[發明專利]一種利用熔融貧化銅渣還原制備含銅鉻耐磨鑄鐵的方法

有效

• 申請號: 201910391175.2
• 申請日: 2019-05-11
• 公開（公告）號: CN110004352B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張廷安;豆志河;牛麗萍;張子木;劉燕;張保敬;趙秋月;呂國志;傅大學;張偉光;赫冀成
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C33/08
• 分類號: C22C33/08;C22C37/06;C22B7/04
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種利用熔融貧化銅渣還原制備含銅鉻耐磨鑄鐵的方法，按以下步驟進行：(1)將溫度1200～1250℃的熔融銅渣貧化處理；排出锍剩余的熔渣作為原料熔體；或者將經過貧化處理后的熔融銅渣作為原料熔體；(2)升溫至1400～1450℃，通過攪拌槳攪拌，在還原爐內形成具有離心漩渦的熔池；(3)噴吹還原劑進行渦流還原熔煉；排出熔渣；(4)加入鉻鐵合金進行調質熔煉，澆鑄。本發明的方法反應迅速徹底，工期流程短；工藝簡單，設備投資少，節能環保，成本低廉，具有較高的經濟價值。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種利用熔融貧化銅渣還原制備含銅鉻耐磨鑄鐵的方法。

背景技術

隨著煉銅工藝的迅速發展，強氧化熔工藝以其熔煉階段速度快，強度大，產出銅锍品位高，除鐵率高等優點被推廣使用；銅锍會以機械夾雜和化學溶解的方式存在于銅渣中，在高品位銅硫產出的同時，渣中夾雜的銅锍品位也較高，帶來的渣含銅量較高，經過貧化處理后棄渣含銅仍高達0.4～0.8％；除鐵率高使得銅锍品位高的同時將鐵幾乎全部集中在渣中，高達40～50％，銅鐵含量都遠高于工業開采品位；將尾渣中銅鐵元素進行富集，不但能夠實現廢物的再利用，實現工業廢棄物無害化，而且還可以獲得顯著的經濟效益。

工業上銅渣火法貧化后尾渣的處理方法為將其浮選處理，浮選貧化占用大量的土地，且對渣的性質有著很高的要求，場地需求是小型銅冶煉廠所不能滿足的，只能將銅渣賣出進行處理，運輸費用大大增加了回收銅的成本；且即使貧化程度再高，終渣含銅仍在0.3％以上，因為鋼中混入銅元素會產生熱脆，含有微量銅的含鐵尾渣最終制作水泥或堆存處理；選礦進行緩冷處理，浪費其中大量的潛熱，且鐵資源的廢棄更是資源的浪費。

目前耐磨鑄鐵生產主要采用生鐵為原料然后加入所需各種元素制得，需進行二次冶煉過程，且隨著鐵礦石價格的不斷提高，生鐵的價格不斷增加，給耐磨鑄鐵的生產帶來了成本的增加。

申請號為201410345197.2的專利提出了一種銅渣還原冶煉含銅抗菌不銹鋼的方法，將銅渣先適度貧化后進行深度還原得到銅鐵合金，然后進行煉鋼過程，流程較長，且主要針對富氧底吹銅渣等含銅量較好的銅渣；上的脫硫劑卷入鐵水中混合脫硫，但是未涉及銅渣貧化領域；申請號為201710885434.8的專利提出了一種耐磨鑄鐵材料的制備方法，將各種原料混合后置于熔融爐中，不涉及廢渣的二次利用。

發明內容

針對現有銅渣處理方式的不足，本發明提出了一種利用熔融貧化銅渣還原制備含銅鉻耐磨鑄鐵的方法，采用較為便宜的焦煤等碳質還原劑，且攪拌加入，將貧化含有少量銅的尾渣直接還原得到含銅鐵水，加入鉻鐵即可得到含銅鉻耐磨鑄鐵。

本發明的方法按以下步驟進行：

(1)將溫度1200～1250℃的熔融銅渣經溜槽導入貧化爐內，所述的貧化爐內設有攪拌槳；啟動攪拌槳對熔融銅渣進行攪拌，并通過噴粉裝置向熔融銅渣中噴入硫化劑，攪拌30～60min完成貧化；然后通過貧化爐下部的排料口將沉入底部的锍放出，在貧化爐剩余的熔融貧化熔渣導入還原爐內作為原料熔體；或者將經過貧化處理后的熔融銅渣經溜槽導入還原爐內，作為原料熔體，經過貧化處理后的熔融銅渣的溫度為1200～1250℃；

(2)通過還原爐將原料熔體升溫至1400～1450℃，通過攪拌槳對原料熔體進行攪拌，在還原爐內形成具有離心漩渦的熔池；

(3)通過噴粉裝置向離心漩渦的中心噴吹還原劑，進行渦流還原熔煉；所述的還原劑為焦煤和氧化鈣的混合物，還原劑中氧化鈣和焦煤的用量分別為原料熔體總質量的30～40％；渦流還原熔煉30～60min后，將熔渣排出，在還原爐內獲得含銅鐵水；

(4)向含銅鐵水中加入鉻鐵合金進行調質熔煉，調質熔煉結束后澆鑄，制成含銅鉻耐磨鑄鐵。

上述的硫化劑為硫化亞鐵，硫化劑用量為熔融銅渣總質量的3～7％，粒度-400目。