[發(fā)明專利]一種多元?dú)怏w分步噴吹實(shí)現(xiàn)銅渣深度貧化的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611056424.5
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN106756062B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱榮;王云;董凱;郭亞光;魏光升;劉健;陳其洲
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B7/04
• 分類號(hào): C22B7/04;C22B15/00
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發(fā)明提供一種多元?dú)怏w分步噴吹實(shí)現(xiàn)銅渣深度貧化的方法，該方法充分利用熔融銅渣余熱，氣化脫硫使銅锍轉(zhuǎn)化為氧化物，再選擇性還原獲取含銅較高的銅鐵合金，解決冶煉過程中銅渣貧化難題，并產(chǎn)出低硫低銅貧化渣，為后續(xù)提鐵過程創(chuàng)造條件，實(shí)現(xiàn)了銅渣的深度貧化，摒棄了傳統(tǒng)貧化的造锍貧化過程，而是先通過氣化脫硫過程將銅锍轉(zhuǎn)化為氧化物，再通過還原劑選擇性還原其中氧化物，獲得銅鐵合金相。操作簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，在原有電爐上進(jìn)行改造即可實(shí)現(xiàn)，且可處理與銅渣性質(zhì)相近的鎳渣，便于綜合回收Cu、Ni、Co、Fe等金屬元素。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，具體涉及一種多元?dú)怏w分步噴吹實(shí)現(xiàn)銅渣深度貧化的方法.

背景技術(shù)

銅火法冶煉中，熔煉和吹煉過程均產(chǎn)生大量爐渣，渣中含銅1％～8％，以硫化物形式存在，通常需進(jìn)行選礦或電爐貧化，以降低渣中的銅含量。選礦貧化可使渣中銅最低降至0.3％，但基建投資大，工藝流程復(fù)雜，渣需緩冷，熱量難以利用，且不能回收其中Ni、Co等金屬元素；電爐貧化工藝簡單，熱態(tài)渣可直接利用，但尾渣銅含量通常達(dá)0.5％～1.0％，銅回收率低。

近年世界銅渣年排放量達(dá)6000萬噸以上，我國近年銅渣年排放量達(dá)1200萬噸，均為露天堆放，造成塌方、水土污染等安全隱患，給環(huán)境帶來沉重負(fù)擔(dān)。露天堆積的銅渣中Cu、Ni、Pb等金屬會(huì)逐漸流失，不僅對周邊水土造成污染，還會(huì)降低銅渣再回收處理的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

銅渣深度貧化主要采用低氧勢、高硫勢的還原造锍方法，促進(jìn)锍體與渣分離，實(shí)現(xiàn)銅渣深度貧化。通過添加焦炭、煤塊、天然氣等還原劑增強(qiáng)貧化爐內(nèi)還原氣氛，將Fe3O4還原為FeO，降低熔渣粘度，加快沉降過程中冰銅與熔渣的分離；添加含硫礦物，增強(qiáng)硫勢，降低冰銅品位，進(jìn)而降低渣中銅锍的溶解含量，達(dá)到深度貧化的目的。但冰銅密度(4.5×103kg/m3)與FeO-SiO2渣系密度(4.0×103kg/m3)接近，且兩相界面張力(0.02～0.06N/m)很小，冰銅易懸浮于熔渣中，沉降分離困難。采用該方法，國內(nèi)企業(yè)貧化渣銅含量普遍可降至0.5％，國外企業(yè)最低可降至0.3％，其排放尾渣銅含量仍較高，深度貧化潛力較大。

近年來，國內(nèi)外研究學(xué)者在采用還原提銅提鐵實(shí)現(xiàn)銅渣進(jìn)行綜合利用方面進(jìn)行了大量研究，但存在的問題主要集中在所得鐵水硫、銅等雜質(zhì)元素含量高，添加劑CaO或CaCO3加入量大，所得銅、鐵分離困難，磨礦成本高等方面，至今未見工業(yè)投產(chǎn)報(bào)道。申請?zhí)枮?01010167157.5的專利提出了一種銅渣熔融還原制得低硫鐵水的方法，但初始鐵水硫含量高，需消耗大量的精煉脫硫渣，且鐵水中銅未被脫除，難以作為煉鋼原料大量使用；申請?zhí)枮?01210520356.9的專利提出了一種廢銅渣的處理方法，但銅渣硬度大，磨礦成本較高，后續(xù)氧化焙燒需額外能耗；申請?zhí)枮?01010216133.4的專利提出了一種銅渣與鐵礦石混合熔融還原制得低銅鐵水的方法，但該方法是將銅稀釋來降低鐵水銅含量，銅渣難以大量利用；申請?zhí)枮?01210210648.2的專利提出了一種還原氣氛窯爐中快速還原銅渣生產(chǎn)鐵銅合金的方法，但該工藝磨礦、選礦難度大，所得銅鐵合金粉作為合金銅含量過低，而作為煉鐵原料銅含量又超標(biāo)，利用前景不好；申請?zhí)枮?01210364451.4的專利提出了一種從冶煉銅渣中直接還原回收銅鐵的方法，但該工藝使用天然氣還原銅渣中的鐵，天然氣消耗量大(大于300Nm3/t渣)，經(jīng)濟(jì)效益差，還需要添加大量熔劑調(diào)整堿度(維持堿度1.0～1.5時(shí)，需添加石灰200～300kg/t渣)，生產(chǎn)成本較高，且還原后的銅鐵合金與γ生鐵分離困難，未提及兩金屬相分離的有效手段。