[发明专利]一种铜渣的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理领域，具体涉及一种铜渣的处理方法。

背景技术

铜渣是炼铜过程产生的炉渣，冶炼1吨精铜的同时产生2.2吨铜渣。我国炼铜炉渣产量大，年产150万吨左右。铜渣大量堆积会带来严重的水体污染和土壤污染问题，加强对铜渣的综合利用非常重要。铜渣的主要成分是铁氧化物和二氧化硅，主要物相是铁橄榄石以及少量磁铁矿。目前，关于铜渣的利用主要集中在提取铜渣中的有价金属元素，例如铜、钴、锌、铁。提取方法有选矿法、火法冶炼、湿法冶炼等技术手段。

铜渣是在火法冶炼过程中炉料和燃料中各氧化物互相熔融而成的共熔体，其中铜、钴、铁等有价金属的含量丰富，回收价值较高。特别的，铜渣含铁率为35％左右，远大于冶炼铁矿29.1％的平均开采品位。目前，回收铜渣中铁的方法有：高温熔融氧化-常温破碎磁选法、阶段磨矿阶段选别法和直接熔融还原法。第一种方法是向熔融铜渣中吹入氧化性气体，并在冷却过程中控制一定的降温速率(5K·min^-1)，该方法可使铜渣中磁铁矿富集率从22％提高到85％以上，但是该方法不能分离铜、铁，较难进一步实现铁的利用。第二种方法中，铁的回收率较低，主要含铁物相铁橄榄石(Fe₂SiO₄)在磁选过程中进入尾矿。第三种方法中，铁的回收率高达90％左右，但是所得铁水含铜偏高，应用范围有限，进行铁水深脱铜较为困难。

发明内容

本发明旨在实现铜渣的处理，通过向铜渣中配加一定量的氯化剂使得铜渣中的铁和铜分离，从而使得铜渣中的铁、铜、铅、锌金属元素单独分离，所提取铁的品位较高，提高了利用价值。

本发明提供了一种铜渣的处理方法，包括步骤：

铜渣、氯化剂、粘结剂均匀混合后造球，得到第一球团，其中，铜渣中含有铁、锌、铅、铜金属元素。

所述第一球团经氧化焙烧处理，得到氧化球团，同时，所述铜渣中的锌、铅、铜金属元素形成氯化物烟尘。

所述氧化球团、还原剂、粘结剂均匀混合后造球，得到第二球团。

所述第二球团经还原焙烧处理，得到金属化球团，同时，所述铜渣中的剩余锌、铅、铜金属元素形成氯化物烟尘。

所述金属化球团经磨矿磁选处理，得到铁粉。

优选的，所述铜渣中全铁含量为35.18～38.05wt％(wt％为质量百分数)，锌含量为1.17～2.91wt％，铅含量为0.058～0.62wt％，铜含量为0.22～4.05wt％。所述铜渣的粒度≤200目。

进一步的，所述氯化剂为氯化钙。所述氯化剂的粒度为200目～100目。

进一步的，所述粘结剂为膨润土。所述粘结剂的粒度≤200目。

优选的，所述第一球团中，所述铜渣、氯化剂、粘结剂的质量占比为100:(5～12)：(5～10)。

进一步的，所述氧化焙烧处理过程的温度为700～1100℃，氧化焙烧时间为15～30min。

进一步的，所述还原剂为兰炭。所述还原剂的粒度≤200目。

优选的，所述第二球团中，所述还原剂中的固定碳与所述氧化球团中的氧的质量比为：C/O＝1.2～2.0：1。

进一步的，所述第一球团的直径为5～12mm。所述第二球团的直径为10～24mm。

进一步的，所述还原焙烧处理过程的温度为1100～1300℃，还原焙烧时间为15～30min。

本发明的方法涉及两次造球过程，得到的第一球团进行氧化焙烧反应，使得铜渣中铁的低价氧化物氧化成高价氧化物，因为铁的高价氧化物不易氯化而存在于固态的氧化球团中，铜渣中的铜、铅、锌发生氯化反应分别形成相应的氯化物烟尘，从而实现铜渣中铁与铜、锌、铅的初步分离；得到的第二球团进行还原焙烧反应，使得铜渣中剩余的铜、锌、铅进一步发生氯化反应形成相应的氯化物烟尘，铁则发生还原反应并存在于固态的金属化球团中。铜、锌、铅的氯化物具有低沸点、高挥发性的特点，能够在较低的温度下实现铜渣中铁与稀有金属的分离回收，尤其是实现铁与铜的分离，可以显著提高磨矿磁选后得到的铁粉的铁品位和经济价值，并且实现了节能降耗的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例中铜渣的处理方法流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。