[发明专利]一种铜烟尘富氧侧吹氧化处理工艺

说明书

本发明涉及冶金固废综合利用技术领域，提供了一种铜烟尘富氧侧吹氧化处理工艺。混合烟尘包括：侧吹熔炼锅炉灰、侧吹熔炼电尘灰、底吹熔炼锅炉灰、底吹熔炼电尘灰、侧吹转炉吹炼灰和底吹转炉吹炼灰；混合烟尘无需酸浸和脱硫直接投入富氧侧吹炉进行处理，产出铜锍送铜冶炼系统转炉吹炼工段，产生的粗铅送铅系统进行精炼，侧吹熔炼烟尘返侧吹炉，侧吹熔炼渣送选矿车间，烟气经骤冷收砷后进行制酸。本发明处理工艺简单，有价金属综合回收效率高，能耗低，处理成本低。

技术领域

本发明涉及冶金固废综合利用技术领域，尤其是一种铜烟尘富氧侧吹氧化处理工艺。

背景技术

铜冶炼过程中会产生熔炼锅炉灰、熔炼电尘灰、转炉吹炼锅炉灰和转炉吹炼电尘灰等铜烟尘，铜烟尘含有大量金、银、铜、铅等有价金属，化学成分复杂，难处理，属于典型危险固体废物。传统处理铜烟尘分为两类：一是湿法处理，二是火法处理。湿法处理一般采用稀硫酸浸出—沉铜—氧化中和除铁砷或还原沉砷—蒸发浓缩结晶生产硫酸锌等工段，湿法处理存在流程长，回收率低，废水处理成本高等问题。

铜烟尘如果直接返回铜冶炼系统，则不仅大大增加入炉原料的杂质含量，恶化炉况，降低炉子的处理能力，而且影响最终产品的质量。湿法和火法联合处理铜烟尘方法：铜烟尘先酸浸，烟尘中的氧化物与酸反应生成金属盐，金属盐和铜烟尘中硫化物在高温还原气氛下与还原剂反应回收有价金属，如CN 108707756 B公开了一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法，将铜烟尘酸浸渣进行配料，制成符合富氧侧吹还原熔炼炉熔炼的砖料，投入富氧侧吹还原熔炼炉直接进行还原熔炼，得到一次粗铅、一次铅冰铜、炉渣和含尘烟气；将还原熔炼得到的一次铅冰铜用富氧侧吹还原熔炼炉进行富集熔炼，得到二次粗铅、二次铅冰铜、炉渣和含尘烟气。该技术一方面需要先酸浸才能处理铜烟尘，另一方面需要两次还原熔炼才能回收铜烟尘有价金属，处理成本高，工艺流程繁琐。

铜烟尘处理时，一般需要先进行焙烧步骤脱硫或酸浸后再进行处理，现有技术存在一些问题：1、有价元素综合回收率较低，回收成本较高；2、工艺流程繁琐，能耗高；3、存在潜在的环保隐患。因此，急需开发一种铜烟尘的处理工艺。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种铜烟尘富氧侧吹氧化处理工艺，该方法有价金属回收率高，能耗低，工艺流程短。

本发明的技术方案是这样实现的：一种铜烟尘富氧侧吹氧化处理工艺，包括以下工艺步骤：

（1）制粒：铜烟尘为侧吹熔炼锅炉灰、侧吹熔炼电尘灰、底吹熔炼锅炉灰、底吹熔炼电尘灰、侧吹转炉吹炼灰和底吹转炉吹炼灰混合烟尘，混合烟尘经圆盘造粒机制粒，球料水份8%~10%，球料粒度5mm~15mm，成球率≥85%，球料1m高度自由落地不碎；

（2）配料：将（1）制备好的混合烟尘颗粒与硫酸钙渣、纯碱、硼砂、铁屑、石英石、硫铁矿分别由定量给料机输送至胶带输送机的胶带上，统一输送至富氧侧吹炉下料口，硫酸钙渣、纯碱、硼砂、铁屑、石英石加入比例5～8:10～12:3~5:25~30:15~20；

（3）富氧侧吹熔炼：铜烟尘和辅料在1100 ℃~1200 ℃的高温下，与鼓入侧吹炉两侧的富氧空气发生物理化学反应，产生液态炉渣、铜锍、粗铅和烟气，炉渣比重最小，粗铅比重最大，侧吹炉内分三层，从上往下依次是炉渣、铜锍和粗铅，分别从渣口、铜锍口和铅渣口放出，连续放渣，铜锍和粗铅间断放出，产出的烟气经余热锅炉回收余热、电收尘器收尘，骤冷收砷后送硫酸车间制酸；

优选的，所述的铜烟尘和辅料在1100 ℃~1200 ℃的高温下主要发生以下反应：

（1）造渣反应

高温条件下，纯碱分解为氧化钠和二氧化碳，氧化钠与石英石反应生成硅酸钠，硫酸钙渣与氧化钠反应生成硫酸钠和氧化钙，氧化钙与石英石反应生成硅酸钙；铁屑和氧气反应生成氧化亚铁或四氧化三铁，与烟尘中铁氧化物共同和石英石反应生成硅酸铁，炉渣主要成分Na₂SiO₃、CaO∙SiO₂、FeO∙SiO₂：