[發(fā)明專利]一種銅鎳冶金爐渣的處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00123066.2
• 申請日: 2000-10-12
• 公開（公告）號: CN1348999A
• 公開（公告）日: 2002-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冼愛平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B15/00;C22B23/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 張晨

本發(fā)明涉及銅、鎳火法冶金技術(shù)，特別提供一種熱锍洗渣方法，以提高高溫爐渣中殘留的鈷、鎳、銅等貴重金屬的回收率，繼而提高銅、鎳火法冶金工藝的綜合經(jīng)濟指標。

銅、鎳金屬的提煉工業(yè)是現(xiàn)代有色冶金工業(yè)中最重要的工業(yè)部門之一，銅、鎳及其副產(chǎn)品鈷已廣泛地應(yīng)用于各個重要的工業(yè)部門，是現(xiàn)代機器制造業(yè)、航空工業(yè)、儀器儀表、交通能源及國防工業(yè)中不可缺少的原材料，由于礦藏資源分布的地域性和工業(yè)上不可替代性這些金屬，尤其是鈷、鎳已成為現(xiàn)代工業(yè)關(guān)鍵性的戰(zhàn)略物資之一。

對銅硫化物礦，鎳硫化物礦或銅鎳硫化物共生礦，現(xiàn)代火法冶金工藝的主要任務(wù)是從硫化物中將共生的賤金屬鐵氧化成渣，并與锍分離，而將貴重金屬Cu，Ni，及伴生的Co留在锍(冰鎳，冰銅或鈷冰鎳等)中，供進一步濕法冶金提煉。火法冶煉的主要工藝分為兩大類，即熔燒冶煉和閃速爐冶煉，其中焙燒冶煉的工藝流程為：原精礦粉→焙燒(使部份硫化鐵氧化去硫，成為氧化鐵)→電爐熔煉(或反射爐熔煉，將硫化物和氧化物熔化，實現(xiàn)锍/渣分離)→轉(zhuǎn)爐吹煉(使低品位銅锍或鎳锍中殘余的硫化鐵進一步氧化成渣并與锍分離)→高冰銅或高冰鎳→濕法冶金(進一步將硫化物提煉為純金屬)；閃速爐冶煉工藝流程與上述工藝的差別是將焙燒和熔煉兩步合并為閃速熔煉(將精礦粉，富氧空氣或純氧，燃料如煤粉或重油等直接噴吹入爐，利用硫化鐵的燃燒熱產(chǎn)生高溫使精礦粉熔化，形成液滴落入下部的沉淀池，在重力場的作用下，實現(xiàn)渣/锍分離)。進一步冶煉與焙燒冶煉工藝流程相同。由于閃速爐冶煉中充分利用了硫化鐵與氧反應(yīng)的燃燒熱，可節(jié)省大量能源，降低冶煉成本，因而成為目前最有競爭力的工藝流程。

與鋼鐵冶金不同，銅鎳火法冶金的特點是棄渣數(shù)量很大，因此即使棄渣中僅含有少量的貴重金屬(主要是鈷、鎳、銅)也會造成很大的經(jīng)濟損失。如何減少爐渣中殘留的貴重金屬的含量，是現(xiàn)代銅鎳火法冶金面臨的重大技術(shù)問題之一，在目前的價格水平上爐渣中殘留鈷是鎳冶金渣中最重要的損失，其經(jīng)濟價值約占三種金屬鈷、鎳、銅總損失的70％以上，已有的研究已表明氧化性氣氛較強的轉(zhuǎn)爐爐渣中鈷的損失最大，锍中大部鈷可進入渣相。轉(zhuǎn)爐渣中含鈷量高達0.5-1.4％(徐家振，葉國瑞，魏國忠，賀家齊，有色金屬，5/1988，P31，約占入爐锍中全部鈷的70％以上。而在棄渣量較大的電爐或閃速爐爐渣中殘鈷含量也達0.07-0.15％，因此要提高銅鎳火法冶煉的綜合技術(shù)經(jīng)濟指標，提高鈷的回收率最為關(guān)鍵。

已有的研究表明渣中貴重金屬如鈷的流失機制可分為兩類，一類是以氧化鈷的形式與渣中氧化鐵或氧化硅形成共生氧化物(CoFe₂O₄或2CoOSi₂O₂)，此類稱為化學(xué)溶解型損失，另一類則是以硫化鈷形式機械卷入渣中，此類稱為物理損失，其它貴重金屬如鎳、銅的損失機制與此類同，但銅的損失則主要以物理機制為主，而鈷的損失則主要以化學(xué)機制為主。在氧化性較強的轉(zhuǎn)爐渣中貴重金屬鈷的損失最大，因此要提高渣中貴重金屬的回收率就應(yīng)提供一個良好的還原性熱力學(xué)條件和充分的物理沉淀。