权利要求
1.一种热态渣溜槽,应用于热态铜渣在缓冷过程中的贫化处理,其特征在于,呈开放式槽状,包括相对设置的槽边以及承托渣料的槽底,所述槽边包括第一槽边以及第二槽边;
所述热态渣溜槽上衔熔炼系统的放渣口下接渣包,由下至上依次设有缓冲柱以及多个弧形挡板;
其中,所述弧形挡板呈向下倾斜的上翘叶片状,紧密相接于所述槽边以及所述槽底;多个所述弧形挡板沿所述槽边等距设置,且任意两个相邻的弧形挡板交错分布在所述第一槽边与所述第二槽边上,所述弧形挡板的数量不小于2;
所述缓冲柱固定于所述槽底,并居中设置,所述缓冲柱的宽度大于长度。
2.根据权利要求1所述的热态渣溜槽,其特征在于,同侧相邻的所述弧形挡板之间间距为0.5~1m;所述缓冲柱距离所述热态渣溜槽的出口的距离0.2~0.7m。
3.根据权利要求1所述的热态渣溜槽,其特征在于,所述弧形挡板和所述缓冲柱为耐火材料。
4.根据权利要求1所述的热态渣溜槽,其特征在于,所述弧形挡板和缓冲柱的高度为所述槽边高度的0.5~1倍。
5.根据权利要求1所述的热态渣溜槽,其特征在于,任一所述弧形挡板在所述热态渣溜槽的宽度方向上的投影长度与所述热态渣溜槽的宽度的比值为0.3~0.7:1;
所述缓冲柱的宽度与所述热态渣溜槽的宽度的比值为0.4~0.7:1。
6.一种如权利要求1~5任意一项所述的热态渣溜槽在回收铜渣内有价金属中的应用,其特征在于,包括以下步骤:
将熔炼系统的放渣口排出的热态铜渣从所述热态渣溜槽的第一弧形挡板所在侧流入;所述第一弧形挡板为所述热态渣溜槽中由上至下的第一片弧形挡板;
将硫化调质剂自所述热态渣溜槽中所述第一弧形挡板的相对侧上部加入,浸没于所述热态铜渣中;
添加所述硫化调质剂的热态铜渣经弧形挡板以及缓冲柱,进入渣包缓冷至室温,得缓冷渣;
所述缓冷渣依次进行磨矿处理、
浮选处理,得金属硫化物、合金和/或铁酸锌;
其中,所述硫化调质剂包括石膏渣、碳质还原剂,所述碳质还原剂的组成包括固定碳,所述石膏渣的组成包括硫酸钙,所述硫化调质剂中固定碳与硫酸钙的组分摩尔比为2~5:1;
所述硫化调质剂中的硫含量为将所述热态铜渣中的金属氧化物全部硫化为金属硫化物所需理论硫含量的1~3倍。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,在所述硫化调质剂的组成为石膏渣和碳质还原剂的情形下,所述石膏渣和所述碳质还原剂的质量比为2~4:1。
8.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,以质量分数计,所述热态铜渣的化学组成包括以质量分数计,所述铜渣的化学组成(wt%)为:Fe 0~50、Cu 0.2~10、Pb 0.5~5.0、Zn1.0~5.0。
9.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,控制所述热态铜渣的流量为10~50t/h,控制所述硫化调质剂的添加速度为4~20t/h。
10.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述热态铜渣经由所述弧形挡板以及缓冲柱,进入渣包缓冷至室温,得缓冷渣的步骤中,将所述热态铜渣的缓冷速率控制为0.5~2℃/min。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及炉渣的处理领域,尤其涉及热态渣溜槽及其在回收铜渣内有价金属中的应用。
背景技术
[0002]铜渣是
火法炼铜镍钴过程的产物,每生产1吨精炼铜约排放2~3吨铜渣。大量铜渣堆放需要占用土地或农田,其成分复杂,对周围环境造成不同程度的污染。但铜渣中含有大量的可利用的资源。
[0003]铜渣目前资源化以选矿回收有价金属-尾渣水泥建材化利用为主,但随着现代富氧强化熔炼技术在
铜冶炼过程推广应用,冶炼渣中氧化态熔解在硅酸盐里损失的有价金属比例大幅攀升,而传统浮选只能对机械夹杂的铜硫化物颗粒有显著回收效果,无法同步回收氧化态铜;同时,现有铜矿物资源中,铅锌等重金属及铁多伴生共存,在铜冶炼过程属于杂质,一般在冶炼渣中去除,现有铜渣回收也并未关注铅锌铁的回收,致使铅锌铁资源浪费。
[0004]常用技术中,热态渣溜槽无法满足本发明中缓冷过程(缓冷过程包括出渣以及渣包中缓冷至室温两个阶段,下述同)中热态铜渣与硫化调质剂充分混合、反应的技术需求,鉴于此,有必要提出一种热态渣溜槽及其在回收铜渣内有价金属中的应用,以解决上述问题。
发明内容
[0005]本发明的主要目的是提供一种热态渣溜槽及其在回收铜渣内有价金属中的应用,以实现缓冷过程中热态铜渣与硫化调质剂的充分混合、反应。
[0006]为实现上述目的,本发明提供了一种热态渣溜槽,应用于热态铜渣在缓冷过程中的贫化处理,呈开放式槽状,包括相对设置的槽边以及承托渣料的槽底,所述槽边包括第一槽边以及第二槽边;所述热态渣溜槽上衔熔炼系统的放渣口下接渣包,由下至上依次设有缓冲柱以及多个弧形挡板;其中,所述弧形挡板呈向下倾斜的上翘叶片状,紧密相接于所述槽边以及所述槽底;多个所述弧形挡板沿所述槽边等距设置,且任意两个相邻的弧形挡板交错分布在所述第一槽边与所述第二槽边上,所述弧形挡板的数量不小于2;
所述缓冲柱固定于所述槽底,并居中设置,所述缓冲柱的宽度大于长度。
[0007]进一步的,同侧相邻的所述弧形挡板之间间距为0.5~1m;所述缓冲柱距离所述热态渣溜槽的出口的距离0.2~0.7m。
[0008]进一步的,所述弧形挡板和所述缓冲柱为耐火材料。
[0009]进一步的,所述弧形挡板的高和缓冲柱的高度为所述槽边高度的0.5~1倍。
[0010]进一步的,任一所述弧形挡板在所述热态渣溜槽的宽度方向上的投影长度与所述热态渣溜槽的宽度的比值为0.3~0.7:1;
所述缓冲柱的宽度与所述热态渣溜槽的宽度的比值为0.4~0.7:1。
[0011]本发明还提供了一种如上任意一项所述的热态渣溜槽在回收铜渣内有价金属中的应用,包括以下步骤:
将熔炼系统的放渣口排出的热态铜渣从所述热态渣溜槽的第一弧形挡板所在侧流入;所述第一弧形挡板为所述热态渣溜槽中由上至下的第一片弧形挡板;
将硫化调质剂自所述热态渣溜槽中所述第一弧形挡板的相对侧上部加入,浸没于所述热态铜渣中;
添加所述硫化调质剂的热态铜渣经弧形挡板以及缓冲柱,进入渣包缓冷至室温,得缓冷渣;
所述缓冷渣依次进行磨矿处理、浮选处理,得金属硫化物、合金和/或铁酸锌;
其中,所述硫化调质剂包括石膏渣和碳质还原剂,所述碳质还原剂的组成包括固定碳,所述石膏渣的组成包括硫酸钙,所述硫化调质剂中固定碳与硫酸钙的组分摩尔比为2~5:1;
所述硫化调质剂中的硫含量为将所述热态铜渣中的金属氧化物全部硫化为金属硫化物所需理论硫含量的1~3倍。
[0012]进一步的,在所述硫化调质剂的组成为石膏渣和碳质还原剂的情形下,所述石膏渣和所述碳质还原剂的质量比为2~4:1;
进一步的,以质量分数计,所述热态铜渣的化学组成包括以质量分数计,所述铜渣的化学组成(wt%)为:Fe 0~50、Cu 0.2~10、Pb 0.5~5.0、Zn 1.0~5.0。
[0013]进一步的,控制所述热态铜渣的流量为10~50t/h,控制所述硫化调质剂的添加速度为5~20t/h。
[0014]进一步的,所述热态铜渣经由所述弧形挡板以及缓冲柱,进入渣包缓冷至室温,得缓冷渣的步骤中,将所述热态铜渣的缓冷速率控制为0.5~2℃/min。
[0015]本发明的有益效果如下:
本发明提供了一种应用于热态铜渣在缓冷过程中贫化处理的热态渣溜槽,热态渣溜槽承接熔炼系统以及缓冷渣包,沿渣流动方向内砌一定数量凸起耐材(即弧形挡板以及缓冲柱,下述同),凸起耐材改变了热态流体流动方式,热态炉渣于凸起耐材处不断形成旋涡湍流。将硫化调制剂自湍流旋涡处加入,借助流体回旋运动,硫化调质剂陡然接触刚出炉的热态铜渣1200℃以上的高温,与热态铜渣充分接触、反应,混匀后流入缓冷渣包;与此同时,各凸起耐材的设置能够缓冲热态铜渣,延长铜渣在溜槽停留时间,使硫化调质剂与铜渣在溜槽部位反应完全。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0017]图1是本发明一实施方式热态渣溜槽的俯视结构示意图;
其中,1为进渣处,3、4为弧形挡板,其中3为第一弧形挡板,2为加料处,5为椭圆柱形挡板,6为缓冲柱于低压区形成的涡流形态示意,7为弧形挡板形成的涡流形态示意;
图2是本发明实施例1中制得的缓冷渣的XRD图;
图3是本发明实施例1中制得的缓冷渣的SEM图;
图4是本发明对比例1中制得的缓冷渣的SEM图;其中,图a为缓冷渣电镜实物图,图b为电镜下缓冷渣中锌元素的分布示意,图c为电镜下缓冷渣中铁元素的分布示意,图d为电镜下缓冷渣中硫元素的分布示意,图e为电镜下缓冷渣中氧元素的分布示意,图f为电镜下缓冷渣中硅元素的分布示意,图g为电镜下缓冷渣中铅元素的分布示意,图h为电镜下缓冷渣中铜元素的分布示意。
[0018]图5是本发明对比例2中制得的缓冷渣的SEM图;其中,图a为缓冷渣电镜实物图,图b为电镜下缓冷渣中锌元素的分布示意,图c为电镜下缓冷渣中铁元素的分布示意,图d为电镜下缓冷渣中硫元素的分布示意,图e为电镜下缓冷渣中氧元素的分布示意,图f为电镜下缓冷渣中硅元素的分布示意,图g为电镜下缓冷渣中铅元素的分布示意,图h为电镜下缓冷渣中铜元素的分布示意。
具体实施方式
[0019]下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
[0020]需要说明,本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
[0021]另外,在本发明中如涉及“第一”“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0022]并且,本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
[0023]常用技术中,考虑到热态铜渣的流动性和温度分布,为确保热态铜渣能够顺畅流动且不会在溜槽内积聚过多热量,铜冶炼渣放渣口通常为平整梯形溜槽状,溜渣体是溜槽的主体部分,其形状多为上大下小的空心锥台形,下部则为空心柱形。这种设计有助于热态铜渣在溜槽内顺畅流动,并减少渣料对溜槽的冲击力,热态铜渣直接从溜槽迅速下落,铜渣在溜槽部位停留时间较短,以提高炉渣的输送效率。
[0024]而本发明对缓冷过程(缓冷过程包括出渣以及渣包中缓冷至室温两个阶段,下述同)中的热态铜渣进行贫化处理以实现铜渣在有价金属的富集、提取。如何实现热态铜渣与硫化调质剂充分混合、反应,是常用技术未曾面临的技术问题。
[0025]常用技术中的溜槽应用于本申请时,硫化调质剂与热态铜渣的接触过程流于表面,无法做到均匀混合;直至热态铜渣进入渣包后,由于硫化调质剂的密度小于熔体,浮于表面难以沉降,伴随着热态铜渣的温降,硫化调质剂与热态铜渣之间的充分反应难以实现,严重影响后续有价金属的回收率以及工艺生产效率。
[0026]为解决上述问题,本发明提供了一种热态渣溜槽,应用于热态铜渣在缓冷过程中的贫化处理,呈开放式槽状,包括相对设置的槽边以及承托渣料的槽底,所述槽边包括第一槽边以及第二槽边。
[0027]根据图1中热态渣溜槽的俯视结构图,以热态铜渣的流动方向作为长度方向限定所述热态渣溜槽的长宽高,下述同。
其中,可以控制热态铜渣的流量为30t/h,以适配本申请中热态渣溜槽的规格,保证热态铜渣在形成湍急涡流的情形下也不会飞溅、溢出。
[0028]在一些实施例中,热态渣溜槽中槽边和槽底的材质需具备良好的耐高温和耐侵蚀性能。例如,在冶金行业中,电解铜因其良好的耐侵蚀性和热传导性能而被用作渣流槽的制作材料。
[0029]热态渣溜槽上衔熔炼系统的放渣口下接渣包,由上至下依次设有缓冲柱以及多个弧形挡板;
其中,弧形挡板呈向下倾斜的上翘叶片状,紧密相接于所述槽边以及所述槽底;多个所述弧形挡板沿所述槽边等距设置,且任意两个相邻的弧形挡板交错分布在所述第一槽边与所述第二槽边上,所述弧形挡板的数量不小于2。
[0030]缓冲柱固定于所述槽底,并居中设置,所述缓冲柱的宽度大于长度,即所述缓冲柱在高度方向上的截面为椭圆形。缓冲柱的数量不小于1,在缓冲柱的数量大于1的情形下,缓冲柱与缓冲柱之间的距离为0.5~1m。
[0031]在一些实施例中,同侧相邻的所述弧形挡板之间间距为0.5~1m;缓冲柱距离所述热态渣溜槽的出口的距离0.2~0.7m。
[0032]在另一些实施例中,由上至下最后一块弧形挡板与缓冲柱之间的间距可以为0.5m。
[0033]由上至下第一块弧形挡板与热态渣溜槽上端的距离可以为0.3~1m。
[0034]示例性的,由上至下第一块弧形挡板与热态渣溜槽上端的距离可以为0.3~0.5m。
[0035]任一所述弧形挡板在所述热态渣溜槽的宽度方向上的投影长度与所述热态渣溜槽的宽度的比值为0.4~0.7:1;
所述缓冲柱的宽度与所述热态渣溜槽的宽度的比值为0.4~0.7:1。
[0036]凸起耐材之间间距的设置以及宽度设置可以保证弧形挡板尾端(弧形挡板远端即弧形挡板远离所连接的槽边的一端)以及缓冲柱下部涡流的存在,保证如图1所示特定流体形态的形成。
[0037]弧形挡板和缓冲柱可以为耐火材料,弧形挡板和缓冲柱和槽边、槽底的连接方式可以为卡接。
[0038]在一些具体实施例中,如图1本发明一实施例中热态渣溜槽俯视结构图所示,热态渣溜槽通常以45°~60°之间、不超过65°的角度斜立,衔接熔炼系统的放渣口以及缓冷渣包;其中1为进渣处,位于热态渣溜槽偏左位置,2为加料处,3和4为弧形挡板,5为缓冲柱。
[0039]熔融态炉渣由放渣口流出,经由进渣处1进入热态渣溜槽,由于弧形挡板3的阻拦,热态铜渣沿弧形挡板流动,并在弧形挡板末端即加料处2附近形成湍流,硫化调质剂由加料处2加入,并与热态铜渣混合,借助热态铜渣放出的大量热量进行反应,随后经过弧形挡板4和缓冲柱5,进一步促进热态铜渣与硫化调质剂混合,并延长热态铜渣在溜槽停留时间,使硫化调质剂与热态铜渣在热态渣溜槽尽可能反应完全后进入缓冷渣包,缓冷至室温,最终实现铜铅以金属锍、合金形式富集,锌铁主要以铁酸锌形式富集,炉渣经过破碎、细磨,然后硫化浮选回收未沉降彻底的硫化物,浮选
尾矿再经次浮选回收铁酸锌。
[0040]在一些实施例中,所述热态渣溜槽的长度可以为1~3m,高度可以为0.2-1m,宽度可以为0.5-1.5m。
[0041]在另一些实施例中,弧形挡板和缓冲柱的高度为所述槽边高度的0.5~1倍。优选的,弧形挡板和缓冲柱的高度与槽边高度一致。
[0042]本发明还提供了如上任意一项所述的热态渣溜槽在回收铜渣内有价金属中的应用,包括以下步骤:
S1.将熔炼系统的放渣口排出的热态铜渣从所述热态渣溜槽的第一弧形挡板所在侧流入;所述第一弧形挡板为所述热态渣溜槽中由上至下的第一片弧形挡板。
[0043]S2.将硫化调质剂从第一弧形挡板的上方,自所述热态渣溜槽中所述第一弧形挡板的相对侧加入,浸没于所述热态铜渣中。
[0044]硫化调质剂中的硫含量为将所述炉渣中的金属氧化物全部硫化为金属硫化物所需理论硫含量的1~3倍。
[0045]在一些实施例中,在所述硫化调质剂的组成为石膏渣和碳质还原剂的情形下,所述石膏渣和所述碳质还原剂的质量比为2~4:1;
硫化调质剂包括石膏渣、碳质还原剂,所述碳质还原剂的组成包括固定碳,所述石膏渣的组成包括硫酸钙,所述硫化调质剂中固定碳与硫酸钙的组分摩尔比为2~5:1。
[0046]以质量分数计,所述铜渣的化学组成(wt%)可以为:Fe 0~50、Cu 0.2~10、Pb 0.5~5.0、Zn 1.0~5.0。
[0047]示例性的,以质量分数计,所述铜渣的化学组成(wt%)可以为:Fe 10~45、Cu 0.2~10、Pb 0.5~5.0、Zn 1.0~5.0。
[0048]将石膏渣和碳质还原剂复合,对铜渣中的金属氧化物进行硫化还原,最终铅锌铜以金属锍、合金形式富集,锌铁主要以铁酸锌形式富集,最终实现铜冶炼渣有价金属梯级回收,同时以废治废实现石膏渣的资源化处理。该方法操作简单,反应高效,能够利用铜渣潜热快速实现铜冶炼渣与石膏渣的资源化、减量化、无害化。
[0049]本发明中发生的具体硫化-还原反应包括:
铜冶炼渣中的氧化态有价金属(MeO)与石膏
固废中的CaSO4会发生一系列还原—硫化反应生成有价金属硫化物[MeS]:
(MeO)+CaSO4+4C=[MeS]+(CaO)+4CO(g)
(MeO)+CaSO4+4CO(g)=[MeS]+(CaO)+4CO2(g)
随着物料反应温度的不断提高,硫酸盐[MeSO4]在还原气氛下会继续分解生成相应金属硫化物[MeS]:
[MeSO4]+4C=[MeS]+4CO(g)
[MeSO4]+2CO(g)=[MeS]+2CO2(g)
金属硫化物硫化氧化铜:
[MeS]+CuO=[CuS]+MeO
铜冶炼渣中铁氧化物和硅酸盐也会被还原硫化成[FeS],并进一步硫化渣中金属氧化物:
(MeO)+[FeS]=[MeS]+(FeO)
强还原性气氛下,冶炼渣中金属氧化物(MeO)也会被还原成金属单质进入锍相:
(MeO)+C=[Me]+CO(g)
(MeO)+CO(g)=[Me]+CO2(g)
在另一些实施例中,如图1所示,本发明中热态渣溜槽俯视结构图所示,加料处2位于第一弧形挡板尾端的上部,即相对侧的上部。弧形挡板能改变热态铜渣的流动方式,形成漩涡、湍流,将硫化调质剂自第一弧形挡板形成的湍流漩涡(即加料处2)中加入,借助熔体回旋运动可以将硫化调质剂与热态铜渣充分混匀。
[0050]S3.添加所述硫化调质剂的热态铜渣经弧形挡板以及缓冲柱,进入渣包缓冷至室温,得缓冷渣。
[0051]在一些实施例中,控制所述硫化调质剂的添加速度为4~20t/h,优选的,硫化调质剂的添加速度可以为4.5t/h。
[0052]凸起耐材改变了热态流体流动方式,热态炉渣于凸起耐材处不断形成旋涡湍流。将硫化调制剂自湍流旋涡处加入,借助流体回旋运动,硫化调质剂陡然接触刚出炉的热态铜渣1200℃以上的高温,与热态铜渣充分接触、反应,混匀后流入缓冷渣包;与此同时,各凸起耐材的设置能够缓冲热态铜渣,延长铜渣在溜槽停留时间,使硫化调质剂与铜渣在溜槽部位反应完全,解决了常用技术的应用与本发明时存在的缺陷:硫化调质剂与热态铜渣的接触过程流于表面,无法做到均匀混合;且受限于密度差以及温降,后续缓冷包中硫化调质剂也浮于热态铜渣表面难以浸没,硫化调质剂与热态铜渣之间的充分反应难以实现,严重影响硫化调质剂与金属氧化物的反应效果以及金属硫化物的生长效果,有价金属的回收率以及工艺生产效率难以保证。
[0053]其中,热态铜渣的形态为涡流对于硫化调质剂的加入效果影响如下:
强化硫化调质剂与熔体的混合效果:涡流通过其独特的旋转和搅拌作用,在热态铜渣内部形成强烈的流动和混合效果,使得硫化调制剂能够更快、更均匀地分散到热态铜渣中;且涡流能够减少传质阻力,提高反应效率,从而使硫化调质剂能够更有效地发挥其作用。此外,涡流可以减少硫化调质剂在加入过程中的损失,减少了因团聚或沉淀而导致的浪费。
[0054]经过热态渣溜槽中的均匀混合的传质过程,硫化调质剂与热态铜渣中的金属氧化物充分反应。进入渣包后,加入硫化调质剂的热态炉渣缓冷至室温这过程中,金属硫化物颗粒缓冷过程不断聚集长大,达到利于后续磨矿-浮选粒径要求(>40μm)。
[0055]在另一些实施例中,可以将所述热态铜渣的缓冷速率控制为0.5~2℃/min,有利于硫化物颗粒富集和沉降。
[0056]S4.所述缓冷渣依次进行磨矿处理、浮选处理,得金属硫化物、合金和/或铁酸锌。
[0057]缓冷渣经过破碎、细磨,然后硫化浮选回收,回收到的金属锍/合金(铜铅锌铁等硫化物及合金)送往下一步吹炼进行进一步回收,渣浮选尾矿再经次洗选回收铁酸锌及磁铁矿。
[0058]在一些实施例中,磨矿可以包括步骤:铜渣粗破碎、细破碎、球磨机球磨达到-80至-200目。
[0059]在另一些实施例中,浮选可以包括步骤:磨矿后铜渣加入
浮选药剂,使冰铜颗粒沉底,实现冰铜与渣相分离。
[0060]为对本发明作进一步的理解,现举例说明:
实施例1
将石膏渣与焦炭按照质量比4:1的比例混合,石膏渣化学组成(wt%)为:Ca 28.0、Mg 0.49、K 0.033、Fe 0.11、Cd 0.010、Cu 0.0005、S 19.00、Pb 0.011;焦炭化学组成(wt%)为:C 84.00、H 5.11、S 2.85、N 1.32。用玛瑙研钵研磨充分混匀,形成硫化调制剂;取5000g来自于某冶炼厂底吹炉渣,其热态铜渣化学组成(wt%)为:Fe 40.13、Cu 3.25、Pb 1.03、Zn3.65、Ca 2.61、Si 11.59,放入马弗炉内随炉升温至1300℃,让所述熔融铜渣经过热态渣溜槽,同时取1000g硫化调质剂通过加料处加入熔融铜渣中,保持降温速率为1.0℃/min,降温至室温得到缓冷渣。
[0061]其中热态渣溜槽的总长为2m,异侧错位相对的所述弧形挡板之间间距为0.5m;所述缓冲柱距离所述热态渣溜槽的出口的距离0.5m,第一弧形挡板与热态渣溜槽上端的间距为0.5m,最后一块弧形挡板与缓冲柱的间距为0.5m,弧形挡板和缓冲柱的高度与槽边高度一致,任一所述弧形挡板在所述热态渣溜槽的宽度方向上的投影长度与所述热态渣溜槽的宽度的比值为0.5:1;
所述缓冲柱的宽度与所述热态渣溜槽的宽度的比值为0.4:1,控制所述热态铜渣的流量为30t/h,控制所述硫化调质剂的添加速度为4.8t/h。
[0062]图2的XRD检测结果所示,熔炼渣经熔化-缓冷后得到的主体物相为硅酸亚铁和四氧化三铁,冰铜相中主要成分为Cu39S28、FeS、Fe3S4等硫化物,上述物质在后续选矿阶段可得到有效回收。
[0063]图3中的SEM图片检测结果发现,Cu-Fe-S冰铜粒、Fe-S硫化物的粒径90%大于100μm可在硫化物浮选中的高效回收;同时上述硫化物与Fe-O-Si-Ca炉渣相存在明显界线,利于矿物单体解离。经计算铜铅锌在硫化物中富集率大于92.6%。
[0064]对比例1
将石膏渣与焦炭按照质量比5:1的比例混合,石膏渣化学组成(wt%)为:Ca 28.0、Mg 0.49、K 0.033、Fe 0.11、Cd 0.010、Cu 0.0005、S 19.00、Pb 0.011;焦炭化学组成(wt%)为:C 92.00、H 3.11、S 1.85、N 1.32。用玛瑙研钵研磨充分混匀,形成硫化调制剂;取100g来自山东某冶炼厂缓冷炉渣,其铜渣的化学组成(wt%)为:Fe 40.13、Cu 3.25、Pb 1.03、Zn3.65、Ca 2.61、Si 11.59,放入坩埚,在顶层加入10g硫化调质剂,加热至1300℃,反应1h,可见硫化调质剂浮于热态铜渣表层,难以浸没,保持降温速率为1.0℃/min,降温至室温得到缓冷渣。
[0065]图4中的SEM图片检测结果发现,Cu-Fe-Pb-S冰铜粒、Fe-S硫化物的粒径较小,聚集效果不明显;与此同时,未实现氧化态的铜铁到硫化物的转变,不能通过浮选回收。
[0066]对比例2
将石膏渣与焦炭按照质量比5:1的比例混合,石膏渣化学组成(wt%)为:Ca 28.0、Mg 0.49、K 0.033、Fe 0.11、Cd 0.010、Cu 0.0005、S 19.00、Pb 0.011;焦炭化学组成(wt%)为:C 92.00、H 3.11、S 1.85、N 1.32。用玛瑙研钵研磨充分混匀,形成硫化调制剂;取100g来自山东某冶炼厂缓冷炉渣,其铜渣化学组成(wt%)为:Fe 40.13、Cu 3.25、Pb 1.03、Zn3.65、Ca 2.61、Si 11.59,放入坩埚,在顶层加入20g硫化调质剂,加热至1300℃,反应1h,可见硫化调质剂浮于热态铜渣表层,难以浸没,保持降温速率为1.0℃/min,降温至室温得到缓冷渣。
[0067]图5中的SEM图片检测结果发现,Cu-Fe-Pb-S冰铜粒、Fe-S硫化物的粒径较小,聚集效果不明显;与此同时,未实现氧化态的铜铁到硫化物的转变,不能通过浮选回收。
[0068]本发明的上述技术方案中,以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的保护范围,凡是在本发明的技术构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的保护范围。
说明书附图(5)
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“热态渣溜槽及其在回收铜渣内有价金属中的应用” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)