[发明专利]一种从冰铜中脱除铅、锌、砷、锑、铋、锡的工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种从冰铜中脱除铅、锌、砷、锑、铋、锡的工艺及装置，属于有色金属火法冶炼技术领域。 

背景技术

从硫化铜矿提铜通常采用火法冶金的方法，一般流程为：硫化铜矿石→采选工序→铜精矿→熔炼工序→冰铜→吹炼工序→粗铜→阳极炉工序→阳极铜→电解工序→高纯阴极铜。在熔炼-吹炼工序，各铜冶炼企业采用的具体工艺及设备不尽相同，大致可分为两类，一类是熔炼炉和吹炼炉炉型一样，例如双闪速炉，双奥斯麦特炉等，一类是熔炼炉加转炉吹炼，其中的熔炼炉可以是闪速炉、艾萨炉、奥斯麦特炉、诺兰达炉、白银炉、底吹炉、密闭鼓风炉、反射炉，其特点是需要用铜锍包把熔融冰铜转运到转炉中。 

近年来，铜冶炼行业飞速发展，老冶炼厂和新建冶炼厂挖潜改造使铜产量增加较快，而且这种趋势还会持续下去，造成铜精矿供应变得越来越紧张。对于买矿企业来说，采购优质的铜精矿比采购含杂质高的铜精矿成本要高。因此，冶炼厂从自身效益出发，采购的原料变得越来越复杂，杂质成分越来越高，主要有铅、锌、砷、锑、铋、锡等元素。但这些铜精矿投入生产后，使得整个生产系统受到极大影响，主要有： 

1、因熔炼渣和吹炼渣中铅、锌等杂质元素含量增加，导致渣的粘度增大，放渣困难； 

2、部分杂质元素挥发进入烟尘，导致烟尘粘性增大，熔融的烟尘在沉淀池侧壁、上升烟道、上升烟道和余热锅炉连接处结瘤； 

3、烟尘进入余热锅炉，粘结在锅炉壁，不易脱落到刮板，使辐射部和对流部连接处逐渐堵塞，对流蒸发管上积灰严重，严重影响了余热锅炉的换热效果； 

4、造成矿产阳极板铅、锌、铋、锡等杂质含量超标，严重影响电解车间的正常生产，容易出现槽电压较高、大面积阳极钝化、电解液中漂浮阳极泥较多、阴极铜板长粒子较多等问题，尤其是在高电流密度（300～450A/m²）下，这些问题存在放大效应，会变的更为严重。 

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种工艺及装置，以脱除熔融冰铜中的杂质元素铅、锌、砷、锑、铋、锡，使铜精矿中伴生的杂质元素尽早、尽彻底地脱离铜冶炼流程，方便下游工序生产及降低生产成本，且提高伴生元素铅、锌、砷、锑、铋、锡的回收率，为企业创造效益。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种从冰铜中脱除铅、锌、砷、锑、铋、锡的工艺，包括以下步骤： 

（1）将熔融的冰铜熔液加入冰铜池或铜锍包内； 

（2）降下位于冰铜池或铜锍包上方的真空室，使设在真空室底部的上升管和下降管浸入冰铜熔液液面以下，开启与真空室连通的真空系统并抽空真空室，利用真空室抽真空产生的大气压差，使冰铜熔液通过上升管或/和下降管由冰铜池或铜锍包进入真空室； 

（3）由上升管通入驱动气体，在大气压差及驱动气体带动下冰铜熔液不断地由上升管喷入真空室内，再通过下降管不断地由真空室返回冰铜池或铜锍包内，利用气泡泵原理引导冰铜熔液通过冰铜池或铜锍包、上升管、真空室、下降管产生循环运动；同时，确保真空系统处于开启状态，以将进入真空室内的驱动气体和在真空室内形成的气态杂质抽出；此时，在真空室内，铅、锌、砷、锑、铋、锡以金属态或硫化物态挥发，进入与真空室连通的气体冷凝器，冷凝收集，产出铅锌多元合金；净化后的冰铜在重力作用下由下降管返回冰铜池或铜锍包，冲击、搅拌、混合冰铜池或铜锍包中未净化的冰铜熔液，加速杂质元素在冰铜熔液中的扩散； 

（4）关闭真空泵并停止通入驱动气体，杂质清除完毕。 

所述冰铜的元素含量百分比为：铜20%～80%，铅0.01%～10%，锌0.01%～10%，砷0.01%～15%，锑0.001%～15%，铋0.001%～5%，锡为0.001%～5%，其它成分15%～35%，按质量百分比计。 

进一步地，所述步骤（1）中，熔融的冰铜熔液是通过设在冰铜池或铜锍包侧面的用于引流的溜槽流进冰铜池或铜锍包的； 

进一步地，在步骤（2）前，真空室需要预热，预热温度控制在1000～1400℃。 

进一步地，预热真空室时，所用的燃料选自天然气、重油、煤粉。 

进一步地，冰铜熔液的循环流量为50～100t/min。 

进一步地，所述驱动气体为氮气或惰性气体，惰性气体优选氩气。 

进一步地，冰铜池或铜锍包中的冰铜熔液温度控制在1100～1400℃（必要时可加装天然气烧枪控制），真空室内残压控制在10～1000Pa，步骤（3）进行的时间控制在20～60min。