[發(fā)明專利]處理含銅鐵粉的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710184243.9
• 申請(qǐng)日: 2017-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN106868309A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋文臣;王靜靜;李紅科;曹志成;汪勤亞;吳道洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): C22B7/00
• 分類號(hào): C22B7/00;C22B15/00;B22F1/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 趙天月

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及處理含銅鐵粉的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

含銅鐵粉是銅渣或鎳渣經(jīng)過(guò)直接還原-磨礦磁選工藝得到的含鐵產(chǎn)品，該類鐵產(chǎn)品經(jīng)壓塊后可作為電爐煉鋼或特種鋼(主要是耐候鋼，含銅0.2～0.8wt％)的原料，但作為電爐煉鋼原料時(shí)，由于銅為雜質(zhì)元素，以優(yōu)質(zhì)碳素鋼為例，一般要求銅含量低于0.25wt％，因而這種含銅鐵粉只能作為配料或折價(jià)進(jìn)行銷售。作為耐候鋼原料時(shí)，由于受到市場(chǎng)需求的限制，產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)也不明顯。

對(duì)于含銅鐵粉采用常規(guī)方法很難實(shí)現(xiàn)銅、鐵的高效分離，因而鐵產(chǎn)品品質(zhì)低、產(chǎn)品價(jià)值受限。在現(xiàn)有技術(shù)中，僅對(duì)鋼水的脫銅技術(shù)進(jìn)行過(guò)大量的研究。但到目前為止，還沒有一種令人滿意的實(shí)用的脫銅技術(shù)。這些方法大都因?qū)︺~的脫除能力低下或是條件太苛刻而無(wú)法進(jìn)一步發(fā)展。如采用熔化分離時(shí)，只適用于處理含大量暴露銅的小塊廢鋼；采用氣化分離法時(shí)，則由于工藝環(huán)節(jié)多、氣體污染環(huán)境等問(wèn)題難以大規(guī)模推廣；采用真空分離法時(shí)，則僅適用于鋼水脫銅，且存在鐵損失大、脫除速度慢等問(wèn)題，因而難以大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。

因此，現(xiàn)有處理含銅鐵粉的技術(shù)有待進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種處理含銅鐵粉的系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用氨浸將含銅鐵粉中的銅和鐵分離，并采用蒸氨法將銅進(jìn)行回收，提高了金屬鐵粉的純度，銅的回收率不小于98.5％，所得金屬鐵粉中TFe的含量不低于91.5wt％，Cu的含量不大于0.05wt％。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理含銅鐵粉的系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括：

細(xì)磨裝置，所述細(xì)磨裝置具有含銅鐵粉入口和含銅細(xì)鐵粉出口；

氨浸裝置，所述氨浸裝置具有含銅細(xì)鐵粉入口、氨水入口、二氧化碳入口、鐵粉出口和含銅氨浸液出口，所述含銅細(xì)鐵粉入口與所述含銅細(xì)鐵粉出口相連；

蒸氨裝置，所述蒸氨裝置具有含銅氨浸液入口、空氣入口、二氧化碳出口、氨氣出口和氧化銅出口，所述含銅氨浸液入口與所述含銅氨浸液出口相連，所述二氧化碳出口與所述二氧化碳入口相連。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理含銅鐵粉的系統(tǒng)，通過(guò)將含銅鐵粉細(xì)磨至含銅細(xì)鐵粉，可顯著增加含銅細(xì)鐵粉的表面積，有利于提高后續(xù)氨浸處理和蒸氨處理的效率，提高銅的溶解速率，同時(shí)節(jié)約能耗；然后采用氨水和二氧化碳對(duì)上述含銅細(xì)鐵粉進(jìn)行處理，因氨水溶液在有二氧化碳(或碳酸銨)存在時(shí)能溶解銅氧化物和金屬銅，得到含有碳酸銨亞銅的含銅氨浸液，而鐵仍以金屬鐵形式存在，從而可以去除鐵粉中的銅；而碳酸銨亞銅在有空氣存在時(shí)可被氧化，生成銅的碳酸銨鹽，而碳酸銨鹽又可進(jìn)一步溶解金屬銅，如此，可將含銅細(xì)鐵粉中的銅溶解充分，經(jīng)蒸氨處理后，碳酸銨亞銅與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成氧化銅、氨氣和二氧化碳，從而實(shí)現(xiàn)銅的回收利用，產(chǎn)生的氨氣和二氧化碳可回用于氨浸裝置，有利于降低整個(gè)系統(tǒng)的原材料成本。由此，該系統(tǒng)采用氨浸將含銅鐵粉中的銅和鐵分離，并采用蒸氨法將銅進(jìn)行回收，提高了金屬鐵粉的純度，銅的回收率不小于98.5％，鐵粉中TFe的含量不低于91.5wt％，Cu的含量不大于0.05wt％，而且生產(chǎn)成本較低、工藝流程簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益較好。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理含銅鐵粉的系統(tǒng)，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述處理含銅鐵粉的系統(tǒng)進(jìn)一步包括：水吸收裝置，所述水吸收裝置具有氨氣入口和氨水出口，所述氨氣入口與所述氨氣出口相連，所述氨水出口與所述氨水入口相連。由此，將蒸氨裝置所得的氨氣回收利用，降低系統(tǒng)的原材料成本，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述氨浸裝置為攪拌浸出槽。由此，有利于提高含銅細(xì)鐵粉中銅的溶解速率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述蒸氨裝置為蒸餾塔。由此，有利于提高蒸氨處理的效率，同時(shí)回收氨氣和二氧化碳。

在本發(fā)明的再一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種采用上述處理含銅鐵粉的系統(tǒng)處理含銅鐵粉的方法，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：

(1)將含銅鐵粉供給至所述細(xì)磨裝置中進(jìn)行細(xì)磨處理，以便得到含銅細(xì)鐵粉；

(2)將所述含銅細(xì)鐵粉、氨水和二氧化碳供給至所述氨浸裝置中進(jìn)行氨浸處理，以便得到鐵粉和含銅氨浸液；

(3)將所述含銅氨浸液和空氣供給至所述蒸氨裝置中進(jìn)行蒸氨處理，以便得到二氧化碳、氨氣和氧化銅，并將所述二氧化碳返回步驟(2)中的所述氨浸裝置。