[发明专利]一种铜品位预测模型的构建方法及应用

说明书

本发明提供了一种铜品位预测模型的构建方法及应用，所述铜品位预测模型的构建方法包括步骤A1、确定废杂铜原料中的杂质金属元素Me的种类；步骤A2、通过质量平衡原理建立铜品位预测模型。所述铜品位预测模型的应用，包括步骤B1、根据所述铜品位预测模型筛选用于定向造渣精炼制备3N铜的渣型和操作条件；步骤B2、在所选渣型和操作条件的基础上，对废杂铜原料进行定向造渣精炼，通过精炼结果验证产品铜品位是否达到3N铜标准。本发明所述铜品位预测模型能够优化渣型以及操作条件来提高最终产品铜品位，确保产品铜品位达到3N铜标准。在应用过程中，能够使得精炼后的废杂铜原料满足3N铜标准。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种铜品位预测模型的构建方法及应用。

背景技术

在高品位矿产资源减少、环保要求日益严格的趋势下，大力发展废杂铜等含铜二次资源的回收利用技术，是我国应对铜资源与环境危机的必由之路。当前，回收废杂铜的主要工艺有两种：

一种是将废杂铜返回铜冶炼工序，采用反射炉、鼓风炉、卡尔多炉和顶吹熔炼炉等进行熔炼，最终浇铸成阳极板；再通过电解获得高品位铜。将废杂铜返回铜冶炼工序的工艺具有较强的原料适应性，生产出的阴极铜品位能达到99.95％以上。然而，该工艺整体流程较长、且能耗高。

另一种是将废杂铜直接进行精炼除杂，然后拉成铜杆以获取铜产品(FRHC直接制杆技术)。直接利用废杂铜制杆技术工艺流程短、设备简单、且能耗低。同时，该工艺利用含铜92％～96％的废杂铜直接生产高导低氧铜杆，符合冶金工业短流程、低能耗工艺的发展趋势。迄今为止，全世界已有20台FRHC炉利用直接制杆技术生产，但其生产的产品铜品位大多不到98.5％，更无法达到经过电解工艺后的3N铜(Cu％≥99.9％)标准。

因此，如何提供一种铜品位预测模型的构建方法及应用，以确保产品铜品位达到3N铜标准，显得十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜品位预测模型的构建方法及应用，具体技术方案如下：

在第一方面，本发明提供了一种铜品位预测模型，包括以下步骤：

步骤A1、确定废杂铜原料中的杂质金属元素Me的种类；

步骤A2、通过质量平衡原理建立铜品位预测模型。

可选的，在所述步骤A2中，建立所述铜品位预测模型的过程包括以下步骤：

步骤A2.1、废杂铜原料中杂质金属元素Me通过发生氧化反应从金属相迁移到渣相，因此需要确定氧化反应对应的化学反应常数K，其中，所述氧化反应的反应式为式(1)所示；所述化学反应常数K采用式(2)表示；

在式(2)中，a_Me代表杂质金属元素Me的活度；代表杂质金属元素Me的氧化物MeOx的活度；为氧分压；在式(1)～(2)中，x表示杂质金属元素Me的氧化物中氧原子的数量；

步骤A2.2、若用[n_T]表示每100g金属相中单阳离子成分的总摩尔数，用(n_T)表示每100g渣相中单阳离子成分的总摩尔数，那么杂质金属元素Me的活度采用式(3)表示，氧化物MeO_x的活度采用式(4)表示；

a_Me＝γ_Me N_Me＝γ_Me[Mewt％]/M_Me[n_T]    (3)