[发明专利]一种铅冰铜火法处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域中火法冶金过程，特别涉及一种铅冰铜火法处理工艺。

背景技术

铅冰铜是铅冶炼系统中底吹炉、反射炉、鼓风炉、富集炉中含铜较高的一种物质，除含有Cu₂S之外，还含有较多的和FeS和PbS。其典型成份为Pb：10～20%、Cu：25～35%、Fe：15～20%、S：15～20%。目前，对铅冰铜中铅、铜有价金属的回收存在湿法和火法两种工艺，铅冰铜湿法处理工艺是近年来发展很快的工艺，但该种工艺由于涉及到酸或碱体系，对设备要求极高，生产成本很大。现有火法工艺大多采用鼓风炉法和反射炉法对铅冰铜进行贫化工艺，得到粗铜，再进一步精炼得到电铜，但该方法存在铅铜分离不彻底、金属回收率低、能耗高，同时烟气中S0₂浓度有较大波动，不利于回收利用，环境污染严重、炉体寿命短等缺点。 

与本发明直接相关的现有技术是：2010年5月12日，中国发明专利公开号CN 101705368 A，公布的一种采用底吹熔池熔炼处理除铜渣产出粗铅与粗铜的工艺及其装置，其中说明书[0012段]介绍了“铅冰铜通过溜槽进入底吹吹炼炉进行氧化吹炼，铅冰铜按每1000Kg配入140-160Kg辅料石英，辅料由加料口加入，炉内保持600-1000mm深度的由粗铜、冰铜和吹炼炉渣组成的熔池，吹炼操作采用设置在炉子底部的氧枪送入的氧气进行吹炼，将铅冰铜连续吹炼成粗铜与吹炼炉渣，吹炼温度在1200-1250℃，底吹吹炼炉造以硅酸铅、硅酸铁为主的铁硅铅熔渣，使入炉物料中Pb富集于吹炼炉渣中，吹炼炉渣通过溢流放渣口放出返回底吹熔炼炉，粗铜通过炉体端部虹吸口放出”的工艺步骤过程。首先，实现该步骤的前提是要有底吹熔炼炉，使铅冰铜呈熔融状态，显然，该法不适用于以铅冰铜原料作为回收对象的工艺。其次吹炼温度大于1200℃，对炉体寿命影响大。

发明内容

本发明是提供一种铅冰铜火法处理工艺，克服现有技术的不足，改变一步分离铅冰铜中铅铜的思维，在冶炼温度小于1200℃的条件下，将铅冰铜中的铅、铜等金属以铅铜合金的形式提取出来，重新利用，金属回收率高、能耗底，同时烟气中无S0₂，环境污染小，可以使炉体寿命大大延长。 

本发明采用的技术方案如下：

一种铅冰铜火法处理工艺，以焦炭为还原剂、碳酸钠为混合反应剂，利用焦炭中的碳与铅冰铜中铅和铜的硫化物反应，生成铅铜合金，对铅冰铜中的主要元素铅和铜进行回收；具体工艺步骤如下：

（1）将铅冰铜破碎至80～100目；取碳酸钠，焦炭；按铅冰铜:碳酸钠:焦炭=100:10～20:10～20 的质量比均匀混合；

（2）将混合好的物料从反射炉加料口加入炉膛内；

（3）用煤块加热物料至600～700℃，保温2～3 h；

（4）再升温到1000～1100℃,保温1～2 h；

（5）将熔体上面的渣放出；

（6）放渣完毕，将熔融的铅铜液放至铅斗内；静置铅斗，捞净上面的浮渣，得到铅铜合金；

（7）将步骤（5）放出的渣和步骤（6）所产生的浮渣合并为锍渣；按锍渣:碳酸钠:焦炭=100:5～10:5～10配料返回反射炉再熔炼，将铅铜合金进一步精炼分离铅、铜、铁、锌金属。

本发明以焦炭为还原剂，以碳酸钠为混合反应剂，利用焦炭中的碳与铅冰铜中的硫化铅反应、生成单质铅的原理，对铅进行回收；利用焦炭中的碳与铅冰铜中的硫化亚铜反应、生成单质铜的原理，对铜进行回收；并且由于反应生成了硫化钠而使渣的熔点降低，渣和铅铜合金分离的更彻底。同时，铅冰铜中的其他杂质金属铁锌等也发生类似反应而被还原进入铅铜合金中。

反应方程式：

2PbS+2Na₂CO₃+C→2Pb+2Na₂S+3CO₂ ↑

2Cu₂S++2Na₂CO₃+C→4Cu+2Na₂S+3CO₂ ↑

2FeS+2Na₂CO₃+C→2Fe+2Na₂S+3CO₂ ↑

2ZnS+2Na₂CO₃+C→2Zn+2Na₂S+3CO₂ ↑