一种铜渣处理系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种铜渣处理方法，包括：(1)将待处理的铜渣经过烘干机烘干得到干燥的铜渣粉料；(2)将干燥的铜渣粉料、石灰石和还原煤送入至直流矿热炉，进行熔炼；(3)步骤(2)中直流矿热炉内产生的高温烟气进入第一布袋除尘器过滤，得到低品位氧化锌粉；(4)低品位氧化锌粉和还原煤送入回转窑进行冶炼；(5)步骤(4)冶炼得到的回转窑烟气进入第二布袋除尘器过滤，获得高品位氧化锌粉。本发明专利技术还提供了一种铜渣处理系统，包括：烘干机、直流矿热炉、铁水包；余热锅炉、第一布袋除尘器、回转窑、第二布袋除尘器；以及原料棚。本发明专利技术的方法和系统能够处理目前大量堆存的铜渣、回收其中有价元素锌和铁。

【技术实现步骤摘要】
一种铜渣处理系统和方法
本专利技术涉及冶金设备及冶金工艺
，尤其涉及一种铜渣处理系统和方法。
技术介绍
铜渣是炼铜过程中产生的渣，属有色金属渣的一种。采用反射炉法炼铜排出的废渣为反射炉铜渣，采用鼓风炉炼铜排出的废渣为鼓风炉铜渣。中国是世界主要铜生产国，且90％采用火法冶炼工艺，每生产1吨铜将产出约2.2吨冶炼渣，近几年，我国每年铜渣产生量约1600万吨，历史堆存量超过1.2亿吨。铜渣的化学组成为SiO2：30％～40％，CaO：5％～10％，MgO：1％～5％，Al2O3：2％～4％，Fe：27％～40％，Zn：1％～3％；主要物相为铁橄榄石，其次为磁铁矿、玻璃体和硫化物。目前，大多数铜冶炼企业将铜渣部分出售给建材企业去用于水泥添加剂和制砖，部分堆存，没有最大限度的回收冶炼渣中的有价金属。在铜冶炼行业利润降低、环保要求日益严格的情况下，合理的对铜渣进行综合处理并实现经济效益，对铜冶炼企业来说至关重要。对于铜渣通过火法冶炼回收有价金属是目前主要利用趋势。一种目前生产上实际实施的生产工艺为：铜渣经过干燥与磨细的石灰石粉、磨细的煤粉、粘结剂、水按照一定比例混合，经过圆盘造球机造球；然后采用链篦机对球团进行焙烧制备干球。干球送入转底炉，喷吹燃气作为热源，高温下球团内部发生还原反应，获取氧化锌粉尘和高温直接还原铁球团。高温直接还原铁球团经过水淬降温防止二次氧化，然后磨矿，最终磁选获得铁粉。该工艺有以下问题：高温球团的热量没有利用，直接去水淬，能量浪费；转底炉还原过程受制于自身温度(还原区域约1100～1300℃)，导致铁的金属化率低，铁的回收率最高为88％，该回收率较低；最终产品是经过磁选获得的铁粉，因为转底炉还原温度不高，导致还原铁球团中铁晶粒成长不够大，铁晶粒与周围的杂质结合紧密，常规的磨矿工艺难以将铁与杂质充分分离，因此磁选时铁粉中有大量杂质(二氧化硅、氧化钙、碳粉、硫等)，导致铁粉中铁品位最高仅仅为90％。另外铁粉在目前冶金市场中不是一种常规产品，其自身杂质高，导致其不能用于炼钢；如果将铁粉用于高炉，则需要将铁粉压块才能投入高炉。高炉炼铁常规原料是铁矿石，铁矿石便宜，铁粉与铁矿石竞争市场，导致自身没有优势。另外有工艺“转底炉+燃气熔分”对铜渣进行利用。该工艺流程：铜渣经过干燥与磨细的石灰石粉、磨细的煤粉、粘结剂、水按照一定比例混合，经过圆盘造球机造球；然后采用链篦机对球团进行焙烧制备干球。干球送入转底炉，喷吹燃气作为热源，高温下球团内部发生还原反应，获取氧化锌粉尘和高温直接还原铁球团。高温直接还原铁球团送入燃气熔分炉，并且配入约30％的石灰石、还原煤等，提高铁的金属化率和还原率。该工艺缺点：高温直接还原球团从转底炉转运至燃气熔分炉，转运过程中存在能量损失。高温球团转运往往是间断的，需要大量人工参与，导致后续燃气熔分炉作业是间断性的。转底炉高温球团温度约900℃，转运存在一定的危险性，同时要避免球团高温二次氧化。另外转底炉实际投资费用相对较高，操作难度大，占地面积大；造球工艺消耗大量的粘结剂。
技术实现思路
为了解决上述全部或部分问题，本专利技术目的在于提供一种铜渣处理系统和方法，能够处理目前大量堆存的铜渣、回收其中有价元素锌和铁。一方面，本专利技术提供了一种铜渣处理方法，包括：(1)将待处理的铜渣经过烘干机烘干得到干燥的铜渣粉料；(2)将干燥的铜渣粉料、石灰石和还原煤送入至直流矿热炉，进行熔炼；(3)步骤(2)中直流矿热炉内产生的高温烟气进入第一布袋除尘器过滤，得到低品位氧化锌粉；(4)低品位氧化锌粉和还原煤送入回转窑进行冶炼；(5)步骤(4)冶炼得到的回转窑烟气进入第二布袋除尘器过滤，获得高品位氧化锌粉。可选地，在步骤(2)中，干燥的铜渣粉料、石灰石和还原煤的比例是：还原煤中固定碳质量/干燥的铜渣粉料中铁氧化物中的氧质量为0.8～1.0；(干燥的铜渣粉料、石灰石中氧化镁+氧化钙质量)/(干燥的铜渣粉料中氧化铝+氧化硅质量)为0.6～0.8。可选地，在步骤(3)中，高温烟气进入第一布袋除尘器之前，进入余热锅炉进行换热回收热量。可选地，在步骤(4)中，低品位氧化锌粉和还原煤质量比为1：0.3～0.35。可选地，在步骤(5)中，高品位氧化锌粉中含氧化锌大于90wt％。另一方面，本专利技术提供了一种铜渣处理系统，包括：烘干机、直流矿热炉、铁水包；烘干机用于烘干待处理的铜渣，得到干燥的铜渣粉料；干燥的铜渣粉料进入直流矿热炉，与石灰石和还原煤一起进行熔炼。可选地，该铜渣处理系统还包括：余热锅炉、第一布袋除尘器、回转窑、第二布袋除尘器；直流矿热炉内产生的高温烟气经过余热锅炉换热之后进入第一布袋除尘器过滤，得到低品位氧化锌粉；低品位氧化锌粉被送入回转窑进行冶炼；冶炼得到的回转窑烟气进入第二布袋除尘器过滤。可选地，该铜渣处理系统还包括：原料棚，用于存放待处理铜渣、石灰石、还原煤。可选地，所述直流矿热炉包括炉体、炉盖、电极柱系统、加料系统、烟气导出系统、供电系统、冷却水系统和液压系统。相比于现有技术，本专利技术的铜渣处理方法和系统至少具有如下有益效果：(1)回收铜渣中有益元素铁、锌，形成高品位铁水和高品位氧化锌粉尘，具有良好的经济意义；(2)相对于“转底炉+水淬+磨矿+磁选”利用方式，避免了制造球团消耗大量粘结剂；转底炉占地面积大制造费用高；转底炉还原时，铁晶粒成长有限，磨矿无法充分分离铁粉与氧化硅杂质，导致磁选回收铁粉品位低；另外铁粉不是一个成熟的市场产品，无法销售；(3)相对于“转底炉+保温热送+熔分”工艺，本专利技术避免了制造球团消耗大量粘结剂；转底炉占地面积大制造费用高；转底炉还原球团，从转底炉卸料后温度约900℃，温度较高，很容易二次氧化；高温下运送球团也不够方便，容易发生危险；(4)本专利技术通过直流矿热炉获得低品位氧化锌粉，对于原料进行了减量化处理，再用一台小型回转窑处理低品位氧化锌粉，获得高品位氧化锌粉，用较低成本获得高品位物料；(5)本专利技术“直流矿热炉+回转窑”工艺流程短，工艺便捷。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的铜渣处理方法的一种优选实施方案的工艺流程图。图2是本专利技术的铜渣处理系统的一种优选实施方案的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。在本专利技术中，除非另有说明，否则本专利技术中涉及的技术术语都具有本领域技术人员通常理解的含义。针对现有技术中对铜渣进行处理时存在的工艺过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜渣处理方法，其特征在于，包括：/n(1)将待处理的铜渣经过烘干机烘干得到干燥的铜渣粉料；/n(2)将干燥的铜渣粉料、石灰石和还原煤送入至直流矿热炉，进行熔炼；/n(3)步骤(2)中直流矿热炉内产生的高温烟气进入第一布袋除尘器过滤，得到低品位氧化锌粉；/n(4)低品位氧化锌粉和还原煤送入回转窑进行冶炼；/n(5)步骤(4)冶炼得到的回转窑烟气进入第二布袋除尘器过滤，获得高品位氧化锌粉。/n

【技术特征摘要】
1.一种铜渣处理方法，其特征在于，包括：
(1)将待处理的铜渣经过烘干机烘干得到干燥的铜渣粉料；
(2)将干燥的铜渣粉料、石灰石和还原煤送入至直流矿热炉，进行熔炼；
(3)步骤(2)中直流矿热炉内产生的高温烟气进入第一布袋除尘器过滤，得到低品位氧化锌粉；
(4)低品位氧化锌粉和还原煤送入回转窑进行冶炼；
(5)步骤(4)冶炼得到的回转窑烟气进入第二布袋除尘器过滤，获得高品位氧化锌粉。


2.根据权利要求1所述的铜渣处理方法，其特征在于，在步骤(2)中，干燥的铜渣粉料、石灰石和还原煤的比例是：
还原煤中固定碳质量/干燥的铜渣粉料中铁氧化物中的氧质量为0.8～1.0；
(干燥的铜渣粉料、石灰石中氧化镁+氧化钙质量)/(干燥的铜渣粉料中氧化铝+氧化硅质量)为0.6～0.8。


3.根据权利要求1所述的铜渣处理方法，其特征在于，在步骤(3)中，高温烟气进入第一布袋除尘器之前，进入余热锅炉进行换热回收热量。


4.根据权利要求1所述的铜渣处理方法，其特征在于，在步骤(4)中，低品位氧化锌粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洪翔，陈圣鹏，吕韬，
申请(专利权)人：中冶东方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37