[實用新型]處理冶金渣的系統

有效

• 申請號: 201720302094.7
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN206721311U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 吳道洪;宋文臣;王靜靜;李紅科;曹志成;汪勤亞
• 申請（專利權）人: 江蘇省冶金設計院有限公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B15/00;C22B1/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 趙天月

技術領域

本實用新型屬于濕法冶金領域，具體而言，本實用新型涉及處理冶金渣的系統。

背景技術

銅渣和鎳渣是煉銅和煉鎳過程中產生的渣，冶煉1噸精銅的同時會產生2.2噸銅渣，我國煉銅爐渣產量大，年產150萬噸左右。采用閃速爐熔煉法生產1噸鎳約排出6～16噸鎳渣，僅金川集團每年就要排放近80萬噸鎳渣，年利用約10萬噸，其余堆積在公司的渣場，累計堆存量已達1000萬噸。銅渣和鎳渣的大量堆積會帶來嚴重的水體污染和土壤污染，因而加強銅渣和鎳渣的綜合利用非常重要。銅渣和鎳渣的成分接近，主要成分均為鐵氧化物和二氧化硅，主要物相是鐵橄欖石以及少量磁鐵礦。目前對銅渣和鎳渣的利用研究主要集中在提取銅渣中的有價金屬銅、鈷、鋅、鐵，采用的方法有選礦法、火法冶煉、濕法冶煉等技術手段，其中，直接還原是目前最有前景的處理銅渣和鎳渣的火法冶煉方法。

含銅鐵粉是銅渣或鎳渣經過直接還原-磨礦磁選工藝得到的含鐵產品，該類鐵產品經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，由于銅為雜質元素，以優質碳素鋼為例，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進行銷售。作為耐候鋼原料時，由于受到市場需求的限制，產品優勢也不明顯。

對于含銅鐵粉采用常規方法很難實現銅、鐵的高效分離，因而鐵產品品質低、產品價值受限。在現有技術中，僅對鋼水的脫銅技術進行過大量的研究。但到目前為止，還沒有一種令人滿意的實用的脫銅技術。這些方法大都因對銅的脫除能力低下或是條件太苛刻而無法進一步發展。如采用熔化分離時，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，則由于工藝環節多、氣體污染環境等問題難以大規模推廣；采用真空分離法時，則僅適用于鋼水脫銅，且存在鐵損失大、脫除速度慢等問題，因而難以大規模工業應用。

因此，現有處理銅渣和鎳渣兩種冶金渣的技術有待進一步改進。

實用新型內容

本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種處理冶金渣的系統。該系統通過將含有冶金渣和還原劑的混合物料直接還原-磨礦磁選得到含銅鐵粉，再將含銅鐵粉通過氨浸實現的銅、鐵分離，使得銅的回收率不小于98.5％，鐵粉中TFe的含量不低于91.5wt％，Cu的含量不大于0.05wt％。

在本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種處理冶金渣的系統，根據本實用新型的實施例，該系統包括：

混合裝置，所述混合裝置具有冶金渣入口、還原劑入口、添加劑入口和混合物料出口；

還原-磨礦磁選裝置，所述還原-磨礦磁選裝置具有混合物料入口、含銅鐵粉出口和尾渣出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連；

細磨裝置，所述細磨裝置具有含銅鐵粉入口和含銅細鐵粉出口，所述含銅鐵粉入口與所述含銅鐵粉出口相連；

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

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。

根據本實用新型實施例的處理冶金渣的系統，通過將含有冶金渣和還原劑的混合物料直接進行還原-磨礦磁選處理，可將冶金渣中的鐵還原為金屬鐵，且經磁選過后，含銅鐵粉與尾渣分離開；然后將含銅鐵粉細磨至含銅細鐵粉，可顯著增加含銅細鐵粉的表面積，有利于提高后續氨浸處理和蒸氨處理的效率，提高銅的溶解速率，同時節約能耗；采用氨水和二氧化碳對上述含銅細鐵粉進行處理，因氨水溶液在有二氧化碳(或碳酸銨)存在時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可被氧化，生成銅的碳酸銨鹽，而碳酸銨鹽又可進一步溶解金屬銅，如此，可將含銅細鐵粉中的銅溶解充分，經蒸氨處理后，碳酸銨亞銅與氧氣發生反應，生成氧化銅、氨氣和二氧化碳，從而實現銅的回收利用，而且產生的氨氣和二氧化碳可回用于氨浸裝置，有利于降低整個系統的原材料成本。由此，采用該系統通過將含有冶金渣和還原劑的混合物料直接還原-磨礦磁選得到含銅鐵粉，再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％，而且生產成本較低、工藝流程簡單、經濟效益較好。