。优选地，所述石灰石的添加量均为所述熔炼渣的重量的1-3％，所述石英石的添加量为所述熔炼渣的重量的2.5-4％，所述黄铁矿的添加量均为所述熔炼渣的重量的3-6％，焦炭的添加量均为所述熔炼渣的重量的0.8-2.8％。通过采用上述范围的第一熔剂，能改善回收金属的收率和品质。进一步地，还原气氛中气体为天然气、液化气或者天然气和液化气与氧气的混合气体中的至少一种，优选地，还原气氛中的气体为天然气和氧气的混合气体，更优选地，天然气和氧气的体积为1-1.2:1。采用天然气和氧气的混合气体能够保证对熔炼渣进行部分还原，继而保证回收金属的产率和品质。当天然气的通入总量达到25Nm3/t时，停止反应，并对第一混合熔炼液进行静置。当天然气通入量接近25Nm3/t时，冰铜微粒基本形成完全，停止反应是不再继续通入气体，而静置过程中，冰铜能够进一步沉降到底部，继而有利于分离铜，继而有利于保证回收得到的铜和铁的品质和回收率。静置时间为30-60分钟，静置后进行分离，形成贫化渣和冰铜熔炼液，通过上述操作减少渣中铜含量，使得贫化渣中的铜含量在0.3％以下，能够更有利于分离铁和锌，同时提升炼铜厂的经济效益。该步骤中进行部分还原，得到的贫化渣中铁的含量与所述熔炼渣中铁的含量相同，也就说贫化渣内铁含量为40-45％，也就是该步骤中铁未被分离回收，回收了铜，实现了铜和铁的分离，保证铜和铁的回收率的品质。S2、进行深度还原处理；对所述贫化渣进行深度还原处理；得到含铁沉降物、含锌蒸汽和熔融态的废渣。具体地，在还原气氛下，将制备得到的贫化渣、第二熔剂和还原气氛进行深度还原反应，深度还原的温度为1450-1500℃。而贫化渣、第二熔剂在上述温度下呈熔融态，也就是形成第二混合熔炼液。而深度还原的过程是单质铁被大量还原出来，继而使得铁沉降，得到含铁沉降物，而锌则被完全还原为含锌蒸汽溢出第二混合熔炼液，而后再与烟气中的氧气发生氧化反应，形成氧化锌继而得到回收，回收可以采用收尘系统回收。最终熔融态的废渣中铁、锌和铜含量均低，单质铁的含铁沉降物从放铁口排出，而剩余废渣从放渣口排出。深度还原反应采用的还原气氛与贫化处理采用的还原气氛为同一气体。进一步地，第二熔剂为钙石、白云石和石灰石中的至少一种；采用上述第二熔剂更有利于铁和锌的还原，继而更有利于回收铁和锌。优选地，所述第二熔剂的添加量为所述熔炼渣的质量的30-35％。采用上述比例的能够进一步保证铁和锌的回收率，同时保证回收得到的锌和铁具有较高的品质。当天然气的通入总量达到80-100Nm3/t时，停止反应，分离沉积于底部的铁。通过上述工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺，其特征在于，包括以下步骤：在还原气氛下对熔融状态的熔炼渣进行贫化处理，贫化处理后形成含铜沉降物和熔融态的贫化渣；所述贫化渣中铁的含量与所述熔炼渣中铁的含量相同；对所述贫化渣进行深度还原处理；得到含铁沉降物、含锌蒸汽和熔融态的废渣。

【技术特征摘要】
1.一种从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺，其特征在于，包括以下步骤：在还原气氛下对熔融状态的熔炼渣进行贫化处理，贫化处理后形成含铜沉降物和熔融态的贫化渣；所述贫化渣中铁的含量与所述熔炼渣中铁的含量相同；对所述贫化渣进行深度还原处理；得到含铁沉降物、含锌蒸汽和熔融态的废渣。2.根据权利要求1所述的从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺，其特征在于，还原气氛中气体为天然气、液化气或者天然气和液化气与氧气的混合气体中的至少一种，优选地，还原气氛中的气体为天然气和氧气的混合气体，更优选地，天然气和氧气的体积为1-1.2:1。3.据权利要求2所述的从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺，其特征在于，贫化渣贫化处理包括在还原气氛下将熔融状态的熔炼渣、贫化处理所用的第一熔剂、还原剂和在1200-1300℃的条件下形成第一混合熔炼液，并进行部分还原反应，使得冰铜沉降，且氧化锌部分被还原为锌蒸汽；当天然气的通入总量达到25Nm3/t时，停止反应，并对第一混合熔炼液进行静置、分离形成贫化渣和含铜沉降物；更优选地，静置的时间为30-60分钟。4.根据权利要求3所述的从铜熔炼渣中回收铁和锌的工艺，其特征在于，所述还原剂为黄铁矿和焦炭的至少一种，第一熔剂为石英石和石灰石的至少一种；优选地，所述黄铁矿的添加量均为所述熔炼渣的重量的3-6％，所述焦炭的添加量均为所述熔炼渣的重量的0.8...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔志祥，王智，王海滨，杜武钊，侯鹏，崔文昭，魏传兵，边瑞民，陈永鑫，
申请(专利权)人：东营方圆有色金属有限公司，东营鲁方金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37