[發明專利]一種高溫熔融銅渣提取鐵銅合金的方法

有效

• 申請號: 201310284197.1
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103343228A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 高廣震;吳秀娟;田守信;宋博博;田云鵬;蒲錫鵬
• 申請（專利權）人: 陽谷信民耐火材料有限公司
• 主分類號: C22B5/06
• 分類號: C22B5/06;C22B7/04;C22B15/00
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技術領域

本發明屬于資源與環境領域，具體是涉及一種高溫熔融銅渣提取鐵銅合金的方法。

背景技術

近幾年，中國的電解銅產量增長很快，僅2011年全國電解銅產量就達510萬噸；據統計，生產一噸銅產生2.2噸的銅渣，則2011年產出的銅渣達1000萬噸。而銅渣中約含有40?%的鐵，主要以鐵橄欖石（2FeO×SiO₂）和磁性氧化鐵（Fe₃O₄）的形式存在。所以，如果能成本低廉地將銅渣中的鐵提取出來，不但能夠實現廢物的再利用，實現工業廢棄物無害化，而且還可以獲得顯著的經濟效益。

我國常用的處理銅渣回收鐵的方法主要有兩種：

第一種是：與煉鐵類似，在高溫（>1500℃）熔融態下，通過加入還原劑，直接將銅渣中主要以2FeO×SiO₂和Fe₃O₄形式存在的鐵還為鐵液。

該方法有如下缺點：1、一般銅渣出爐溫度在1250℃左右，所以該方法需要將熔融銅渣進一步加熱，升至更高的溫度（>1500℃），這需要很大的能耗。2、為了進一步降低渣的粘度，加快反應速度，還需要加入其它添加劑，以降低渣的粘度；但這不僅增加了原料成本，而且這些原料需要吸熱升溫，也提高了能源消耗。3、在高溫下高速攪拌銅渣，這對攪拌部件的耐高溫侵蝕和機械性能提出了更高的要求，再加上復雜的成分，所以高溫還原爐中的爐襯耐火材料的選擇非常苛刻，這部分的成本也會很高。

第二種提鐵的方法是氧化焙燒－破碎磁選工藝，是將熔融銅渣先冷卻下，再將其破碎，配料成球后加熱焙燒還原，然后再經破碎、磁選將鐵提取出來。與第一種工藝相比，雖然該工藝可以在較低的溫度進行（~1250℃），但是這種方法，需要先將熔融銅渣冷卻，這造成了熔融銅渣潛熱的極大浪費，所以氧化焙燒－破碎磁選工藝沒有把熔融銅渣內的潛熱利用起來，提高了成本。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種高溫熔融銅渣提取鐵銅合金的方法。該方法不需要外來熱源，充分利用了熔融銅渣自身的潛熱，成本低廉地把其中的有價鐵還原和收集。該方法工藝簡單，投資少，節能環保，成本低廉，具有較高的經濟價值。

本發明的技術方案如下：

一種高溫熔融銅渣提取鐵銅合金的方法，從煉銅爐出來的高溫熔融銅渣流經具有還原功能的銅渣槽，然后直接流入具有還原功能的銅渣包，進行還原反應，當渣包冷卻后，經過粉碎和磁選，即得到鐵銅合金。

前面所述的方法，優選的方案是，所述具有還原功能的銅渣槽最內為碳質工作層（優選的，厚度為50~300?mm），所述碳質工作層的外邊為永久層（優選的，永久層厚度為100~200?mm），在所述永久層和鋼殼之間為隔熱保溫層（優選為為硅鈣板、納米絕熱板或耐火纖維氈，厚度為5~20?mm）。

前面所述的方法，優選的方案是，所述碳質工作層碳質材料為石墨、焦炭、炭黑、煤粉或上述任幾種的混合。

前面所述的方法，優選的方案是，所述碳質工作層為散裝料搗打、澆注或磚砌筑。

前面所述的方法，優選的方案是，所述永久層采用氧化物耐火材料（優選鋁硅系或鎂鉻系耐火材料）。

前面所述的方法，優選的方案是，所述具有還原功能的銅渣包，包括鋼殼，所述鋼殼內側為碳質內壁，銅渣包內腔中砌有碳質網格（優選的，厚度為5-10mm），所述碳質網格與鋼殼底部上平面之間留有間隙（優選的，所述間隙為50-120mm）。

前面所述的方法，優選的方案是，所述碳質內壁厚度為5~200?mm（優選厚度為35~150?mm，更加優選厚度為120?mm）。

前面所述的方法，優選的方案是，所述碳質內壁為石墨炭、焦炭、炭黑、煤粉或上述任幾種的混合。

前面所述的方法，優選的方案是，所述碳質內壁是用碳質涂料噴涂或碳磚砌筑。

前面所述的方法，優選的方案是，所述碳質網格為石墨炭、焦炭、炭黑、煤粉或上述任幾種的混合。