[發明專利]一種熔融銅渣貧化-側頂復合吹煉還原一體化方法

在審

• 申請號: 202110467927.6
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113201653A
• 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;C22B5/10;C22B15/00;C21B13/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種熔融銅渣貧化-側頂復合吹煉還原一體化方法，其特征在于：

采用吹煉還原一體爐進行，所述吹煉還原一體爐包括貧化系統和還原系統，貧化系統和還原系統相互串聯；所述吹煉還原一體爐的爐體為臥式爐體，爐體包括貧化區和還原區；所述貧化系統包括貧化區、熔融銅渣加料口、燃料噴吹系統、貧化劑加料口、貧化區煙氣出口、銅锍出口，所述燃料噴吹系統為設置于貧化區側部的燃料噴槍；所述還原系統包括還原區、固體加料口、還原區煙氣出口、富氧噴吹系統、出渣口、鐵水出口，所述富氧噴吹系統包括設置在還原區頂部的頂吹噴槍和設置在還原區側部的側吹噴槍；貧化區和還原區之間設置擋墻，擋墻頂部與爐體頂部相連接，底部與爐體底部相連接，擋墻中間設置通道，貧化區內的貧化渣能夠通過溢流穿越通道，進入還原區；

所述熔融銅渣貧化-側頂復合吹煉還原一體化方法包括以下步驟：

(1)熔融銅渣由熔融銅渣加料口加入到貧化區，并通過貧化區側部的燃料噴槍側吹富氧燃料將熔融銅渣升溫形成貧化區熔池并維持貧化區熔池溫度；

(2)貧化劑由貧化劑加料口加入貧化區熔池進行渦流貧化，貧化生成冰銅和貧化渣，冰銅由銅锍出口排出回收；

(3)貧化渣溢流到還原區，將富氧燃料通過還原區頂部的頂吹噴槍噴吹到還原熔池，將富氧空氣通過還原區側部的側吹噴槍噴入，充分燃燒還原產生的CO對熔池進行補熱升溫；將還原劑、造渣劑加入到還原區熔池內進行渦流還原；

(4)還原得到的含銅鐵水由鐵水出口排出；還原渣由出渣口排出。

2.根據權利要求1所述的熔融銅渣貧化-側頂復合吹煉還原一體化方法，其特征在于，貧化區和還原區分別設置機械攪拌槳，貧化區機械攪拌槳在進行貧化反應時設置于貧化區熔池的銅渣層與貧化渣層界面處，還原區機械攪拌槳在進行還原反應時設置于還原區熔池的渣金界面處，貧化區和還原區機械攪拌槳的旋轉速度為5rpm～100rpm。

3.根據權利要求1所述的熔融銅渣貧化-側頂復合吹煉還原一體化方法，其特征在于貧化區采用側吹富氧燃料對貧化區熔池進行升溫和維持系統熱平衡，貧化溫度為1250～1350℃。

4.根據權利要求1所述的熔融銅渣貧化-側頂復合吹煉還原一體化方法，其特征在于還原區采用頂吹方式將富氧燃料噴吹至還原區熔池進行升溫和維持系統熱平衡，還原溫度為1450～1550℃。

5.根據權利要求1所述的熔融銅渣貧化-側頂復合吹煉還原一體化方法，其特征在于步驟(3)中將還原劑、造渣劑加入到還原區熔池的方法為：還原劑、造渣劑由固體加料口加入，或者通過還原區側部的側吹噴槍側吹噴入還原區熔池內。

6.根據權利要求1所述的熔融銅渣貧化-側頂復合吹煉還原一體化方法，其特征在于還原得到的含銅鐵水由鐵水出口排出后，用于冶煉含銅鋼或含銅鑄鐵；還原渣由出渣口排出后直接進行高溫調質進行資源化利用。

7.根據權利要求1所述的熔融銅渣貧化-側頂復合吹煉還原一體化方法，其特征在于在渦流貧化和渦流還原過程中鉛鋅通過煙塵回收。

8.根據權利要求1所述的熔融銅渣貧化-側頂復合吹煉還原一體化方法，其特征在于，所述富氧燃料為氧含量大于30％的粉煤、煤氣或天然氣與氧氣形成的混合物。

9.根據權利要求1所述的熔融銅渣貧化-側頂復合吹煉還原一體化方法，其特征在于，所述貧化劑為FeS、FeS₂、硫鐵礦、銅精礦、炭質貧化劑中的一種或幾種，所述還原劑為焦炭、木炭、煙煤、焦煤中的一種或幾種，所述造渣劑為CaO、CaF₂、石灰、石灰石、螢石中的一種或幾種。

10.根據權利要求1所述的熔融銅渣貧化-側頂復合吹煉還原一體化方法，其特征在于，所述還原劑加入量按照貧化渣氧化亞鐵中氧的摩爾含量的1.0-1.5倍加入，所述造渣劑按照熔渣二元堿度1.0-1.4加入。