[发明专利]用于加工硅酸铁岩石的方法和装置

说明书

本发明涉及用于处理硅酸铁岩石的方法，其中从硅酸铁岩石中至少部分地除去至少一种成分。

本发明还涉及用于加工处理过的硅酸铁岩石的设备。

硅酸铁岩石目前事实上专用于机械利用。硅酸铁岩石在铜矿石的熔炼中作为熔渣形成。

硅酸铁岩石目前例如，浇铸进入模具，获得的模制品用于固堤(Uferbefestigung verwendet)。硅酸铁岩石的制粒也是已知的。使用粗大颗粒化的材料，例如，作为铁路路堤的砾石。较细的颗粒化材料用于喷砂。

以重量百分比计，硅酸铁岩石基本上由铁、硅和氧组成。除了铁含量，硅酸铁岩石还含有次要元素，例如，铜、铅、砷、镍和/或锌。

在铜矿(主要是黄铜矿)的熔炼中，形成了大量的熔渣。基于含有有价金属的起始材料的量，铜工业生产600kg的熔渣/t精矿，与铁和钢工业相比，其为约三倍量的熔渣。

在世界范围内，已经进行熔渣净化，主要目的是增加/最大化铜产量。最终存在两种方法途径：

a)火法冶金-在电炉或在燃油/燃气特尼恩特(Teniente)炉中。本文中，通过熔渣/铜冰铜混合物(Schlacken/Kupfersteingemisches)的相重力分离处理熔融熔渣。焦炭覆盖物(还原剂)的主要作用是避免熔体与氧气接触。

b)湿法冶金-熔渣浮选。在熔渣固化后，进行研磨过程，随后进行硫化铜颗粒的浮选。形成了精矿，并且可将其再循环至初级过程。

这些方法中的残余铜含量为约0.4-0.8％，并且这两种方法都不是设计用于冶金除去其他杂质。形成的熔渣产物(无论是火法冶金或者湿法冶金)存在一个问题：实际上没有经济使用价值，可能的应用没有附加值。世界范围生产的铜熔渣的最主要部分(大约1500万t/a)因此被废弃。

本发明的目的是改进在开头部分所提到的类型的方法，从而提供提高的经济价值。

根据本发明，该目的通过至少部分地除去至少一种不同于铁的成分，并且通过用处理过的硅酸铁岩石生产钢或者生铁来实现。

本发明的进一步的目的是构造在开头部分所提到的类型的设备，从而实现提高的经济价值。

根据本发明，该目的通过下述设备实现，该设备被配置为用于生产生铁或钢的设施。

铜熔渣的金属含量迄今为止尚未利用(非铁金属或者铁含量都尚未利用)。700kt/a的熔渣的量，其对应于280kt/a的铁含量。熔渣已为液态，因此为了实施该方法，只须使用相对少的额外能量。本发明因此基于从熔渣产物除去非铁金属，并使用残余熔渣产物(含有氧化物形式的造渣剂Si、Ca、Mg、Al和Fe)和原料用于生产生铁或钢的方法。

该下游方法使得在加工铜原料时，上游的方法步骤更加灵活。这些原料在其组成方面的复杂性将会在将来进一步增加，这是由于可用的铜矿沉积物变得更少。除了具有经济价值的杂质(加工熔炉接受了矿物补偿用于具有增大的含量的精矿的加工)，例如As、Pb，在钢工业中，还有其他重要的参数是特别的，例如，Zn和钢污染物如S和P。另外，铜产量自然是关键的。本发明最新发展的方法涵盖了这些挑战，并寻求“零废物冶金”的目的，即在生产方法中形成的所有产物都被进一步加工。

下文给出实施本发明的硅酸铁岩石处理的关键方法步骤的关键描述。

方法描述

起始材料：

●硅酸铁岩石，铁橄榄石-(来自初级铜生产的Cu熔渣)

●还原剂(固体-焦炭，煤；气体-CO、H₂、Fe)

●捕收剂金属(Cu、Fe)

●电能

●天然气或天然气分解产物

●空气/氧气

●来自铜和钢工业的循环产物(即浮渣、一氧化铅、飞尘、黄渣、金属相)或熔渣

工艺温度：

●1300-1600℃(迄今为止最佳的工艺温度为1400℃)

设备：

●电炉(矩形、处理区、安定区(Ruhezone)，分接头配置为溢出，通过通道系统输入，通过底部吹气(Bodensplüung)引入气体)

●带有底部吹气的封闭AOD转炉。

工艺操作：

●非连续

●连续(优选的，但是是否实际上可实施取决于进一步的研究)

●多阶段-必须！