铜渣炉内还原贫化的方法与流程

1241 编辑：中冶有色技术网来源：易门铜业有限公司

2023-09-27 14:29:13

1.本发明涉及一种铜渣炉内还原贫化的方法，属于冶金技术领域。

背景技术：

2.现有铜生产通过的是火法生产，而火法生产的重要一步就是造锍溶炼，其中包括三个步骤，即炉渣的形成、铜锍的富集以及铜锍与炉渣的分离。通常情况下，此三个过程都在同一个生产设备中完成，即从冶炼炉排出的铜锍与炉渣是已经分离好的，这样的传统设备有反射炉、电炉以及鼓风炉。在现代铜冶金所采用的冶炼炉设备都是富氧强化熔炼，其中进行的过程只历经了前述的前两个过程，所以需要进一步的分离铜锍与炉渣就需要第三个设备参与。为了生产出高品位的铜锍，则必然使得炉渣贫化成为火法炼铜流程中一个必不可少的工序。与此同时，在强化熔炼中，吹炼所产生的含铜量高的炉渣也不能像传统铜冶炼生产工艺方法那样再返回到熔炼工艺中去，所以这就更加的强调了炉渣贫化的重要性。

3.目前，工业上铜渣的贫化主要有火法贫化和选矿法。火法贫化法处理铜渣的主要有两种，其一是返回重熔，其二是还原造锍。其基本原理是通过向高温铜渣中加入硫铁矿或碳质还原剂，还原渣中的磁性氧化矿物，渣中的铜则以铜锍的形式聚集，最终实现渣-锍分离。火法贫化的最大优点是可实现渣中有价金属铜、镍、钴等在锍中的富集，但是由于需要加入大量的碳质还原剂与硫或含硫原料，使得该法的处理成本高。浮选法回收其中的有价金属主要是根据其表面亲疏水的性质，采用相应的捕收剂、起泡剂、调整剂以及抑制剂，可以浮选出品位很高的铜精矿。浮选法由于具有浮选流程短，生产成本低等特点，一直被广泛应用；但浮选法也存在需要大量的缓冷场地，以及大量浮选药剂的投入。

4.传统铜渣贫化的方法流程冗长，操作复杂，设备复杂，急需一种高效还原贫化铜渣的方法。

技术实现要素：

5.本发明针对现有技术下氧气底吹铜熔炼过程产生的炉渣含铜量高，贫化效率低、成本高的问题，提供一种铜渣炉内还原贫化的方法，在底吹炉沉降区还原剂将熔渣中的fe3o4充分还原，降低渣的粘度，提高了熔池的流动性，使分散在熔渣中的冰铜并聚沉降到熔池底部，达到铜渣贫化的目的。本发明流程短，工艺简单可靠且易于操作，有效降低了炉渣中的铜含量，增加了铜锍产量，实现资源的可持续利用。

6.本发明的目的是提供一种操作简单、还原贫化收率高、能耗和成本低且经济环境效益好的铜渣炉内还原贫化的方法。

7.一种铜渣炉内还原贫化的方法，具体步骤如下：

8.(1)当底吹炉熔炼区产生的熔渣厚度为25～55cm时，进行熔渣炉内还原沉降；

9.(2)通过沉降区的喷枪向沉降区的高温熔融铜渣喷吹还原剂；

10.(3)在高温熔融铜渣的余热下，由还原剂对沉降区的熔融铜渣进行炉内还原贫化处理；熔炼产生的高温熔融铜渣在沉降区还原气氛下进一步反应，在还原性气氛下可避免

铜锍因炉渣粘度大被fe3o4夹带而损失在炉渣中，保证了贫化炉渣与夹杂铜锍分离的时间，降低有价金属的损失，提高有价金属的分离效率和回收率；

11.(4)铜渣还原贫化结束后，澄清分离得到下层冰铜和上层贫化炉渣，下层冰铜经放铜口放出进入吹炼工序，上层贫化炉渣经放渣口放出，水淬后可用作建筑辅料；铜锍品位大于70％，经炉内还原贫化后的贫化炉渣中含铜量可降低至0.35％以下；

12.所述铜渣贫化在熔炼区和沉降区为一体的富氧底吹炼炉中进行；

13.所述步骤(1)高温熔融铜渣的温度为1180～1250℃，以质量百分数计，高温熔融铜渣含有cu 1～6％、tfe 40～50％、cao 1～10％和sio

2 20～30％；

14.所述步骤(2)还原剂为生物质油、煤粉、天然气中的一种或多种；

15.所述还原贫化的温度为1200～1300℃，时间为1～3h。

16.本发明的有益效果是：

17.(1)本发明在底吹炉中的沉降区进行还原贫化，取消了电炉，缩短了熔炼流程，提高了冶炼效率；

18.(2)本发明通过采用熔炼区和沉降区为一体的底吹熔炼炉进行铜渣炉内贫化，并在沉降区中加入还原剂，将fe3o4还原为feo，降低渣中的fe3o4含量，避免了铜锍被夹带进入炉渣中而损失，有效提高了炉渣与铜锍的分离效率，提高冶炼的效率；

19.(3)本发明熔炼区中产生释放的热量可直接扩散至沉降区内，可以减少沉降区额外热量的输入；

20.(4)本发明引入的反应物质少，安全性高，还原剂用量少，对环境污染极低，具有较大的经济效益和环境效益，实现了对铜、铁等有价组分的综合回收，达到了资源综合利用。

附图说明

21.图1是本发明工艺流程图。

具体实施方式

22.下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

23.实施例1：一种铜渣炉内还原贫化的方法，具体步骤如下：

24.(1)采用熔炼区和沉降区为一体的富氧底吹炼炉，在底吹炉熔炼区产生的熔渣厚度为25cm时，进行高温熔融铜渣还原沉降，熔渣温度为1180℃，铜渣含有cu 4.6％、tfe 45％、cao 3.46％和sio2 22.5％；

25.(2)通过沉降区上方的喷枪向沉降区的高温熔融铜渣喷吹还原剂柴油，喷吹流量为100l/h；

26.(3)在高温熔融铜渣的余热下，还原剂柴油对沉降区的熔融铜渣进行炉内还原贫化处理1h；熔炼产生的高温熔融铜渣在沉降区还原气氛(h2、co以及ch4)下进一步反应，在还原性气氛下可避免铜锍因炉渣粘度大被fe3o4夹带而损失在炉渣中，保证了贫化炉渣与夹杂铜锍分离的时间，降低有价金属的损失，提高有价金属的分离效率和回收率；

27.(4)铜渣还原贫化结束后，澄清分离得到下层冰铜和上层贫化炉渣，下层冰铜经放铜口放出进入吹炼工序，上层贫化炉渣经放渣口放出，水淬后可用作建筑辅料；铜锍品位为70.2％，经炉内还原贫化后的贫化炉渣中含铜量可降低至0.34％；

28.本实施例的高温熔融铜渣在炉内还原贫化过程产生的烟气通过锅炉回收余热以及静电除尘，回收烟气中的锌、铅等易挥发有价组分，最后通过制酸回收烟气中所含的so2气体，达到排空要求后排入大气。

29.实施例2：一种铜渣炉内还原贫化的方法，具体步骤如下：

30.(1)采用熔炼区和沉降区为一体的富氧底吹炼炉，在底吹炉熔炼区产生的熔渣厚度为40cm时，进行高温熔融铜渣还原沉降，熔渣温度为1200℃，铜渣含有cu 5.10％、tfe 42％、cao 2.15％和sio2 21.33％；

31.(2)通过沉降区上方的喷枪向沉降区的高温熔融铜渣喷吹还原剂天然气，喷吹流量为100l/h；

32.(3)在高温熔融铜渣的余热下，还原剂天然气对沉降区的熔融铜渣进行炉内还原贫化处理120min；熔炼产生的高温熔融铜渣在沉降区还原气氛(h2、co以及ch4)下进一步反应，在还原性气氛下可避免铜锍因炉渣粘度大被fe3o4夹带而损失在炉渣中，保证了贫化炉渣与夹杂铜锍分离的时间，降低有价金属的损失，提高有价金属的分离效率和回收率；

33.(4)铜渣还原贫化结束后，澄清分离得到下层冰铜和上层贫化炉渣，下层冰铜经放铜口放出进入吹炼工序，上层贫化炉渣经放渣口放出，水淬后可用作建筑辅料；铜锍品位为71.3％，经炉内还原贫化后的贫化炉渣中含铜量可降低至0.31％；

34.本实施例的高温熔融铜渣在炉内还原贫化过程产生的烟气通过锅炉回收余热以及静电除尘，回收烟气中的锌、铅等易挥发有价组分，最后通过制酸回收烟气中所含的so2气体，达到排空要求后排入大气。

35.实施例3：一种铜渣炉内还原贫化的方法，具体步骤如下：

36.(1)采用熔炼区和沉降区为一体的富氧底吹炼炉，在底吹炉熔炼区产生的熔渣厚度为55cm时，进行高温熔融铜渣还原沉降，熔渣温度为1250℃，铜渣含有cu 2.9％、tfe 41％、cao 3.41％和sio2 20.53％；

37.(2)通过沉降区上方的喷枪向沉降区的高温熔融铜渣喷吹还原剂柴油，喷吹流量为100l/h；

38.(3)在高温熔融铜渣的余热下，还原剂柴油对沉降区的熔融铜渣进行炉内还原贫化处理150min；熔炼产生的高温熔融铜渣在沉降区还原气氛(h2、co以及ch4)下进一步反应，在还原性气氛下可避免铜锍因炉渣粘度大被fe3o4夹带而损失在炉渣中，保证了贫化炉渣与夹杂铜锍分离的时间，降低有价金属的损失，提高有价金属的分离效率和回收率；

39.(4)铜渣还原贫化结束后，澄清分离得到下层冰铜和上层贫化炉渣，下层冰铜经放铜口放出进入吹炼工序，上层贫化炉渣经放渣口放出，水淬后可用作建筑辅料；铜锍品位为70.4％，经炉内还原贫化后的贫化炉渣中含铜量可降低至0.28％；

40.本实施例的高温熔融铜渣在炉内还原贫化过程产生的烟气通过锅炉回收余热以及静电除尘，回收烟气中的锌、铅等易挥发有价组分，最后通过制酸回收烟气中所含的so2气体，达到排空要求后排入大气。

41.以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。技术特征：

1.一种铜渣炉内还原贫化的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)当底吹炉熔炼区熔炼产生的熔渣厚度为25～55cm时，进行熔渣炉内还原沉降；(2)通过喷枪向沉降区中的高温熔融铜渣喷吹还原剂；(3)在高温熔融铜渣的余热下，由还原剂对沉降区的熔融铜渣进行炉内还原贫化处理；(4)铜渣还原贫化结束后，澄清分离获得下层冰铜和上层贫化炉渣，下层冰铜进入吹炼工序。2.根据权利要求1所述铜渣炉内还原贫化的方法，其特征在于：步骤(1)所述的底吹炉的炉体分为熔炼区和沉降区。3.根据权利要求1所述铜渣炉内还原贫化的方法，其特征在于：步骤(1)高温熔融铜渣的温度为1180～1250℃，以质量百分数计，高温熔融铜渣含有cu 1～6％、tfe 40～50％、cao 1～10％和sio

2 20～30％。4.根据权利要求1所述铜渣炉内还原贫化的方法，其特征在于：步骤(2)还原剂为生物质油、煤粉、天然气中的一种或多种。5.根据权利要求1所述铜渣炉内还原贫化的方法，其特征在于：还原贫化的温度为1200～1300℃，时间为1～3h。

技术总结

本发明涉及一种铜渣炉内还原贫化的方法，属于冶金技术领域。其步骤如下：当底吹炉熔炼区产生的熔渣厚度为25～55cm时，通过喷枪向沉降区的高温熔融铜渣喷吹还原剂；在高温熔融铜渣的余热下，由还原剂对沉降区的熔融铜渣进行炉内还原贫化处理；铜渣经还原贫化后，澄清分离获得下层冰铜和上层贫化炉渣，下层冰铜进入吹炼工序。本发明铜锍品位大于70％，贫化炉渣中铜含量小于0.35％；本发明铜渣炉内还原贫化的方法可以提高铜渣还原贫化的效率，取消了电炉贫化工序，缩短了熔炼流程，提高了冶炼效率。提高了冶炼效率。提高了冶炼效率。

技术研发人员：李博杨应宝周世伟陈全坤张体富魏永刚余小吕罗京朱云锋

受保护的技术使用者：易门铜业有限公司

技术研发日：2022.01.07

技术公布日：2022/8/29

声明：

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