[發明專利]一種熔融銅渣貧化-還原一體化方法

在審

• 申請號: 202110467906.4
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113201652A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 張廷安;豆志河;呂國志;郭軍華;劉燕;張子木;赫冀成
• 申請（專利權）人: 東北大學;東大有色固廢技術研究院（遼寧）有限公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B15/00;C22B5/10;C21B13/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

一種熔融銅渣貧化?還原一體化方法，屬于銅渣綜合利用領域。該方法將熔融銅渣采用富氧燃料加熱至1250～1350℃，加入貧化劑，在進行渦流貧化，得到的冰銅作為冰銅吹煉過程中的原料進行冶煉；得到的貧化渣加入造渣劑、底吹還原劑，同時頂吹富氧燃料進行渦流熔融還原，得到含銅鐵水和還原渣，含銅鐵水排出，用于冶煉含銅鋼或含銅鑄鐵；所述的還原渣排出，進行高溫調質，從而達到資源化利用。該方法實現了銅渣中銅、鐵有價組元高效回收，高值化無渣化100％利用，實現了對銅渣余熱協同利用。

技術領域

本發明涉及銅渣綜合利用領域，具體涉及一種熔融銅渣貧化-還原一體化方法，尤其是熱態銅渣的資源化高值化與余熱協同利用問題。

背景技術

現代富氧吹煉在強化銅冶煉強度的同時，帶來了冶煉渣中銅殘留量急劇增加，所以現代煉銅工藝都對銅渣進行了貧化回收銅的處理。工業上銅渣貧化回收銅的方法有兩類：爐渣緩冷選礦法和火法貧化熔煉法。其中，爐渣緩冷選礦法：在相變溫度(1080℃)以內的緩慢冷卻將會使銅礦物顆粒長大，保證了浮選過程中對銅的良好捕集，但目前銅的回收率遠未達到工業需求，原則上爐渣緩冷選礦法只能回收絕大部分的夾雜锍，選礦所得尾礦含銅在0.35％以下，目前少數企業可控制到0.2％左右。并且，選礦回收銅之后的選礦含鐵尾渣無法利用，只能堆存處理，造成極大的二次污染。理論上火法貧化熔煉法能夠將銅渣含銅量降低到渣-锍平衡水平，其主要是將熱態含銅爐渣直接進行電熱貧化，將含銅爐渣放入貧化爐進行沉降和渣锍分離還原，貧化渣含銅一般在0.4％～0.5％以下。但火法貧化熔煉法的熔煉過程中硫化劑加入過程揮發嚴重，嚴重污染環境，硫化劑浮于熔渣表面，難以與熔渣熔池充分接觸，硫化劑利用率低的現象。現有的火法貧化熔煉工藝，貧化渣中銅殘留含量多在0.5％左右，銅回收率低。

對于銅渣的綜合利用，國內相關科研人員進行了大量的研究工作，如彭程等發明的申請號為CN201910987438.6的專利，公開了一種利用銅渣生產氧化鋅與硅鐵合金的方法，包括以下步驟：(1)將銅渣、還原劑與粘結劑經過配料、混合后再經過壓球或圓盤造球工藝制備成銅渣含碳球團，再將銅渣含碳球團烘干待用；(2)將銅渣含碳球團直接送入還原爐內進行還原，形成金屬化球團；(3)還原爐產出的金屬化球團，經過水淬冷卻、磨礦磁選得到含硅鐵粉和尾礦；(4)將含硅鐵粉與硅石顆粒、還原劑混合壓塊后直接送入礦熱電爐冶煉，得到硅鐵合金與爐渣。

張俊發明的申請號為CN201811038730.5的專利公開了一種利用銅渣制備金屬鐵的方法，包括以下步驟：將銅渣進行堿法，硫化分離，得到锍相和渣相，銅和FeO富集于所述锍相中，As富集于所述渣相中；再將锍相進行熔融還原分離，實現鐵與锍相的分離，得到金屬鐵水，銅保留在锍相中。

上述方法雖然也能實現銅渣中鐵等組元的回收與利用，但因為缺乏無渣化和清潔化高效處理手段，存在能源利用率低等問題，同時銅渣顯熱無法利用。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種熔融銅渣貧化-還原一體化方法，可實現銅渣中銅、鐵有價組元高效回收，高值化無渣化100％利用，同時實現了對銅渣余熱協同利用。

為了實現本發明的目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的一種熔融銅渣貧化-還原一體化方法，包括以下步驟：

(1)將熔融銅渣加入貧化熔煉區，并將富氧燃料噴吹到貧化熔煉區，使得熔融銅渣溫度穩定在1250～1350℃，得到高溫熔融銅渣；

(2)將貧化劑加入高溫熔融銅渣中，進行攪拌進行渦流貧化，渦流貧化的渦流攪拌速度為5～100rpm，貧化時間為10～60min，貧化后，得到下層冰銅和上層貧化渣；

(3)下層冰銅直接返回冶煉流程，作為冰銅吹煉過程中的原料進行冶煉；