[发明专利]含铜污泥生产黑铜的方法及装置

说明书

本发明提供了一种含铜污泥生产黑铜的方法及装置。该方法包括以下步骤：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，将还原熔炼产物进行沉降处理，得到黑铜和炉渣。利用本发明提供的工艺处理含铜污泥，有效解决了现有技术中从含铜污泥中回收铜时的流程长、尾渣含铜量、含硫量高等问题，并提高了有价金属的回收率。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体而言，涉及一种含铜污泥生产黑铜的方法及装置。

背景技术

含铜污泥一般来自电镀行业，污泥中除了含有大量的铜以外，还含有镍、铅、锌、锡等有价金属，含铜污泥中一般还含有硫酸盐。目前从含铜污泥中回收铜的方法主要采用侧吹炉或鼓风炉进行还原熔炼。然而，采用这些工艺在产生黑铜的同时还有一部分冰铜存在，造成熔体分层，分离不彻底，尾渣易夹杂硫化物，一般采用混料的方式配入低硫的原料进行还原熔炼来减少冰铜相比例，产出的黑铜和冰铜需再次分离，黑铜送电解，冰铜送吹炼炉，炉渣含铜0.8％左右，一般作建材原料或堆弃。

申请号201611046435.5提出了利用含铜污泥生产电解铜并分离镍、砷、锡的低能耗方法。首先将含铜污泥烧结脱水至含水1～5％，并侧吹富氧空气煅烧产出粗铜，粗铜经精炼和电解制取阴极铜，而精炼渣送鼓风炉产出黑铜。该工艺指出所处理含铜污泥的典型成分，但因需加入石灰石和石英石造渣冶炼的比例可知其污泥成分与常规侧吹熔炼渣型组成相似，该工艺可能存在原料适应性差的问题。此外，含铜污泥直接侧吹熔炼产出粗铜时炉渣含铜一般较高(大于1％)，而该工艺未列出熔炼渣含铜这一关键参数，也未提及该渣的利用。

申请号201611178461.3提出了一种含铜污泥的处理工艺。将含硫低于2％的含铜污泥低温烘干后制砖，与造渣剂和还原焦煤一同加入到富氧侧吹炉中产出次粗铜，含铜0.6％的尾渣经选矿再回收其残余铜，而对含硫高于2％的含铜污泥低温烘干后需进入矿铜冶炼系统中协同处理，其工艺与常规铜冶炼工艺相同。该工艺仅能单独处理硫含量较低的含铜污泥，而大部分含铜污泥中S含量均高于2％，含铜污泥中有机物、卤素等物质的引入会对矿铜冶炼系统带来负面影响，难以大比例掺混含铜污泥，该工艺原料适应性差，处理能力有限。

由此可见，采用鼓风炉工艺处理含铜污泥时，需要较长的预处理流程(混料、压块、晾干等)，鼓风炉顶部有大量挥发性有机物难以处理，所得产品分层需再次分选并送不同流程处理，尾渣含铜高，且利用困难。此外，鼓风炉工艺还存在单体处理能力小、工人劳动强度大、冶炼车间环保条件差等问题。采用侧吹炉工艺处理含铜污泥时，需将含铜污泥预先脱水至含水10％以下，并将其投入到侧吹熔炼炉内，采用富氧侧浸没燃烧的方式供热和还原，为防止喷枪烧损喷枪需远离金属和铜锍层，采用不充分燃烧的方式保证体系的还原性，同时也难以将低于喷枪位置的渣、金属、铜锍中的硫化物氧化脱除，尾渣易夹杂铜锍颗粒，仍需缓冷后浮选贫化处理，易出现SO₂污染。总之，目前从含铜污泥中回收铜时均存在流程长、尾渣含铜量、含硫量高等缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种含铜污泥生产黑铜的方法及装置，以解决现有技术中从含铜污泥中回收铜时均存在的流程长、尾渣含铜量、含硫量高等问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种含铜污泥生产黑铜的方法，其包括以下步骤：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，将还原熔炼产物进行沉降处理，得到黑铜和炉渣。

进一步地，步骤S2中，向全渣熔池中底吹氧气或氧气体积含量为60～100％的富氧空气以进行底吹氧化熔炼，同时向全渣熔池中底吹燃料，优选燃料为煤粉和/或天然气。

进一步地，步骤S2中，控制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％。