一种自然铜矿的冶炼方法技术

本发明专利技术公开了一种自然铜矿的冶炼方法，将重量份数为95～105、35～45、1～5和0～10的铜精矿、铁烧渣、石灰和烟尘粉碎后混合制成颗粒；颗粒高温还原熔炼，自然分离得到烟气、粗炉渣和第一部分粗铜；粗炉渣在1150～1250℃保温澄清，自然分离得到炉渣、冰铜和第二部分粗铜，将第一部分粗铜和第二部分粗铜合并得总粗铜；该总粗铜熔化，通风氧化并加入硅石造渣，得氧化铜和剩炉渣，分离剩炉渣加入还原剂，氧化铜充分还原熔炼制得阳极铜；以阳极铜为阳极、电解铜片为阴极，在酸性电解液中充分电解制得电解铜。本发明专利技术工艺流程简单、生产成本低、环境污染小；制得的电解铜质量优良，含铜品位达99.95％，综合回收率达96％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更具体地，涉及一种铜以单体金属形式存在的自然铜矿冶炼的方法。
技术介绍
麻阳铜矿是国内比较独特的自然铜矿，其中的铜与常见铜矿中铜以硫化物存在的形式不同，主要是以单体金属铜的形式存在；铜矿中硫与铁的含量也很低。目前的铜矿冶炼工艺主要是针对铜以硫化物形式存在的常见铜矿，并无适合于铜以单体金属形式存在的自然铜矿的单独冶炼方法。若使用针对常见铜矿的传统工艺冶炼麻阳铜矿，熔炼过程的弃渣中含铜量较高，整个工艺的铜回收率低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对目前没有适合于铜以单体金属形式存在的自然铜矿的单独冶炼方法这一问题，提供一种适合于此类自然铜矿的冶炼方法。本专利技术要解决的技术问题通过下述方案实现提供，该方法包括以下步骤(I)配料铜精矿、铁烧渣、石灰和烟尘充分粉碎并混合均匀，得到初始物料，其中铜精矿、铁烧渣、石灰和烟尘的重量份数分别为95 105、35 45、1 5和O 10 ;(2)制粒将所述初始物料制成颗粒；(3)高温还原熔炼所述颗粒脱水干燥后，还原气氛下充分熔炼并自然分离得到烟气、粗炉渣和第一部分粗铜；(4)保温澄清将所述粗炉渣在1150 1250°C保温澄清7 8h后，经自然分离得到炉渣、冰铜和第二部分粗铜，然后将所述第二部分粗铜与步骤(3)制得的第一部分粗铜合并得到总粗铜；(5)进一步还原熔炼所述总粗铜熔化后，通风氧化并加入硅石造渣，制得氧化铜与剩炉渣；分离所述剩炉渣后加入还原剂，所述氧化铜经充分熔炼制得阳极铜；其中，所述还原剂优选为松树或柴油的至少一种与木炭的组合；(6)电解精制以所述阳极铜为阳极、电解铜片为阴极，在酸性电解液中充分电解制得电解铜。在上述自然铜矿的冶炼方法中，所述方法还包括收集所述步骤(3)中产生的所述烟气，所述烟气经过沉淀得到所述初始物料中的烟尘。在上述自然铜矿的冶炼方法中，所述初始物料中铜精矿、铁烧渣、石灰和烟尘的重量份数分别为98 102、38 42、2 4和O 8。在上述自然铜矿的冶炼方法中，在所述步骤(2)中，所述的颗粒是球形颗粒，所述球形颗粒的直径为30 45mm。在上述自然铜矿的冶炼方法中，在所述步骤(3)中，所述的充分熔炼是指在1300 1400°C下熔炼 2· 5 3. 5h。在上述自然铜矿的冶炼方法中，在所述步骤(5)中，所述的充分熔炼是指在在1300 1400°C下熔炼 19 20h。在上述自然铜矿的冶炼方法中，在所述步骤￠)中，所述充分电解是指在温度为58 65°C、电压为O. 2 O. 3V、电流密度为200 240A/m2下电解；所述酸性电解液中的含铜浓度为40 45g/L、硫酸浓度为150 200g/L。在上述自然铜矿的冶炼方法中，所述烟气、粗炉渣和第一部分粗铜的自然分离是在高温还原熔炼过程中通过它们之间的比重差异实现，其中第一部分粗铜沉积在底部。在上述自然铜矿的冶炼方法中，所述炉渣、冰铜和第二部分粗铜的自然分离是在保温澄清过程中通过它们之间的比重差异实现，其中第二部分粗铜沉积在底部。 实施本专利技术的自然铜矿的冶炼方法，可以获得以下有益效果铜精矿中硅铁比大于15，配料时加入适当比例的铁烧渣(包含Fe203、Fe3O4和FeS等)，可以调节初始物料中的硅铁比，满足高温还原熔炼过程中的造渣需要；同时在高温还原熔炼过程中，通过足够量的焦炭的不完全燃烧保持强还原气氛，使得熔炼时产生的粗炉渣中的Fe3O4完全被还原为FeO，并与SiO2造渣实现分离，保证粗铜的回收率不小于96. 5% ;采用高温还原熔炼、粗炉渣保温澄清、总粗铜进一步还原熔炼以及阳极铜电解精炼的工艺可以制得含铜品位不小于99. 95%的电解铜，综合回收率不小于96%。本专利技术的金属(总粗铜、阳极铜和电解铜)回收率高且最终的电解铜质量优良，工艺流程简单、生产运行成本低，而且由于本方法中SO2的排放小，对环境污染小。具体实施例方式本专利技术中采用的自然铜矿为铜以单体金属铜形式存在的特殊铜精矿，其中所包含的铁与硫的含量也很低，硅铁比大于15。该类铜精矿的具体成分及各自的质量百分数为Cu 28-30%, Fe 2%, S 1%, SiO2 34%, CaO 6. 5%, Al2035. 5%, MgO I %, H2O 13% 等。因此，在铜矿的冶炼过程中，为了满足造渣需要，铜精矿中通常配入适当比例的铁烧渣，使得冶炼过程中造渣反应顺利进行并得到希望的渣型。这里所用的铁烧渣是硫铁矿经过沸腾焙烧后的产物，在沸腾焙烧的强氧化气氛中，铁烧渣中的Fe元素基本呈Fe2O3和Fe3O4的状态；焙烧不完全的情况下，存在少量的FeS。这里所说的“希望的渣型”指渣型控制为SiO240-42%, Fe 24-25 %、CaO 9-11 %。以下通过具体实施例，对本专利技术做进一步详细说明，应该理解的是，使用以下实施例的目的在于更全面的解释与公开本专利技术，而不以任何方式限制本专利技术的范围。实施例I :通过皮带运输机将重量份数分别为100、40、3和7的铜精矿、铁烧渣、石灰和外购的烟尘分别运输至混碾机中，充分粉碎后混合均匀，得到初始物料；将该初始物料转入制球机中，使各物料均匀地粘合在一起，制得直径为35mm的球形颗粒；通过皮带运输机将球形颗粒运输至熔炼炉中，脱水干燥后，球形颗粒中的碳酸盐、硫酸盐分解，进一步地，在熔炼炉的高温区在1350°C，由于焦炭的不完全燃烧球形颗粒的各种物料熔化并被还原，熔炼3h后分别得到烟气、包含部分铜的粗炉渣和第一部分粗铜；采用收尘装置收集烟气，烟气经过充分沉淀后得到烟尘，将得到的烟尘返回至配料仓中，在下一次配料时使用；将粗炉渣转入电热前床中，在1200°C保温澄清8h后，经重力自然分离得到炉渣、冰铜和第二部分粗铜，从上部渣层排出口排出炉渣，从底部的排铜口获得第二部分粗铜，然后将熔炼炉中制得的第一部分粗铜和此处制得的第二部分粗铜合并得到总粗铜；通过加料机将所述总粗铜转入至反射炉中，在1350°C下熔化，通风氧化得到氧化铜，加入硅石造渣并人工将剩炉渣从反射炉中扒出，实现剩炉渣与氧化铜的分离，然后加入松树及木炭充分还原氧化铜，经反射炉熔炼20h后得到阳极铜；将所述阳极铜转入电解槽中，以所述阳极铜为阳极、电解铜片为阴极，在含硫酸铜的酸性电解液中充分电解制得电解铜，其中电解槽的各参数设定如下温度60°C、电解槽电压O. 2V、电流密度220A/m2、电解液含铜浓度42g/L、电解液中硫酸浓度180g/L ;实施例中I中所制得的粗铜、阳极铜和电解铜含铜品位分别为92%、98. 8%和99. 96%。采用实施例I中的冶炼方法，在高温还原熔炼后进一步保温澄清粗炉渣的目的在于，实现粗炉渣中包含的部分的铜的分离，进而一方面提高粗铜的回收率，另一方面使粗炉渣中的含铜品位满足排放的要求。其中，保温澄清后制得冰铜、粗铜与含铜品位很低的炉渣的重量百分比分别为14%、6%和80%。 实施例I中，熔炼炉中得到的粗炉渣和电热前床中的炉渣均优选为三元系炉渣FeO · SiO2 · CaO，其具体的形成过程主要涉及以下反应3Fe203+C0 = 2Fe304+C02FeS+16Fe203 = llFe304+2S02Fe304+C0 = 3Fe0+C022Fe0+Si0+Ca0 = 2Fe0 · SiO2 · C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自然铜矿的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）配料：铜精矿、铁烧渣、石灰和烟尘充分粉碎并混合均匀，得到初始物料，其中铜精矿、铁烧渣、石灰和烟尘的重量份数分别为95~105、35~45、1~5和0~10；（2）制粒：将所述初始物料制成颗粒；（3）高温还原熔炼：所述颗粒脱水干燥后，还原气氛下充分熔炼并自然分离得到烟气、粗炉渣和第一部分粗铜；？（4）保温澄清：将所述粗炉渣在1150~1250℃保温澄清7~8？h后，经自然分离得到炉渣、冰铜和第二部分粗铜，然后将所述第二部分粗铜与步骤（3）制得的第一部分粗铜合并得到总粗铜；（5）进一步还原熔炼：所述总粗铜熔化后，通风氧化并加入硅石造渣，制得氧化铜与剩炉渣；分离所述剩炉渣后加入还原剂，所述氧化铜经充分熔炼制得阳极铜；（6）电解精制：以所述阳极铜为阳极、电解铜片为阴极，在酸性电解液中充分电解制得电解铜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑能欢，姚齐林，李代辉，
申请(专利权)人：湖南华洋铜业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：