[发明专利]铜锌钴分离的熔炼法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有色金属冶金技术领域，特别是涉及难处理的多金属复杂矿的冶金技术领域。

背景技术

硫化铜钴矿中钴回收的传统方法是炼铜过程中顺便回收的。炼铜的两个工序，即冰铜熔炼和转炉吹炼工序中钴分布有所不同，冰铜熔炼时约60～70％钴进入冰铜，其余30～40％则进入熔炼渣。通常把含钴较富的转炉渣进行熔炼生产白合金，其富钴合金再一步用多种工序处理得钴产品。由于炼铜过程中钴分布分散，部分钴损失于熔炼炉渣中，其部分因钴品位低，不再回收。同时冰铜吹炼时需要加入大量石英熔剂，其钴在转炉渣中富集倍数低，富钴渣钴品位低，铜品位高，使白合金中值高。也就是说，传统方法具有钴回收率低，因值高，其处理费用昂贵的问题。

后来发明并生产的硫化铜钴矿的湿法冶金工艺能够解决钴回收率低的问题，但是溶液中绝大部分是铜，其分离和回收方面仍需要大量加工成本。对铜锌钴的物料来说，由于溶液中有效地分离铜锌技术还没过关，尚处于实验研究阶段，未能生产上应用。

铜锌钴物料的传统冰铜熔炼法处理，众所周知，由于含锌量过高都无法进行正常熔炼。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术提供一种铜锌钴分离的熔炼法，它一次熔炼能有效达到铜锌钴分离目的，得到三种产品基本上是铜中不含钴，氧化锌中不含铜和钴，而富钴渣中含铜极少，易于进一步处理得到铜锌钴金属，并且具有工艺流程简单，分离彻底，物料中各有价金属组分的综合回收好，金属回收率高，回收成本低，经济效益好的特点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该种铜锌钴分离的熔炼法，其特征在于将质量百分比为Cu10～50％、Zn10～40％、Co0.2～2.0％的铜锌钴物料，经过烧结成烧结块，然后将烧结块、石灰石和含碳还原剂以烧结块为质量基准按下列质量配比：烧结块100％、石灰石15～22％、含碳还原剂18～25％，把这些炉料分批分层地装入鼓风炉顶部，鼓风炉下部鼓风口鼓入热空气进行熔炼，炉顶设有二次风口也鼓入二次热风，燃烧部分炉气中一氧化碳和锌蒸汽，由其放热保持1000℃以上高温炉顶，以保证氧化锌顺畅排出，鼓风炉底部炉缸有三层熔体，分别为粗铜、冰铜与炉渣，冰铜与炉渣连续流入前床分离放出，冰铜返回烧结，富钴渣铸成块状进一步回收钴，粗铜定期放出铸锭，送去精练。

上述含碳还原剂为除冶金焦外，还能用无烟煤或石油焦。

上述烧结块含硫量S＜1.5％，块直径30～120mm；石灰石含氧化钙CaO＞50％，块直径30～80mm；含碳还原剂含碳量C＞80％，块直径30～80mm。

上述采用鼓风炉为铜锌鼓风炉，与一般炼铜鼓风炉不同，料柱低，把这一些炉料分批分层地按规定时间间隔装入鼓风炉顶部，因为铜锌鼓风炉是连续生产的，炉内保持一定料柱高度，随料柱下降，装入新一批料来保持规定的低料柱高度，其高度保持1.8～2.2米，高温炉顶，炉顶温度在1000℃以上，其高温炉顶的主要原因是由于锌蒸汽在低温度下易再氧化成氧化锌，其在炉顶与上部料层中易形成炉结，影响基本的炉操作，为此，炉顶料层上部鼓入二次热空气，氧化锌蒸汽和炉气中部分一氧化碳，其放热量极大，很快达到1000℃以上，以保持炉料的正常下降和氧化锌的排出。炉顶结构与一般鼓风炉不同是密闭的，双料钟装料，高温烟气导入汽化冷却烟道和空气换热器，把鼓风炉自用空气预热到一定温度如300℃，含氧化锌烟气经过表面冷却器冷却降温后袋式收尘器回收氧化锌产品。鼓风炉风口截面比较小，为长方形，冷却水套上设有单排风口，鼓入热风进行熔炼。使用热风的主要目的是强化氧化锌的还原反应过程及节省冶金焦消耗。

本发明的技术上关键问题是要保持鼓风炉风口区高温，以便氧化锌易于得到还原。其风口区的高温是以保证炉渣高熔点来达到的。因此，鼓风炉把石灰石作为熔剂配入，使炉渣碱度炉渣熔点1050℃以上。本鼓风炉炉渣碱度随处理物料的成分不同应有所变化。如果物料中含锌低，应碱度降低，而含锌高则相反；如果物料中含钴量低，不能直接产出富钴渣时，就采用高碱度，使大部分钴进粗铜，并于粗铜火法精炼渣中回收，其富钴渣含钴品位也能达与前者相同水平。

本发明的另一技术关键问题是控制鼓风炉的还原气氛，炉顶二次风鼓入之前的炉气成分以调节焦率和鼓风量方法控制。鼓风炉还原气氛的控制也随处理物料的性质应有所不同，如果炉料中含锌愈高还原气氛要愈强，值要大，而锌含量愈少则相反。