[發明專利]利用底吹爐處理熱態銅渣生產銅基抑菌合金材料的方法

在審

• 申請號: 201810673786.1
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN109136560A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 王智;邊瑞民;崔文昭;王海濱;于鵬飛;李秀軍
• 申請（專利權）人: 東營方圓有色金屬有限公司;東營魯方金屬材料有限公司;山東方圓有色金屬科技有限公司;東營方泰金屬回收利用有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B15/00;B09B3/00
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 鄭向群

1.利用底吹爐處理熱態銅渣生產銅基抑菌合金材料的方法，其特征在于包括以下步驟：

1）將熱態銅熔煉渣用渣包吊運至新型貧化爐，從爐體端頭的熱態加料口加入，實現銅熔煉渣的適度貧化；

2）在配料中添加硫化劑，熔煉溫度為1200℃-1300℃，沉降時間為30min-60min，硫化劑加入量為銅熔煉渣總質量的3%-9%；

3）在熔煉過程加入組合式熔劑，使渣的黏度與溫度維持在一個比較合理的區間，維持熔煉溫度為1200℃-1300℃，沉降時間為30min-60min，組合式熔劑加入量為銅熔煉渣總質量的6%-19%；

4）新型貧化爐底部噴槍噴入氣體，根據工藝需要自動切換氧氣、天然氣、空氣或氮氣四種氣體，燃料在熔體內部進行加熱，完成氧化還原反應，使渣锍分離，銅锍進入火精爐冶煉；

5）采用優化結構噴槍進行天然氣噴吹銅渣實現深度貧化，從銅渣中直接回收有價金屬元素形成銅基抑菌合金材料，尾渣可用于制備透水磚等建筑材料。

2.根據權利要求1所述的利用底吹爐處理熱態銅渣生產銅基抑菌合金材料的方法，其特征在于：步驟1）中銅熔煉渣主要成分是：含銅約3%-4.7%（質量百分比），含鐵約40.18%-44.02%（質量百分比），含鋅約4.1%-5.7%（質量百分比），含二氧化硅約15.6%-21.9%（質量百分比）。

3.根據權利要求1所述的利用底吹爐處理熱態銅渣生產銅基抑菌合金材料的方法，其特征在于：步驟2）中硫化劑為硫鐵礦（FeS），FeS加入量為3%-9%時，隨著FeS加入量的增加，渣中尖晶石相減小。

4.根據權利要求1所述的利用底吹爐處理熱態銅渣生產銅基抑菌合金材料的方法，其特征在于：步驟3）中組合式熔劑為硼砂（B2O3）、螢石（CaF2）和石英砂（SiO2），SiO2加入量為銅熔煉渣總質量的3%-12%，隨著SiO2的增加，冰銅液滴在渣中逐漸凝聚長大，沉淀效果良好；B2O3或CaF2加入量為銅熔煉渣總質量的3%-7%，隨著加入量的增加，渣表面的冰銅液滴逐漸消失。

5.根據權利要求1所述的利用底吹爐處理熱態銅渣生產銅基抑菌合金材料的方法，其特征在于：步驟4）中四種氣體為噴槍噴入氧氣、天然氣、空氣和氮氣，根據工藝需求實現精準控制與實時切換，使初次貧化渣含銅降至0.6%-0.7%。

6.根據權利要求1所述的利用底吹爐處理熱態銅渣生產銅基抑菌合金材料的方法，其特征在于：步驟5）中反應溫度為1300℃-1500℃，天然氣通入量為理論計算量的1.2 -2.0倍，堿度為0.6-1.2，保溫時間為30min-90min，在適宜條件下經深度貧化后，尾渣含銅可降至0.03%-0.035%（質量百分比），金屬回收率（Fe+Cu）＞94%，同時形成銅基抑菌合金材料。

7.根據權利要求1所述的利用底吹爐處理熱態銅渣生產銅基抑菌合金材料的方法，其特征在于優選的技術方案為：

1）原料為熔融銅熔煉渣，熔劑為硼砂、螢石和石英砂，硫化劑為硫鐵礦，還原劑為天然氣，銅熔煉渣中含銅約3%-4.7%（質量百分比），含鐵約40.18%-44.02%（質量百分比），含鋅約4.1%-5.7%（質量百分比），含二氧化硅約15.6%-21.9%（質量百分比）；

2）爐內溫度升至設計要求時，進行造熔池作業，待熔池完成之后，開始從氧槍供入天然氣、氧氣和空氣進行供熱，并將爐體轉入生產位，同時控制氧氣與天然氣比例為1.7：1（體積比），控制富氧濃度60%，待生產穩定之后，根據工藝需要，氧氣、天然氣、空氣或氮氣四種氣體進行比例切換；

3）熔煉溫度是1280℃，沉降時間分別為60min，鐵硅比1.6：1（質量比）的條件下，分別加入10%（質量百分比）SiO2、6%質量百分比）B2O3或CaF2，同時加入8%（質量百分比）的FeS，氧氣與天然氣比值控制在1.7：1（體積比），初次貧化渣含銅達到0.62%（質量百分比）；

5）在適宜條件下，反應溫度為1465℃，堿度為1.1，保溫時間為60min，天然氣通入量為理論量的1.4倍，實現銅渣的深度貧化，形成銅基抑菌合金材料，產生的尾渣含銅降至0.032%（質量百分比）。