[發(fā)明專利]一種旋流混沌噴吹氮?dú)夂蜕镔|(zhì)燃油的深度還原銅熔渣方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710033909.0
• 申請(qǐng)日: 2017-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN106868310A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王華;胡建杭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B7/04
• 分類號(hào): C22B7/04;C22B15/00
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本發(fā)明涉及一種旋流混沌噴吹氮?dú)夂蜕镔|(zhì)燃油的深度還原銅熔渣方法，屬于綠色冶金技術(shù)領(lǐng)域。該旋流混沌噴吹氮?dú)夂蜕镔|(zhì)燃油的深度還原銅熔渣方法，其具體步驟如下：預(yù)熱到40～90℃并加壓到0.15～1.6MPa的生物質(zhì)燃油以變頻控制的方式調(diào)節(jié)流量；生物質(zhì)燃油與氮?dú)庠谛鲊姌寖?nèi)混合并噴入熔渣中；旋流噴槍的噴吹深度和強(qiáng)度按程序運(yùn)行。本發(fā)明變頻流量控制和智能程序化控制噴槍在熔渣深度，優(yōu)化了銅熔渣貧化過程及控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了銅熔渣深度貧化的目標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種旋流混沌噴吹氮?dú)夂蜕镔|(zhì)燃油的深度還原銅熔渣方法，屬于綠色冶金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

資源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著礦產(chǎn)資源長期開采，造成初級(jí)資源逐漸貧缺，提升資源的回收率、降低資源加工過程中的流失量和開發(fā)利用二次資源已成為冶金工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一條重要途徑。“礦產(chǎn)資源綜合利用”被列為國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的優(yōu)先主題。隨著我國銅冶煉產(chǎn)能的繼續(xù)擴(kuò)張，2015年中國銅精煉產(chǎn)能為796萬噸(增加32.6萬噸)，連續(xù)8年居世界第一。已開發(fā)利用的銅礦資源占全國總探明資源儲(chǔ)量的67.1%，為了滿足冶煉產(chǎn)能的需求，開采品位已下降至0.13% ~ 0.14%。與此同時(shí)，每年我國需大量進(jìn)口銅礦砂及其精礦以滿足產(chǎn)能對(duì)原料的需求。2015年中國進(jìn)口銅礦砂及其精礦達(dá)1329萬噸。資源、環(huán)境和產(chǎn)業(yè)發(fā)展等結(jié)構(gòu)性矛盾進(jìn)一步加劇。

世界范圍內(nèi)銅冶煉以火法為主，全球達(dá)到80%，而我國這一比例高達(dá)98%。富氧熔煉是當(dāng)前國際先進(jìn)的有色金屬火法冶煉技術(shù)，該技術(shù)利用向爐內(nèi)熔體中吹入富氧空氣，使加入的物料在熔池中被氣液湍流包裹、攪動(dòng)，完成快速的傳熱傳質(zhì)、并進(jìn)行激烈的物理化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)金屬氧化還原的提純?nèi)ルs過程。高氧勢(shì)的熔池熔煉技術(shù)具有熔煉強(qiáng)度高、環(huán)保效益好、自動(dòng)化程度高的顯著優(yōu)勢(shì)。然而，高氧勢(shì)熔池熔煉卻需要配套渣貧化工藝以減少渣含銅，降低拋渣主金屬流失。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)表明生產(chǎn)1t精銅約產(chǎn)生2.2t銅熔渣，近5年來我國銅熔渣產(chǎn)量約為5600萬t，在這數(shù)量巨大的銅熔渣體系中，存在著大量可回收利用的二次資源，是一類具有數(shù)量大、粒度細(xì)、類型繁多、成分復(fù)雜的復(fù)合礦渣。就銅熔渣中的有價(jià)金屬銅而言，銅含量達(dá)0.42%～4.6%，接近或高于銅礦石的可開采品位，具有深入貧化的巨大潛力。若能將渣中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.2%以下，每年最少可減少因拋渣損失的銅金屬超出萬噸。目前，銅冶煉渣的銅回收率不超過12％，大部分堆存在渣場(chǎng)，既占用土地又污染環(huán)境，造成資源的巨大浪費(fèi)，已成為阻礙銅冶煉加工企業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要因素。

銅熔渣貧化技術(shù)是有效降低熔池熔煉拋渣銅損失的關(guān)鍵配套工藝。目前，銅熔渣貧化主要以熔煉貧化為主。電爐貧化因能控制渣含銅量在0.4%～1%而得到廣泛運(yùn)用。一般而言，影響銅在渣中的損失主要因素為銅锍品位、爐渣成分（Fe/SiO2、熔渣氧勢(shì)、CaO%等）、熔煉溫度、粘度和界面張力以及澄清時(shí)間等。對(duì)于某一確定的銅冶煉生產(chǎn)過程、銅锍品位、熔煉溫度、爐渣中CaO%等因素均在較小范圍內(nèi)波動(dòng)，而熔渣氧勢(shì)卻與銅渣貧化工藝密切相關(guān)。爐渣熔體氧化狀態(tài)（Fe3+/Fe2+）的影響，隨著銅锍品位的提升氧勢(shì)迅速增加，爐渣中Fe3O4 活度也迅速增加。

鑒于現(xiàn)有銅冶金貧化電爐中能源消耗大、還原效率低和棄渣含銅高等問題，結(jié)合銅熔渣貧化爐的還原原理及銅渣沉降特性，提出了利用變頻控制噴吹生物質(zhì)燃油 流量和程序控制噴槍在熔渣中的深度的耦合，實(shí)現(xiàn)選擇性還原熔渣中的磁性鐵降低熔渣的粘度、可控性的還原反應(yīng)速率強(qiáng)化磁性鐵向硅酸亞鐵的轉(zhuǎn)變、還原氧化銅和團(tuán)聚銅離子得以富集并沉降分離銅金屬，最終達(dá)到降低熔渣棄渣含銅、提升銅熔煉流程中主金屬及稀貴金屬的回收率，實(shí)現(xiàn)銅熔渣的深度貧化。

發(fā)明內(nèi)容