【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有色金属火法冶炼，具体涉及一种高含锌难处理铜精矿资源高效回收的方法。
技术介绍
1、铜是我国经济建设的重要原材料，涉及到从基建房地产、汽车、家电、新能源等各行各业。2022年，我国精炼铜产量1106.3万吨，作为全球最大的铜生产国，其铜矿资源较为贫乏，仅占全球总量的3％左右，而且资源禀赋条件较差，铜精矿对外依存程度大。随着铜矿产资源的开发利用，单一金属的富矿量及铜品位在不断减少，我国铜冶炼厂的铜精矿有可能面临处理各种难选的多金属混合矿的挑战。
2、我国对铜精矿按化学成分分为五个等级，其等级划分符合表1的规定。
3、表1.铜精矿按化学成分的等级划分
4、
5、铜精矿中除含有上述元素外，还含有较多的fe，含量在20％以上，铜精矿中cu、fe、zn、pb主要以硫化物的物相存在，这些硫化物在高温下与氧结合的能力顺序为锌硫化物＞铁硫化物＞铅硫化物＞铜硫化物。在熔炼过程中将大部分铁氧化造渣进入熔炼渣，熔炼渣一般采用铁硅二元系渣，在熔炼温度1250℃左右下，保证熔炼渣流动性好的前提下，尽可能提高fe/sio2，减少渣量；在还有铁硫化物存在的情况下，铜硫化物几乎不被氧化，因此，除少量的铜被机械夹杂至熔炼渣，绝大部分的铜保持以硫化物(cu2s)的物相进入铜锍中。
6、目前，大部分铜冶炼厂熔炼过程温度为1250～1300℃，在实际生产处理高含铅锌铜精矿时，主要是在混合配料过程中加入少量的高含铅锌铜精矿，采用合适的配料制度，控制入炉铜精矿pb+zn＜5％，但并未实现大批量的处理
7、因此，很有必要提供一种可以大批量处理高含锌铜精矿并回收其中的锌资源的高效回收方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种难处理的高含锌铜精矿资源高效回收的方法，旨在实现大批量处理高含锌铜精矿并回收其中的锌资源。本专利技术所述难处理的高含锌铜精矿是指主要元素含量cu 20～30％、zn＞8％、mgo＞3％、fe20％～28％、s27％～32％的铜精矿。
2、本专利技术提供的这种高含锌铜精矿资源高效回收的方法，包括如下步骤：
3、(1)熔炼：将高含锌铜精矿、石英石、煤，按照fe/sio2的质量比为1.6～2.0、煤率1.5％～5.0％进行配料后，通过皮带输送至侧吹炉下料口，连续加料至侧吹炉中，鼓入富氧，控制侧吹炉熔池温度≥1350℃，物料在炉内完成造铜锍过程，生成熔体与烟尘；生成的熔体分离为冰铜层和炉渣层，冰铜层为铜品位＞70％的铜锍，炉渣层为高含锌铜熔炼渣，分别从相应的排放口间断排出；收集烟尘返回熔炼；
4、(2)烟化：将步骤(1)生成的高含锌铜熔炼渣转移至烟化炉中，采用间断加料、间断放渣的方式，按煤率15％～20％进行还原烟化，鼓入富氧空气，控制熔池氧气过剩系数为0.8～0.9，使得煤在燃烧放热的同时，将所述熔炼渣中的氧化锌还原成锌蒸汽，锌蒸汽随后在烟气中氧化成氧化锌被富集，反应最终产物为烟化渣与氧化锌烟尘。
5、步骤(1)得到的所述高含锌铜熔炼渣的组成主要为铁氧化物、锌氧化物、二氧化硅与氧化镁及少量夹杂的铜硫化物。
6、优选的，步骤(1)中，所述富氧的含氧率为75％～85％。
7、优选的，所述步骤(1)中，造铜锍过程中放铜锍及排渣的周期为1.5～3h。
8、在一些具体实施方式中，步骤(1)中，生成的铜品位＞70％的铜锍，直接送铜吹炼工序；生成的烟尘返熔炼炉熔炼；生成的高含锌铜熔炼渣送烟化炉进行后续处理。
9、在铜熔炼过程中造渣是最重要的，既要使铜大部分进入熔炼，又要使绝大部分杂质进入熔炼渣后，熔炼渣还能保持良好的流动性。本专利技术通过合理配料，并控制熔炼温度≥1350℃，使大部分杂质进入熔炼渣的同时还能使熔炼渣保持良好的流动性。
10、步骤(1)熔炼过程中涉及的主要原理如下：
11、铜精矿中cu、fe、zn主要以硫化物的物相存在，这些硫化物在高温下与氧结合能力顺序为锌硫化物＞铁硫化物＞铜硫化物，因此，在铜熔炼过程中控制生成的铜锍中含少量的铁、铜品位＞70％时，可以使大部分的铁氧化进入熔炼渣，绝大部分的铜进入铜锍，大部分锌氧化进入熔炼渣、少部分锌挥发至烟尘以及进入铜锍中。
12、熔炼渣组成主要是铁氧化物、锌氧化物、二氧化硅及氧化镁，以factsage计算mgo含量为6％时，feo-sio2-zno-mgo四元相图如图1所示。
13、对图1所示四元相图进行区域划分(对应序号见图2)，可以得到不同区域的液相量占比，具体如表2所示。由各个区域的液相量占比可知，2号区域的液相量最高99.9％，几乎为全液相区域，说明成分在2号区域范围内炉渣的黏度将会最低，炉渣的性能将最稳定。其次是3号区域，液相量占比为85.2％。相图中，三角形中右侧的区域整体液相量偏高，属于炉渣组成比较好的区域。由于2号区域几乎为全液相区域，故可以认为2号区域是最稳定的区域。经过计算可知，炉渣性能稳定区域fe/sio2范围可达0.68～3.18，同时，稳定区域对于zno含量的要求区间较为宽泛。因此，在fe/sio2＝1.6～2.0、熔炼温度≥1350℃时，熔炼渣流动性良好。
14、表2相图中各个区域液相量占比
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16、
17、优选的，步骤(2)中，所述还原烟化的温度为1250～1350℃，烟化加料时间间隔与步骤(1)熔炼过程放渣间隔一致，烟化过程的加料及排渣周期为1.5～3h。
18、优选的，步骤(2)中，所述富氧空气的含氧率为25％～35％。
19、在一些具体实施方式中，步骤(2)中所述氧化锌烟尘可以送至锌湿法冶炼系统处理。
20、所述高含锌铜熔炼渣中夹杂的cu2s在烟化过程中保持不变，烟化后经缓冷选矿，可得铜渣精矿并返回熔炼系统。
21、本专利技术的有益效果：
22、采用本专利技术工艺流程可大批量处理高锌难处理铜精矿，解决锌含量高对熔炼过程的影响，同时高效回收其中的有价金属锌。采用fe/sio2＝1.6～2.0的工艺参数，可减少熔炼渣量，提高熔炼渣中锌含量，降低烟化渣中残余锌量，实现锌的高回收率。
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1.一种高含锌铜精矿资源高效回收的方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)得到的所述高含锌铜熔炼渣的组成主要为铁氧化物、锌氧化物、二氧化硅与氧化镁。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述富氧的含氧率为75％～85％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述造铜锍过程放铜锍及排渣的周期为1.5～3h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，生成的铜品位＞70％的铜锍，直接送铜吹炼工序；生成的烟尘返熔炼炉熔炼；生成的高含锌铜熔炼渣送烟化炉进行后续处理。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述还原烟化的温度为1250～1350℃，烟化加料时间间隔与步骤(1)熔炼过程放渣间隔一致，烟化过程的加料及排渣周期为1.5～3h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述富氧空气的含氧率为25％～35％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述氧化锌烟尘送至
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高含锌铜熔炼渣中夹杂的Cu2S在烟化过程中保持不变，烟化后经缓冷选矿，得铜渣精矿并返回熔炼系统。
...【技术特征摘要】
1.一种高含锌铜精矿资源高效回收的方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)得到的所述高含锌铜熔炼渣的组成主要为铁氧化物、锌氧化物、二氧化硅与氧化镁。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述富氧的含氧率为75％～85％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述造铜锍过程放铜锍及排渣的周期为1.5～3h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，生成的铜品位＞70％的铜锍，直接送铜吹炼工序；生成的烟尘返熔炼炉熔炼；生成的高含锌铜熔炼渣送烟化炉进...
【专利技术属性】
技术研发人员：柏韬，仝一喆，郭徽，刘自亮，王兴，陈艳梅，
申请(专利权)人：长沙有色冶金设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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