[发明专利]基于钠化还原的铜渣低温综合利用工艺

说明书

本发明涉及一种基于钠化还原的铜渣低温综合利用工艺，包括：步骤1.将铜渣、碳质还原剂、钠化剂混合后制备含碳复合球团；步骤2.将含碳复合球团进行熔分，得到熔分渣和粒铁；步骤3.对所述熔分渣进行破碎、研磨、水浸过滤，得到滤液；步骤4.对所述滤液进行碳分处理，得到硅、铝沉淀和碳酸钠溶液；步骤5.对所述硅、铝沉淀进行酸浸、过滤，得到白碳黑。本发明将钠化剂、碳质还原剂与铜渣混合制备含碳复合球团，在较低的温度下实现渣、铁分离后，熔分渣经水浸、酸浸处理后可制备高品质白炭黑，进一步提高了铜渣的利用率，大大提高了经济价值。

技术领域

本发明涉及冶金固废综合利用技术领域，尤其涉及一种基于钠化还原的铜渣低温综合利用工艺。

背景技术

铜矿造锍熔炼是目前铜冶炼的主要方法，分离锍相后的熔炼渣约含30％～40％的铁以及0.5％～2％的铜，高效利用铜熔炼渣不论从资源利用还是环境保护的角度均意义重大。大量文献资料证实，还原熔分方法是处理铜渣最经济有效的手段，到目前为止，铜渣主要通过配料、还原熔分获取含铜铁水。但是，铜渣具有两个特点，一是铁品位较低，二是铁以铁橄榄石的形态存在，需要配入大量石灰促进还原和熔分过程，进一步增大了渣量和熔炼成本，降低了铜渣利用的经济性，成为限制铜渣利用的主要原因。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种基于钠化还原的铜渣低温综合利用工艺，用以解决现有铜渣利用率低的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

基于钠化还原的铜渣低温综合利用工艺，包括以下步骤：

步骤1.将铜渣、碳质还原剂、钠化剂混合后制备含碳复合球团；

步骤2.将含碳复合球团进行熔分，得到熔分渣和粒铁；

步骤3.对所述熔分渣进行破碎、研磨、水浸过滤，得到滤液；

步骤4.对所述滤液进行碳分处理，得到硅、铝沉淀和碳酸钠溶液；

步骤5.对所述硅、铝沉淀进行酸浸、过滤，得到白碳黑。

本发明有益效果如下：本发明将钠化剂、碳质还原剂与铜渣混合制备含碳复合球团，在较低的温度下实现渣、铁分离，熔分渣经水浸、酸浸处理，实现硅与钙、镁杂质以及铝的逐步分离，制备高品质白炭黑，提高了铜渣的综合利用率以及经济价值；钠化剂(碳酸钠、碳酸氢钠)在湿法处理过程中回收利用，减少了熔剂的使用量，且钠化剂自身熔点较低，脱除磷、硫的能力较强，不仅降低了铜渣的熔分温度，所得铁水为低硫、磷优质铁水。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步，所述步骤1中，所述碳质还原剂为煤粉，所述钠化剂为碳酸钠或碳酸氢钠。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明所选的碳质还原剂为不同品质的煤粉，因为煤粉来源广、原料成本低廉；本发明所选的碳酸钠或碳酸氢钠腐蚀性低、便于生产操作，且循环成本低，均有利于降低本发明的处理成本，且对产品质量影响不大。

进一步，所述步骤1中，所述含碳复合球团中的碳氧还原比范围是1.2～1.5，所述钠化剂的加入量为铜渣质量的10％～50％。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明限定上述范围，因为钠化剂能起到碱性熔剂的效果，促进渣、铁分离以及铁水中硫、磷的脱除过程，同时也可实现硅的钠化过程，为湿法过程制备白碳黑提供反应基础；上述配碳量下，既可以满足铁氧化物的还原、铁水渗碳，还能提高钠化剂的反应活性，实现钠化还原过程。

进一步的，所述步骤2中，所述含碳复合球团在1250℃～1450℃保温60min～120min进行熔分。