[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用石膏渣強(qiáng)化回收銅熔煉渣中有價(jià)金屬的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910440146.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111979423B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏隆鞏;劉志宏;陳睿;曹舒恒;張怡旺;俞峰;葉樹(shù)楓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22B7/04
• 分類(lèi)號(hào): C22B7/04;C22B15/00
• 代理公司: 湖南兆弘專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 朱偉雄

本發(fā)明公開(kāi)了一種利用石膏渣強(qiáng)化回收銅熔煉渣中有價(jià)金屬的方法，包括如下步驟：（1）將石膏渣與碳質(zhì)還原劑混合均勻，進(jìn)行造粒或壓片，得到混合粒料或混合片料；（2）將所得混合粒料或混合片料加入高溫銅熔煉渣中；（3）將步驟（2）所得的混合物緩慢冷卻，既得緩冷渣。本發(fā)明的方法相對(duì)于現(xiàn)有工藝，不僅能耗低，而且金屬回收率高、成本低、流程簡(jiǎn)單、物料簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，具有很高的工業(yè)應(yīng)用前景和價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金工程、化學(xué)工程和工業(yè)固體廢棄物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用石膏渣強(qiáng)化回收銅熔煉渣中有價(jià)金屬的方法。

背景技術(shù)

火法煉銅一般包含造锍熔煉、冰銅吹煉、陽(yáng)極精煉和陽(yáng)極澆注，產(chǎn)出供電解精煉使用的陽(yáng)極板。過(guò)程會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)于金屬銅質(zhì)量3～4倍的冶煉爐渣，主要由Fe_xO、SiO₂、CaO、MgO、ZnO、Al₂O₃等氧化物組元組成，同時(shí)含有少量Cu、Ni、Ag等有價(jià)金屬和一定量的As、Pb等有害元素。吹煉渣和火法精煉渣一般含銅較高，但體量小，可作返料處理。

熔煉渣是銅冶煉廠體量最大的冶煉渣，也是物料開(kāi)路的主要方式，銅熔煉渣主體物相為鐵橄欖石（2FeO·SiO₂）、磁性氧化鐵（Fe₃O₄）和氧化物共熔玻璃體，主要化學(xué)元素包括Fe、O、Si、Ca，Zn、Al、Mg、Pb、S、As等，此外還含有一定量Cu、Au、Ag、S，特殊情況下還含有Ni、Co等有價(jià)金屬，從爐渣中回收相關(guān)有價(jià)金屬不僅能提高資源利用率，還能減少冶煉渣對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的不良影響。銅熔煉渣一般含Cu 1～6wt%，此外還含有Ag等有價(jià)金屬，需進(jìn)一步回收。當(dāng)前有兩種常見(jiàn)工藝回收其中的銅等有價(jià)金屬，爐渣緩冷-磨浮選礦是目前金屬回收率較高的工藝，浮選渣精礦返回熔煉系統(tǒng)，選礦尾渣一般含銅約0.3wt%，作為副產(chǎn)品外售制水泥；也可采用電爐貧化熔煉渣工藝回收有價(jià)金屬，得到的電爐終渣含銅約0.5wt%，經(jīng)水淬粒化后外售作基建輔材或除銹劑，目前我國(guó)銅企多采用爐渣緩冷-磨浮選礦工藝。

當(dāng)前各類(lèi)富氧強(qiáng)化熔煉技術(shù)的生產(chǎn)實(shí)踐中，熔煉階段一般控制反應(yīng)溫度為1180～1320℃，控制體系氧勢(shì)為10^-8～10^-9atm，渣中Fe/SiO₂質(zhì)量比為1.00～1.90，渣中Fe₃O₄含量為5～32wt%，渣中含銅1～6wt%。

熔煉渣的處理中，Au、Ag等有價(jià)金屬多跟隨Cu遷移，應(yīng)著重考慮渣中銅的物相形態(tài)和反應(yīng)規(guī)律。熔煉渣經(jīng)電爐貧化、澄清分離后爐渣含銅約0.5～0.8wt%；經(jīng)緩冷、磨浮選礦后尾渣含銅約0.3wt%。對(duì)比可知，兩種工業(yè)化技術(shù)路線中緩冷-磨浮選礦的技術(shù)路線能獲得更高的銅（有價(jià)金屬）回收率，但其仍存在技術(shù)限制，尾渣含銅接近氧化型銅礦開(kāi)采的邊界品位。在資源日益匱乏的情況下，進(jìn)一步強(qiáng)化熔煉渣中Cu等金屬的回收具有重大意義。

熔煉渣中銅的賦存形態(tài)對(duì)銅回收工藝路線的選擇和回收效果具有重要影響，緩冷渣的工藝礦物學(xué)研究表明，銅在熔煉渣中有三種存在形態(tài)，分別為硫化物形態(tài)，包括Cu₂S、CuFeS₂等，其次為氧化物形態(tài)，包括CuO、Cu₂O、Cu₂O·Fe₂O₃等，最后還有少量金屬銅彌散顆粒。生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究表明，生產(chǎn)高品位冰銅會(huì)導(dǎo)致?tīng)t渣含F(xiàn)e₃O₄偏高，爐渣粘度增加，冰銅與爐渣分離條件變差，渣含銅增高。

CN101491789A公布了閃速爐、轉(zhuǎn)爐和貧化電爐三種銅冶煉工藝混合扎的選礦工藝，采用選礦法回收混合渣中銅，但發(fā)現(xiàn)氧化態(tài)的有價(jià)金屬回收困難，金屬綜合回收率低。