铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法技术

本发明专利技术公开了一种铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法，包括以下步骤：将混合铜精矿加入熔炼炉，鼓入含氧气体进行富氧熔炼，得到铜锍、熔炼渣及烟气；定向分配调控方法包括以下路线中的至少一种：路线A：控制所述混合铜精矿中Cu、Fe、S的质量百分比分别为25‑27％、18‑23％、27‑30％；路线B：控制所述混合铜精矿的加入速率和控制富氧浓度为73‑80％以使氧矿比为161‑165Nm

【技术实现步骤摘要】
铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法
本专利技术属于火法冶金领域，尤其涉及一种铜熔炼方法。
技术介绍
随着优质矿产资源日渐枯竭，低品位多金属伴生原生资源、电子废弃物等复杂二次资源正在成为主要处理原料。低品位多金属伴生原生资源中铅、锌主要以硫酸盐、氧化物及硫化物形式存在，电子废弃物等复杂二次资源中铅主要来自含铅焊锡。低品位多金属伴生原生资源和电子废弃物通常会与其他铜精矿经过搭配一起成为冶炼原料，通常称经过搭配后的原料为混合铜精矿。混合铜精矿熔炼过程中，铅、锌会因自身理化性质不同，分别以不同的形式进入铜锍、熔炼渣、烟气三相中。铅主要以Pb、PbS的形式进入铜锍中，以PbO的形式进入熔炼渣，以PbS的形式挥发进入烟气；锌主要以ZnS的形式进入铜锍中，以ZnO的形式进入熔炼渣，以Zn、ZnS的形式挥发进入烟气。进入铜锍中的铅、锌，会降低铜锍品质，增加后续铜锍吹炼、火法精炼及电解精炼的压力；进入烟气中的铅、锌，会导致烟道口结焦严重，影响正常生产，且铅、锌重金属随烟气在车间逸散，严重危害生产环境和工人健康。混合铜精矿熔炼过程中对铅锌的定向调控以减小铅锌进入铜锍和烟气中的相关报道在现有技术中鲜有报道，是一个值得深入研究的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法，该方法可以实现铅、锌元素在熔炼渣中的定向富集，提高铜锍产品品质，降低烟气中铅、锌元素的含量，提高产品品质、减少烟道口结焦、降低对环境和工人危害。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法，包括以下步骤：将混合铜精矿加入熔炼炉，鼓入含氧气体进行富氧熔炼，得到铜锍、熔炼渣及烟气；定向分配调控方法包括以下路线中的至少一种：路线A：控制所述混合铜精矿中Cu、Fe、S的质量百分比分别为25-27％、18-23％、27-30％；路线B：控制所述混合铜精矿的加入速率和控制富氧浓度为73-80％以使氧矿比(单位小时内，氧气鼓入体积与混合铜精矿加入量的比值，可通过改变精矿加入速率和氧气鼓入速率实现调控)为161-165Nm3/t；上述富氧浓度是指鼓入含氧气体中氧气占总气体的质量百分比。生产中是通过空气(氧浓21％)和纯氧(氧浓98％)搭配比例，控制富氧浓度。上述铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法中，优选的，所述路线B中，所述富氧熔炼过程中控制铜锍品位为71-75％。上述铜锍品位可通过改变精矿成分、精矿加入速率、氧气鼓入速率实现。上述铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法中，优选的，所述路线B中，所述富氧熔炼过程中熔炼温度为1493-1573K。上述铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法中，优选的，所述定向分配调控方法同时包括路线A与路线B。上述路线A与路线B同时作用，更加有利于提高氧势和达到熔炼温度的作用，更加有利于铅锌入渣，实现铅锌的定向分配调控。上述铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法中，优选的，所述富氧熔炼过程中加入熔剂石英，所述石英的加入量以控制铁硅比为1.5-1.9为准。铜精矿中含有大量的铁，在炼铜过程中希望把铜和铁分离，因为铜易于硫结合、而铁容易与氧结合，即铁比铜更容易氧化，因此鼓入氧气把精矿中的铁氧化为氧化亚铁，但氧化亚铁与铜锍互溶，需要通过添加石英(主要成分是SiO2)与氧化亚铁反应生成熔炼渣，才能使氧化亚铁与铜锍分离，即实现部分铁与铜分离。上述铁硅比的控制可通过改变精矿成分和熔剂加入量实现。进一步降低铁硅比，使PbO、ZnO与SiO2造渣脱除，降低PbO、ZnO在渣中活度，有利于铅、锌在渣中定向富集，但降低铁硅比使渣量升高，导致渣选矿车间处理量增加。上述铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法中，优选的，所述混合铜精矿中含有铅和锌，所述铅的质量百分比为0.01-5％，所述锌的质量百分比为0.01-10％。本专利技术的原理为：铜锍中Pb、PbS、ZnS的活度系数随熔炼温度升高而降低，即升高温度不利于铅、锌在铜锍中富集；烟气中PbS、Zn、ZnS分压，随温度升高而升高，即较高的熔炼温度有利于铅、锌挥发进入烟气；随着熔炼氧势增加，铜锍中的Pb、PbS、ZnS和烟气中PbS、Zn、ZnS更易被氧化为PbO、ZnO进入渣中，即提高氧势，有利于铅、锌在渣中富集；随着铁硅比降低，渣中SiO2含量增加，使PbO、ZnO易与SiO2结合以PbO·SiO2、2ZnO·SiO2的形式固定在渣中，即降低铁硅比，有利于铅、锌在渣中富集。本专利技术中，上述混合铜精矿是由来自各国/各矿厂的精矿搭配而成，各国/各矿厂的精矿通常都是由Cu、Fe、S等主金属和As、Sb、Bi等杂质元素构成，只是含量不同，可根据生产需求，通过调整各种的精矿搭配比例，调控最终混合铜精矿的成分。由于炼铜过程是氧化除脱铁、硫等元素的过程；其他参数不变的情况下，因为鼓入熔炼炉内的氧气量不变，提高精矿中的Cu含量，Fe、S含量相应降低，相当于消耗氧气的物质少了，因此氧势增加；熔炼过程，烟气带走大量热量，减少S含量，使烟气量降低，烟气带走热量减少，因此熔炼温度增加。上述氧势和熔炼温度增加有利于铅锌进入熔炼渣中。同理，降低Fe、S含量的影响，也有利于提高氧势和熔炼温度。但Cu含量不能过多，Cu含量过多，精矿中的Fe、S减少导致氧势增加，Fe被氧化为FeO后进一步被氧化为Fe3O4，Fe3O4是一种高熔点物质，使液态熔炼渣粘度增加，不利于熔锍和熔炼渣利用密度差分离，因此铜在熔炼渣中的损失较大，不利于提高铜的收率。本专利技术中，路线B中的氧矿比和富氧浓度的上述限定更有利于提高氧势和熔炼温度，满足本申请的需求，铅锌易进入熔炼渣中，保证熔炼正常进行。但进一步提高氧矿比和富氧浓度，会增加炉体热负荷、降低炉体寿命，同时增加铜在渣中损失、降低有价金属直收率。上述铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法中，优选的，所述熔炼炉包括炉体，所述炉体上设有加料口、放渣口、放铜锍口、烟道口和多根第一氧枪，所述加料口设于所述炉体上部，所述第一氧枪设于所述炉体下部，所述第一氧枪设于所述加料口下方，所述炉体内腔中固设有挡板系统，所述挡板系统包括第一耐高温挡板与第二耐高温挡板，所述第一耐高温挡板的上端与所述炉体内腔顶部之间设有烟气通道，所述第二耐高温挡板的下端与熔池液面之间设有烟气通道，所述挡板系统设于所述加料口与烟道口之间。上述铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法中，优选的，所述炉体在靠近所述加料口一端设有用于向炉体内补充氧气的第二氧枪。第二氧枪可以进一步提供强氧势区内的氧势。上述铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法中，优选的，所述第一耐高温挡板设于所述加料口与第二耐高温挡板之间，所述第二耐高温挡板设于所述烟道口与第一耐高温挡板之间。上述设置方式有利于提高第一耐高温挡板与第二耐高温挡板之间的氧势。上述铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法中，优选的，所述第一氧枪与所述加料口位于所述第二耐高温挡板的同一侧，且第一耐高温挡板与第二耐高温挡板之间设有至少一根第一氧枪。第一氧枪与所述加料口位于所述第二耐高温挡板的同一侧可以保证形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法，包括以下步骤：将混合铜精矿加入熔炼炉，鼓入含氧气体进行富氧熔炼，得到铜锍、熔炼渣及烟气；其特征在于，定向分配调控方法包括以下路线中的至少一种：/n路线A：控制所述混合铜精矿中Cu、Fe、S的质量百分比分别为25-27％、18-23％、27-30％；/n路线B：控制所述混合铜精矿的加入速率和控制富氧浓度为73-80％以使氧矿比为161-165Nm

【技术特征摘要】
1.一种铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法，包括以下步骤：将混合铜精矿加入熔炼炉，鼓入含氧气体进行富氧熔炼，得到铜锍、熔炼渣及烟气；其特征在于，定向分配调控方法包括以下路线中的至少一种：
路线A：控制所述混合铜精矿中Cu、Fe、S的质量百分比分别为25-27％、18-23％、27-30％；
路线B：控制所述混合铜精矿的加入速率和控制富氧浓度为73-80％以使氧矿比为161-165Nm3/t。


2.根据权利要求1所述的铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法，其特征在于，所述路线B中，所述富氧熔炼过程中铜锍品位为71-75％。


3.根据权利要求1所述的铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法，其特征在于，所述路线B中，所述富氧熔炼过程中熔炼温度为1493-1573K。


4.根据权利要求1所述的铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法，其特征在于，所述定向分配调控方法同时包括路线A与路线B。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法，其特征在于，所述富氧熔炼过程中加入熔剂石英，所述石英的加入量以控制铁硅比为1.5-1.9为准。


6.根据权利要求1-4中任一项所述的铜冶炼过程铅锌定向分配调控方法，其特征在于，所述熔炼炉包括炉体(6)，所述炉体(6)上设有加料口(1)、放渣口(9)、放铜锍口(7)、烟道口(5)和多根第一氧枪(81)，所述加料口(1)设于所述炉体(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亲猛，王松松，郭学益，田庆华，田苗，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43