[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

本發明涉及一種熔融銅渣貧化?側頂復合吹熔融還原一體化方法，屬于銅渣綜合利用領域。具體步驟為：(1)熔融銅渣由加料口加入到貧化熔煉區，噴吹富氧燃料將銅渣升溫；(2)貧化劑由貧化劑加料口加入熔融銅渣中，在機械攪拌或氣體噴吹攪拌形成的渦流作用下進行渦流貧化，貧化得到的冰銅由銅锍出口排出返回銅熔煉主流程；(3)貧化渣溢流到還原區，然后將造渣劑和還原劑加入到貧化渣熔池中，同時通過頂部噴槍噴富氧燃料，并燃燒熔融還原的CO，對熔池進行提溫維持熱平衡，在機械攪拌或氣體噴吹攪拌作用下進行渦流熔融還原；(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。本發明提供了一種熔融銅渣貧化?側頂復合吹煉還原一體化方法的新思路，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。

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-側頂復合吹煉還原一體化方法，尤其是熱態銅渣的資源化高值化與余熱協同利用方法。

背景技術

富氧吹煉產生的冶煉渣中銅含量較高，需要進行銅渣的貧化回收銅的處理。目前貧化回收銅主要是通過緩冷選礦法和火法貧化熔煉法。選礦法可以實現銅的良好捕集，回收絕大部分夾雜锍，但無法實現尾礦的利用。火法貧化通過對熱態爐渣進行電熱貧化，將含銅爐渣放入貧化爐進行沉降和渣锍分離還原，渣含銅一般在0.4％～0.5％以下。但火法貧化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。現有的火法貧化工藝，貧化渣中銅殘留含量多在0.5％左右，銅回收率低。

國內相關科研人員進行了大量的關于銅渣綜合利用的研究工作，如專利CN201910987438.6公開了一種利用銅渣生產氧化鋅與硅鐵合金的方法，可以實現含硅鐵粉與銅渣的分離，專利CN201811038730.5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。現有的這些方法雖然能實現銅渣中鐵等組元的回收與利用，但缺乏對于尾渣的處理過程無法實現無渣化和清潔化處理。同時銅渣在出爐時可能處于高溫狀態，其顯熱在這些方法中無法利用，存在能源利用率低的問題。

發明內容

本發明提供了一種熔融銅渣貧化-側頂復合吹煉還原一體化方法的新思路，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。

實現本發明的方法包括以下步驟：

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(例如粉煤、煤氣或天然氣與氧氣形成的混合物)，將熔融銅渣升溫形成貧化區熔池并維持貧化區熔池溫度；通過側吹的富氧燃料的燃燒可以對貧化區熔池進行提溫維持系統熱平衡，貧化溫度控制在1250～1350℃。

(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。貧化區的渦流可以由燃料噴槍的側吹產生，優選的，可以在貧化區設置機械攪拌槳進一步強化渦流，貧化區機械攪拌槳在貧化反應進行時設置于貧化區熔池的銅渣層與貧化渣層界面處，轉速5rpm-100rpm。

以FeS貧化劑為例，熔融銅渣貧化過程發生的主要反應為：

Cu₂O+FeS＝Cu₂S+FeO

3Fe₃O₄+FeS+5SiO₂＝5(2FeO·SiO₂)+SO₂