[发明专利]铜冶炼熔融炉渣贫化的方法及用于铜冶炼熔融炉渣贫化的贫化装置

说明书

技术领域

本发明涉及有色冶金技术领域，特别涉及一种铜冶炼熔融炉渣贫化的方法及用于铜冶炼熔融炉渣贫化的贫化装置。

背景技术

在铜火法冶金行业，一种方法是由硫化物铜精矿间接生成粗铜，这种方法一般包括两个步骤：首先将硫化物铜精矿进行脱硫除铁，熔炼得到高品位铜锍，然后将得到的铜锍进一步脱硫除铁，吹炼得到粗铜。另一种方法是采用铜精矿直接生产粗铜，在实际生产中，澳大利亚的Olympic Dam冶炼厂、波兰的Glogow冶炼厂以及赞比亚的KCM冶炼厂采用的就是由铜精矿直接生产粗铜的工艺。这些铜冶炼的方法具有一个共同的特点，就是在生产所得炉渣中，Cu₂O和Fe₃O₄的量都较高，一般说来，铜含量为10%～20%（重量比），Fe₃O₄含量为30%～50%（重量比）。

由于炉渣中铜含量较高，上述工艺都采用电炉贫化的方式，对炉渣进行处理，以降低炉渣中的含铜量。在电炉贫化的过程中，一般添加还原剂，通过还原反应来处理炉渣，并且电炉可以维持温度，保证还原反应的热力学基础。但是，电炉贫化只为还原反应提供了热力学基础，反应效率较低，不但致使渣中Cu₂O和Fe₃O₄被还原的时间过长，即贫化的时间长，能耗高，而且处理后的炉渣含铜量为1%～4%（重量比），即炉渣的含铜量仍然较高，需要再进行选矿等处理才能再应用，这样就带来了投资和生产成本较高的问题，不利于生产。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种铜冶炼熔融炉渣贫化的方法及用于铜冶炼熔融炉渣贫化的贫化装置，该方法贫化炉渣的反应效率高，能使最终炉渣中的铜含量降低，无需再进行选矿等处理即可应用。

本发明提供一种铜冶炼熔融炉渣贫化的方法，包括以下步骤：

在贫化装置中，将铜冶炼熔融炉渣和还原剂及带压力的惰性气体混合后进行贫化，得到贫化后的炉渣；所述惰性气体的压力为100kPa～800kPa。

优选的，所述贫化装置包括：

炉体，所述炉体内包括熔池，所述炉体上设置有气体喷嘴、加料口和炉渣排放口；

所述气体喷嘴位于所述炉体的侧墙上，且通向所述熔池的中部。

优选的，所述铜冶炼熔融炉渣和还原剂分别通过流槽由所述加料口引到贫化装置中；

所述惰性气体通过所述气体喷嘴导入贫化装置中。

优选的，所述炉体的顶部设置有燃料烧嘴；

向所述燃料烧嘴内导入燃料和助燃剂。

优选的，所述助燃剂为氧浓度大于95%（重量比）的工业氧气。

优选的，所述惰性气体为氮气。

优选的，所述铜冶炼熔融炉渣的温度为1050℃～1350℃。

优选的，所述还原剂为含有FeS和Cu₂S的铜精矿。

优选的，所述还原剂中含硫量与所述铜冶炼熔融炉渣中含氧量之比为（0.6～1.5）：1（质量比）。

本发明提供一种用于铜冶炼熔融炉渣贫化的贫化装置，包括：

炉体，所述炉体内包括熔池，所述炉体上设置有气体喷嘴、加料口和炉渣排放口；

所述气体喷嘴位于所述炉体的侧墙上，且通向所述熔池的中部。

与现有技术相比，本发明将铜冶炼熔融炉渣和还原剂引到贫化装置中，并向所述贫化装置中导入带压力的惰性气体，所述惰性气体的压力为100kPa～800kPa，混合后进行贫化，得到贫化后的炉渣。本发明利用铜冶炼熔融炉渣的显热使还原剂熔化，通过所述还原剂将炉渣中的Cu₂O和Fe₃O₄还原；导入的惰性气体对反应物料形成强烈的搅拌，使熔融炉渣沸腾，并将还原剂卷入熔融炉渣中，迫使Cu₂O、Fe₃O₄和还原剂碰撞聚合进行交互反应，形成渣相。本发明通过惰性气体的强烈搅拌，促进反应物质的快速更新，强化了反应进程，使渣性迅速被改变，同时提高了液滴间的碰撞结合几率，因此，本发明此强化过程能使最终炉渣中的铜含量降低。实践表明，本发明最终炉渣中的铜含量降低到0.35%（重量比）以下，Fe₃O₄含量降低到4%（重量比）以下，贫化后的炉渣无需再进行选矿等处理，可直接采用粒化工艺粒化后用作其他工业的原料。

附图说明