[发明专利]含铜污泥生产黑铜的方法及装置

权利要求书

1.一种含铜污泥生产黑铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将含铜污泥脱水至含水量10～40wt％，形成脱水污泥；

S2，将所述脱水污泥与熔剂混合后，在全渣熔池中进行底吹氧化熔炼，形成氧化熔炼渣；

S3，将所述氧化熔炼渣在还原熔池中进行侧吹还原熔炼，得到还原熔炼产物；

S4，将所述还原熔炼产物进行沉降处理，得到黑铜和炉渣；

所述步骤S2中，向所述全渣熔池中底吹氧气或氧气体积含量为60～100％的富氧空气以进行所述底吹氧化熔炼，同时向所述全渣熔池中底吹燃料，所述燃料为煤粉和/或天然气；控制所述底吹氧化熔炼过程中产生的烟气中的氧气体积含量为1～10％；所述底吹氧化熔炼的温度为1250～1350℃，且所述氧化熔炼渣的渣型为Cu₂O-CaO-Fe₂O₃-SiO₂；所述熔剂为石英石；

所述步骤S3中，向所述还原熔池中侧吹还原剂，并吹入氧气或氧气体积含量为60～100％的富氧空气以进行所述侧吹还原熔炼；所述还原剂为煤粉和/或天然气；所述侧吹还原熔炼的温度为1250～1400℃，且所述侧吹还原熔炼过程中产生的渣型为FeO-SiO₂-CaO。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述黑铜的铜含量为70～85wt％；所述炉渣的铜含量低于0.5wt％，硫含量低于0.1wt％，氯含量低于0.1wt％。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述底吹氧化熔炼过程中产生的烟气依次进行余热回收、除尘处理、制酸；

将所述侧吹还原熔炼和所述沉降处理过程中产生的烟气进行余热回收、除尘处理，且除尘后的尾气返回至所述步骤S1中用于对所述含铜污泥进行脱水处理。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用的装置包括：

烘干装置(10)，所述烘干装置(10)具有含铜污泥进口和脱水污泥出口，所述烘干装置(10)用于将所述含铜污泥脱水至含水量10～40wt％以形成所述脱水污泥；

熔炼炉(20)，包括依次连通的底吹氧化熔炼区(21)、侧吹还原熔炼区(22)和沉降区(23)；所述底吹氧化熔炼区(21)具有脱水污泥进口(201)，所述脱水污泥进口(201)与所述脱水污泥出口相连，所述底吹氧化熔炼区(21)的底部还设置有底吹喷枪(211)，所述底吹氧化熔炼区(21)为全渣熔池，用于使所述脱水污泥和熔剂进行底吹氧化熔炼以形成所述氧化熔炼渣；所述侧吹还原熔炼区(22)的侧部具有侧吹喷枪(221)，所述侧吹还原熔炼区(22)用于使所述氧化熔炼渣进行侧吹还原熔炼以得到所述还原熔炼产物；所述沉降区(23)具有黑铜出口和炉渣出口，所述沉降区(23)用于对所述还原熔炼产物进行沉降处理以得到所述黑铜和所述炉渣；

第一气体供应单元(30)，所述第一气体供应单元(30)与所述底吹喷枪(211)相连，用于向所述底吹喷枪(211)供应氧气或氧气体积含量为60～100％的富氧空气；

燃料供应装置(40)，所述燃料供应装置(40)与所述底吹喷枪(211)相连，用于向所述底吹喷枪(211)供应煤粉；

第二气体供应单元(50)，所述第二气体供应单元(50)与所述侧吹喷枪(221)相连，用于向所述侧吹喷枪(221)供应氧气或氧气体积含量为60～100％的富氧空气；

还原剂供应装置(60)，所述还原剂供应装置(60)与所述侧吹喷枪(221)相连，用于向所述侧吹喷枪(221)供应煤粉和/或天然气。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述底吹氧化熔炼区(21)和所述侧吹还原熔炼区(22)之间设置有第一隔墙(24)，所述第一隔墙(24)的中部设置有用于连通所述底吹氧化熔炼区(21)和所述侧吹还原熔炼区(22)的第一连通通道。