[发明专利]有色金属硫化矿及含硫物料的还原造锍冶炼方法

说明书

本发明涉及有色金属硫化矿或精矿的无污染直接冶炼。

有色金属硫化矿或精矿冶炼成金属时都得脱硫，都存在二氧化硫的制酸或污染问题。硫化铜精矿经造锍熔炼炼成冰铜，再吹炼成粗铜，在造锍熔炼和吹炼过程中都产生二氧化硫，虽然在铜冶炼中二氧化硫大都用于制酸，基本上解决了污染问题，但造锍熔炼很难处理铜-铅-锌和铜-锌复杂硫化矿；硫化锌精矿先经沸腾焙烧脱硫制酸，焙砂用湿法或火法炼制金属锌；对于铜-锌，铅-锌及铜-铅-锌复杂硫化矿亦难以处理；硫化铅精矿先经烧结锅或带式烧结机烧结焙烧脱硫，烧结块用鼓风炉还原熔炼成粗铅；硫化锑精矿先经鼓风炉或平炉挥发熔炼成粗锑氧，再在反射炉中还原熔炼成粗锑；铅-锑复杂硫化矿精矿先经沸腾炉焙烧和烧结盘烧结脱硫，再在鼓风炉中还原熔炼成铅-锑合金。以上铅、锑单一硫化矿及铅-锑复杂硫化矿精矿的冶炼都存在大量低浓度二氧化硫烟气无法制酸和污染环境的问题，是产生酸雨的重要污染源，采用烧结机的大冶炼厂以及锑厂、铅锑冶炼厂都涉及二氧化硫污染的治理问题。无二氧化硫排放的硫化矿直接冶炼方法，最古老的是硫化锑矿及硫化铋矿的沉淀熔炼，但沉淀熔炼采用的置换剂是金属铁或铁屑，成本高，技术经济指标很差，而且不适于硫化铅精矿和各种复杂硫化矿精矿的冶炼。94119758.1专利申请提出“硫化矿直接冶炼制取金属工艺”，该专利申请提出的固硫剂是锰、铁、钙、镁的氧化物或氢氧化物或碳酸盐，概念不明确，不具体，若视为纯物质，则成本高，来源不易，处理对象也仅限于锌、铜、铅单一硫化矿。

本发明的目的是提供一种从有色金属硫化矿原料中直接冶炼有色金属的无二氧化硫污染的新方法，以替代铅、锑等有色金属的传统生产工艺，解决迫在眉睫的大量低浓度二氧化硫烟气的污染问题。

本发明的基本原理是，在900～1300℃的温度下及有过剩的碳质还原剂的情况下，造锍剂中的高价态氧化物被还原成低价：

               (1)

                 (2)

                    (3)

然后FeO或Cu₂O与有色金属硫化物及碳质还原剂产生还原造锍反应：

                       (4)

                    (5)

                  (6)

                (7)

或                  (8)

                 (9)

            (10)

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或         (12)