一步法冶炼辉铜矿得到粗铜的方法
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一步法冶炼辉铜矿得到粗铜的方法
来源:中国恩菲工程技术有限公司, 中国有色工程有限公司
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简介: 本发明公开了一种一步法冶炼辉铜矿得到粗铜的方法,包括以下步骤:将辉铜矿、熔剂和还原剂加入冶炼炉中,在助燃气体条件下充分反应得到冶炼炉粗铜和熔炼渣;将待贫化渣、燃料、熔剂、硫化剂和还原剂加入渣贫化炉中,在助燃气体条件下充分反应得到铜铁合金和贫化渣;将所述铜铁合金、燃料、熔剂加入深吹炉中,在助燃气体条件下充分反应得到深吹炉粗铜和吹炼渣。本发明采用一步法直接冶炼辉铜矿得到粗铜,产出的冶炼渣进行渣贫化过程,降低了冶炼成本、提高了冶炼效率,保障了铜的回收率。
权利要求

1.一种一步法冶炼辉矿得到粗铜的方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将辉铜矿、熔剂和还原剂加入冶炼炉中,在助燃气体条件下充分反应得到冶炼炉粗铜和熔炼渣;

(2)将待贫化渣、燃料、熔剂、硫化剂和还原剂加入渣贫化炉中,在助燃气体条件下充分反应得到铜铁合金和贫化渣;

(3)将所述铜铁合金、燃料、熔剂加入深吹炉中,在助燃气体条件下充分反应得到深吹炉粗铜和吹炼渣。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)采用两段贫化方式,所述渣贫化炉包括第一段渣贫化炉和第二段渣贫化炉,在所述第一段渣贫化炉中待贫化渣、燃料、熔剂、硫化剂和还原剂在助燃气体条件下充分反应得到渣贫化炉粗铜和贫化初渣,所述贫化初渣、燃料、熔剂、硫化剂和还原剂在助燃气体条件下在所述第二段渣贫化炉中充分反应得到铜铁合金和贫化渣。

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述待贫化渣包括所述熔炼渣、所述吹炼渣和所述贫化初渣。

4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括(4)将粗铜送入阳极炉精炼,所述粗铜包括所述冶炼炉粗铜、所述深吹炉粗铜和所述渣贫化炉粗铜。

5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,还包括将步骤(1)~(4)产生的烟气送往烟气处理系统。

6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述熔剂的加入量为所述辉铜矿质量的0~6%;和/或,步骤(1)中所述还原剂的加入量为所述辉铜矿质量的0~2%;和/或,步骤(2)中所述硫化剂的加入量为所述待贫化渣质量的0~20%。

7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述熔炼渣中铜质量含量为15%~30%;和/或,所述铜铁合金中以质量含量计,Fe≤10%,S≤10%;和/或,所述步骤(1)中反应温度为1150~1400℃;和/或,所述步骤(2)中反应温度为1300~1600℃。

8.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述贫化初渣中铜质量含量为5%~8%;和/或,所述贫化渣中铜质量含量为0.2%~1%。

9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述熔剂包括石灰石或石英石中的一种或两种;和/或,所述还原剂包括固态含碳物质;和/或,所述固态含碳物质包括煤、焦炭、木柴中的一种或多种;和/或,所述硫化剂包括硫磺、硫酸盐、铜精矿、黄铁矿中的一种或多种;和/或,所述助燃气体包括空气或氧气含量为20%~100%的富氧空气。

10.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述冶炼炉包括侧吹炉;和/或,所述渣贫化炉包括侧吹炉或多功能冶金炉;和/或,所述深吹炉包括PS转炉、闪速吹炼炉、顶吹吹炼炉、底吹连续吹炼炉中的一种;和/或,所述第一段渣贫化炉包括侧吹炉或多功能冶金炉;和/或,所述第二段渣贫化炉包括侧吹炉或多功能冶金炉。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及辉铜矿冶炼技术领域,尤其涉及一种一步法冶炼辉铜矿得到粗铜的方法。

背景技术

[0002]铜的冶炼工艺分为火法和湿法两类,火法冶炼占主导地位。火法冶炼工艺一般包括熔炼、吹炼、火法精炼和电解精炼等工序。一般硫化铜精矿生产粗铜的工艺分成二个步骤,第一个步骤是熔炼造锍,第二个步骤是将铜锍吹炼成粗铜。铜精矿熔炼工艺包括闪速熔炼工艺和富氧熔池熔炼工艺。富氧熔池熔炼工艺包括:顶吹熔炼工艺(自热炉顶吹熔炼、三菱法和顶吹浸没熔炼等)、侧吹熔炼工艺(瓦纽科夫炉、白银炉、金峰炉等)、底吹熔炼工艺。铜锍吹炼工艺包括:P-S转炉吹炼工艺、闪速吹炼工艺、顶吹吹炼工艺(奥斯麦特吹炼法、艾萨法、三菱法、多枪顶吹吹炼法等)、底吹连续吹炼工艺。辉铜矿精矿含铜40%以上,含铁5%以下,含硫10~18%,二氧化硅5~20%,其化学成分中硫含量较低,如果进行熔炼操作,不仅需要额外增加燃料,还需要补充硫元素,而这部分硫元素又会在吹炼阶段脱除,并且较低的铁含量也使得在熔炼阶段难以获得熔点较低的铁橄榄石渣型。因此,辉铜矿精矿不适宜直接通过常规的“熔炼+吹炼”两步作业模式进行冶炼。中国专利CN118222846A公开了一种辉铜矿冶炼方法,其提出将辉铜矿精矿干燥后输送到闪速炉中直接得到粗铜,产出的冶炼渣送电炉贫化,存在电炉效率较低,严重依赖电能的问题。

发明内容

[0003]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

[0004]为此,本发明的实施例提出一种一步法冶炼辉铜矿得到粗铜的方法。

[0005]第一方面,本发明提出了一种一步法冶炼辉铜矿得到粗铜的方法,包括以下步骤:

(1)将辉铜矿、熔剂和还原剂加入冶炼炉中,在助燃气体条件下充分反应得到冶炼炉粗铜和熔炼渣;

(2)将待贫化渣、燃料、熔剂、硫化剂和还原剂加入渣贫化炉中,在助燃气体条件下充分反应得到铜铁合金和贫化渣;

(3)将所述铜铁合金、燃料、熔剂加入深吹炉中,在助燃气体条件下充分反应得到深吹炉粗铜和吹炼渣。

[0006]进一步地,所述步骤(2)采用两段贫化方式,所述渣贫化炉包括第一段渣贫化炉和第二段渣贫化炉,在所述第一段渣贫化炉中待贫化渣、燃料、熔剂、硫化剂和还原剂在助燃气体条件下充分反应得到渣贫化炉粗铜和贫化初渣,所述贫化初渣、燃料、熔剂、硫化剂和还原剂在助燃气体条件下在所述第二段渣贫化炉中充分反应得到铜铁合金和贫化渣。

[0007]进一步地,所述待贫化渣包括所述熔炼渣、所述吹炼渣和所述贫化初渣。

[0008]进一步地,还包括(4)将粗铜送入阳极炉精炼,所述粗铜包括所述冶炼炉粗铜、所述深吹炉粗铜和所述渣贫化炉粗铜。

[0009]进一步地,还包括将步骤(1)~(4)产生的烟气送往烟气处理系统。

[0010]进一步地,步骤(1)中所述熔剂的加入量为所述辉铜矿质量的0~6%。

[0011]进一步地,步骤(2)中所述硫化剂的加入量为所述待贫化渣质量的0~20%。

[0012]进一步地,步骤(1)中所述还原剂的加入量为所述辉铜矿质量的0~2%。

[0013]进一步地,所述熔炼渣中铜质量含量为15%~30%。

[0014]进一步地,所述铜铁合金中以质量含量计,Fe≤10%,S≤10%。

[0015]进一步地,所述贫化初渣中铜质量含量为5%~8%。

[0016]进一步地,所述贫化渣中铜质量含量为0.2%~1%。

[0017]进一步地,所述熔剂包括石灰石或石英石中的一种或两种。

[0018]进一步地,所述还原剂包括固态含碳物质。

[0019]进一步地,所述固态含碳物质包括煤、焦炭、木柴中的一种或多种。

[0020]进一步地,所述硫化剂包括硫磺、硫酸盐、铜精矿、黄铁矿中的一种或多种。

[0021]进一步地,所述助燃气体包括空气或氧气含量为20%~100%的富氧空气。

[0022]进一步地,所述步骤(1)中反应温度为1150~1400℃。

[0023]进一步地,所述步骤(2)中反应温度为1300~1600℃。

[0024]进一步地,所述冶炼炉包括侧吹炉。

[0025]进一步地,所述渣贫化炉包括侧吹炉或多功能冶金炉。

[0026]进一步地,所述深吹炉包括PS转炉、闪速吹炼炉、顶吹吹炼炉、底吹连续吹炼炉中的一种。

[0027]进一步地,所述第一段渣贫化炉包括侧吹炉或多功能冶金炉。

[0028]进一步地,所述第二段渣贫化炉包括侧吹炉或多功能冶金炉。

[0029]相对于现有技术,本发明的有益效果为:

本发明采用一步法直接冶炼辉铜矿得到粗铜,产出的冶炼渣进行渣贫化过程,降低了冶炼成本、提高了冶炼效率,保障了铜的回收率。

附图说明

[0030]本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为本发明渣贫化过程采用一段贫化方式时的流程示意图。

[0031]图2为本发明渣贫化过程采用二段贫化方式时的流程示意图。

具体实施方式

[0032]下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

[0033]下述结合附图描述本发明提出的一种一步法冶炼辉铜矿得到粗铜的方法。

[0034]本发明的一步法冶炼辉铜矿得到粗铜的方法,包括以下步骤:

(1)将辉铜矿、熔剂和还原剂加入冶炼炉中,在助燃气体条件下充分反应得到冶炼炉粗铜和熔炼渣;

(2)将待贫化渣、燃料、熔剂、硫化剂和还原剂加入渣贫化炉中,在助燃气体条件下充分反应得到铜铁合金和贫化渣;

(3)将所述铜铁合金、燃料、熔剂加入深吹炉中,在助燃气体条件下充分反应得到深吹炉粗铜和吹炼渣;

(4)将粗铜送入阳极炉精炼;

(5)将各工序产生的烟气送往烟气处理系统。

[0035]步骤(1)中,将辉铜矿、溶剂和还原剂分别计量后混合,经输送系统输送到冶炼炉中,在适宜的温度下与鼓入炉内的助燃气体进行充分反应,得到冶炼炉粗铜和熔炼渣。其中,适宜的温度为1150~1400℃,在反应过程中通过增添物料维持温度在1150~1400℃范围内。

[0036]经冶炼炉冶炼后,辉铜矿精矿中大部分Cu元素被转化为金属铜聚集形成粗铜,少部分Cu素以金属夹杂或氧化物的形式进入熔炼渣;S元素全部被氧化为SO2进入烟气,Fe元素被氧化为FeO或Fe3O4与熔剂、辉铜矿精矿中的SiO2、Al2O3、CaO等氧化物形成熔炼渣。其中,熔炼渣中铜含量为15%~30%。

[0037]在一些实施例中,熔剂包括石灰石或石英石中的一种或两种。

[0038]熔剂的加入量为辉铜矿质量的0~6%,熔剂的加入量在合适的范围内使得冶炼渣渣型改善从而具有较好的流动性和较低的熔点,熔剂的加入量过多时,会使冶炼渣的流动性降低和熔点提高,造成工况恶化,能耗提高,严重时影响生产的正常进行。

[0039]在一些实施例中,所述还原剂包括固态含碳物质,所述固态含碳物质包括煤、焦炭、木柴中的一种或多种。

[0040]还原剂的加入量为辉铜矿质量的0~2%,还原剂的加入量在合适的范围内使得冶炼渣中的氧势降低,从而降低Fe3O4含量,进而改善渣型。

[0041]在一些实施例中,助燃气体包括空气或氧气含量为20%~100%的富氧空气。在反应过程中,助燃气体保持一直通入的状态。助燃气体的流量为500Nm3/t粗铜~1500Nm3/t粗铜。

[0042]在一些实施例中,冶炼炉包括侧吹炉。

[0043]步骤(2)为渣贫化过程,在一些实施例中,如图1所示,渣贫化过程采用一段贫化方式,一段贫化方式即将待贫化渣、燃料、熔剂、硫化剂和还原剂加入渣贫化炉中,在助燃气体条件下充分反应得到铜铁合金和贫化渣,贫化渣中铜质量含量为0.2%~1%,也就是直接将待贫化渣贫化到铜含量较低的范围,并得到铜铁合金。其中,渣贫化炉包括侧吹炉或多功能冶金炉(参见中国专利CN116499247A)。所述硫化剂包括硫磺、硫酸盐、铜精矿、黄铁矿中的一种或多种。硫化剂的加入量为所述待贫化渣质量的0~20%,硫化剂的加入量过多会导致生产成本提高。在一些实施例中,如图2所示,渣贫化过程采用两段贫化方式,所述渣贫化炉包括第一段渣贫化炉和第二段渣贫化炉,在所述第一段渣贫化炉中待贫化渣、燃料、熔剂和还原剂充分反应得到渣贫化炉粗铜和贫化初渣,所述贫化初渣中铜含量为5%~8%;所述贫化初渣、燃料、熔剂和还原剂在所述第二段渣贫化炉中充分反应得到铜铁合金和贫化渣,在第二段渣贫化炉中得到的贫化渣即为贫化终渣,贫化终渣中铜含量为0.2%~1%。其中,第一段渣贫化炉包括侧吹炉或多功能冶金炉(参见中国专利CN116499247A),第二段渣贫化炉包括侧吹炉或多功能冶金炉(参见中国专利CN116499247A)。

[0044]采用一段贫化方式的优势为,在原料较好的情况下,只采用一台贫化炉,就可以充分回收冶炼渣中的有价金属,投资成本小;采用两段贫化方式的优势为,能够适应更复杂的原料,可以稳定得充分回收冶炼渣中的有价金属。

[0045]待贫化渣包括冶炼辉铜矿产生的熔炼渣、后续铜铁合金吹炼过程产生的吹炼渣和采用两段贫化方式时在第一段渣贫化炉中产生的贫化初渣。

[0046]在一些实施例中,燃料包括含碳物质,包括但不限于煤、焦炭、柴油、天然气等。

[0047]步骤(3)为铜铁合金的吹炼过程,将铜铁合金、燃料、熔剂加入深吹炉中,在助燃气体条件下充分反应,Cu元素主要形成粗铜得到深吹炉粗铜,深吹炉粗铜进行后续的精炼过程,Fe元素被氧化为FeO与SiO2发生造渣反应,形成吹炼渣,吹炼渣进行贫化过程。可以理解的是,熔剂和燃料的添加量根据具体工况确定。

[0048]在一些实施例中,铜铁合金也可以直接出售。

[0049]在一些实施例中,深吹炉包括PS转炉、闪速吹炼炉、顶吹吹炼炉(奥斯麦特炉、艾萨法炉、三菱法C炉、多枪顶吹吹炼炉)、底吹连续吹炼炉中的一种。

[0050]步骤(4)为粗铜的精炼过程,即将各生产工序产生的粗铜送入阳极炉精炼,其中,粗铜包括辉铜矿冶炼过程产生的冶炼炉粗铜、铜铁合金的吹炼过程产生的深吹炉粗铜和采用两段贫化方式时产生的渣贫化炉粗铜。

[0051]步骤(5)为烟气的处理过程,即将辉铜矿冶炼工序、渣贫化工序及铜铁合金吹炼工序产生的烟气送往烟气处理系统进行烟气处理。

[0052]下面结合具体实施例来说明本发明的方法。

[0053]实施例1

将100t/h辉铜矿精矿、1.3t/h熔剂石灰和2.0t/h还原剂无烟煤分别计量混合后,经输送系统输送到侧吹炉中,并向侧吹炉中通入含氧80%的富氧空气,在1250~1350℃的条件下进行充分的反应,形成30t/h粗铜和54t/h含铜15%的熔炼渣。其中,辉铜矿精矿中铜含量为40%,铁含量为15%,硫含量为8%~20%,二氧化硅含量为10%~30%。

[0054]54t/h熔炼渣、4.5t/h吹炼渣与计量后的2t/h无烟煤(还原剂及燃料)、7.5t/h石灰(熔剂)、2t/h硫磺(硫化剂)和含氧60%富氧空气在1300~1400℃的条件下于多功能冶金炉(渣贫化炉)内进行充分反应,得到10t/h含铁7%、硫8%的铜铁合金和50t/h含铜0.5%的贫化渣。其中,富氧空气的流量为5000Nm3/h。

[0055]10t/h铜铁合金与计量后的0.5t/h无烟煤(燃料)、1.5t/h石英(熔剂)、和含氧70%富氧空气在1200~1250℃的条件下于底吹炉(深吹炉)内进行充分反应,得到8t/h粗铜和4.5t/h吹炼渣。其中,富氧空气的流量为1500Nm3/h。

[0056]辉铜矿精矿冶炼得到的粗铜和铜铁合金吹炼得到的粗铜送入阳极炉进行精炼。各工序产生的烟气送往烟气处理系统进行处理。

[0057]实施例2

将100t/h辉铜矿精矿、2.8t/h熔剂石灰和2.0t/h还原剂无烟煤分别计量混合后,经输送系统输送到侧吹炉中,并向侧吹炉中通入含氧80%的富氧空气,在1250~1350℃的条件下进行充分的反应,形成30t/h粗铜和55t/h含铜15%的熔炼渣。其中,辉铜矿精矿中铜含量为40%,铁含量为15%,硫含量为8%~20%,二氧化硅含量为10%~30%。

[0058]55t/h熔炼渣、4.5t/h吹炼渣与计量后的2t/h无烟煤(还原剂及燃料)、6.1t/h石灰(熔剂)、2t/h硫磺(硫化剂)和含氧60%富氧空气在1300~1400℃的条件下于多功能冶金炉(渣贫化炉)内进行充分反应,得到10t/h含铁7%、硫8%的铜铁合金和50t/h含铜%的贫化渣。其中,富氧空气的流量为4900Nm3/h。

[0059]10t/h铜铁合金与计量后的0.5t/h无烟煤(燃料)、1.5t/h石英(熔剂)、和含氧70%富氧空气在1200~1250℃的条件下于底吹炉(深吹炉)内进行充分反应,得到8t/h粗铜和4.5t/h吹炼渣。其中,富氧空气的流量为1500Nm3/h。

[0060]辉铜矿精矿冶炼得到的粗铜和铜铁合金吹炼得到的粗铜送入阳极炉进行精炼。各工序产生的烟气送往烟气处理系统进行处理。

[0061]实施例3

将100t/h辉铜矿精矿、5.4/h熔剂石灰和2.0t/h还原剂无烟煤分别计量混合后,经输送系统输送到侧吹炉中,并向侧吹炉中通入含氧80%的富氧空气,在1250~1350℃的条件下进行充分的反应,形成30t/h粗铜和57t/h含铜15%的熔炼渣。其中,辉铜矿精矿中铜含量为40%,铁含量为15%,硫含量为8%~20%,二氧化硅含量为10%~30%。

[0062]57t/h熔炼渣、4.5t/h吹炼渣与计量后的2t/h无烟煤(还原剂及燃料)、1.5t/h石灰(熔剂)、2t/h硫磺(硫化剂)和含氧60%富氧空气在1300~1400℃的条件下于多功能冶金炉(渣贫化炉)内进行充分反应,得到10t/h含铁7%、硫8%的铜铁合金和50t/h含铜0.5%的贫化渣。其中,富氧空气的流量为5500Nm3/h。

[0063]10t/h铜铁合金与计量后的0.5t/h无烟煤(燃料)、1.5t/h石英(熔剂)、和含氧70%富氧空气在1200~1250℃的条件下于底吹炉(深吹炉)内进行充分反应,得到8/h粗铜和4.5t/h吹炼渣。其中,富氧空气的流量为1500Nm3/h。

[0064]辉铜矿精矿冶炼得到的粗铜和铜铁合金吹炼得到的粗铜送入阳极炉进行精炼。各工序产生的烟气送往烟气处理系统进行处理。

[0065]实施例4

将100t/h辉铜矿精矿、1.3t/h熔剂石灰和1t/h还原剂无烟煤分别计量混合后,经输送系统输送到侧吹炉中,并向侧吹炉中通入含氧80%的富氧空气,在1250~1350℃的条件下进行充分的反应,形成30t/h粗铜和55t/h含铜14.7%的熔炼渣。其中,辉铜矿精矿中铜含量为40%,铁含量为15%,硫含量为8%~20%,二氧化硅含量为10%~30%。

[0066]55t/h熔炼渣、4.5t/h吹炼渣与计量后的3.2t/h无烟煤(还原剂及燃料)、7.5t/h石灰(熔剂)、2t/h硫磺(硫化剂)和含氧60%富氧空气在1300~1400℃的条件下于多功能冶金炉(渣贫化炉)内进行充分反应,得到10t/h含铁7%、硫8%的铜铁合金和50t/h含铜0.5%的贫化渣。其中,富氧空气的流量为6500Nm3/h。

[0067]10t/h铜铁合金与计量后的0.5t/h无烟煤(燃料)、1.5t/h石英(熔剂)、和含氧70%富氧空气在1200~1250℃的条件下于底吹炉(深吹炉)内进行充分反应,得到8t/h粗铜和4.5t/h吹炼渣。其中,富氧空气的流量为1500Nm3/h。

[0068]辉铜矿精矿冶炼得到的粗铜和铜铁合金吹炼得到的粗铜送入阳极炉进行精炼。各工序产生的烟气送往烟气处理系统进行处理。

[0069]实施例5

将100t/h辉铜矿精矿、1.3t/h熔剂石灰和1.50t/h还原剂无烟煤分别计量混合后,经输送系统输送到侧吹炉中,并向侧吹炉中通入含氧80%的富氧空气,在1250~1350℃的条件下进行充分的反应,形成30t/h粗铜和53t/h含铜15.3%的熔炼渣。其中,辉铜矿精矿中铜含量为40%,铁含量为15%,硫含量为8%~20%,二氧化硅含量为10%~30%。

[0070]53t/h熔炼渣、4.5t/h吹炼渣与计量后的1.8t/h无烟煤(还原剂及燃料)、7.5t/h石灰(熔剂)、2t/h硫磺(硫化剂)和含氧60%富氧空气在1300~1400℃的条件下于多功能冶金炉(渣贫化炉)内进行充分反应,得到10t/h含铁7%、硫8%的铜铁合金和48t/h含铜0.5%的贫化渣。其中,富氧空气的流量为5000Nm3/h。

[0071]10t/h铜铁合金与计量后的0.5t/h无烟煤(燃料)、1.5t/h石英(熔剂)、和含氧70%富氧空气在1200~1250℃的条件下于底吹炉(深吹炉)内进行充分反应,得到8t/h粗铜和4.5t/h吹炼渣。其中,富氧空气的流量为1500Nm3/h。

[0072]辉铜矿精矿冶炼得到的粗铜和铜铁合金吹炼得到的粗铜送入阳极炉进行精炼。各工序产生的烟气送往烟气处理系统进行处理。

[0073]实施例6

将110t/h辉铜矿精矿、2.4t/h熔剂石灰和1.5t/h还原剂焦炭分别计量混合后,经输送系统输送到侧吹炉中,并向侧吹炉中通入含氧80%的富氧空气,在1250~1350℃的条件下进行充分的反应,形成30t/h粗铜和65t/h含铜25%的熔炼渣。辉铜矿成分同实施例1。

[0074]将65t/h熔炼渣、2t/h吹炼渣与计量后的1t/h焦炭(还原剂)、6t/h石灰(熔剂)、10t/h黄铁矿(硫化剂)、天然气(燃料)和含氧65%富氧空气在1250~1350℃的条件下于侧吹炉(第一段渣贫化炉)内进行充分反应,得到15t/h粗铜和60t/h含铜6%的贫化初渣。其中,富氧空气的流量为6000Nm3/h;天然气的流量为2400Nm3/h。

[0075]将60t/h贫化初渣与计量后的0.2t/h焦炭(还原剂)、0.5t/h石灰(熔剂)、2t/h黄铁矿(硫化剂)、天然气(燃料)和含氧65%富氧空气在1300~1400℃的条件下于侧吹炉(第二段渣贫化炉)内进行充分反应,得到4.8t/h含铁5%、硫6%的铜铁合金和55t/h含铜0.3%的贫化终渣。其中,富氧空气的流量为1250Nm3/h;天然气的流量为400Nm3/h。

[0076]将4.8t/h铜铁合金与计量后的1t/h石英(熔剂)、天然气(燃料)和含氧65%富氧空气在1250~1300℃的条件下于底吹炉(深吹炉)内进行充分反应,得到粗铜和吹炼渣,吹炼渣进行贫化过程,此处不再赘述。其中,富氧空气的流量为2000Nm3/h;天然气的流量为450Nm3/h。

[0077]辉铜矿精矿冶炼得到的粗铜、铜铁合金吹炼得到的粗铜及熔炼渣贫化过程得到的粗铜送入阳极炉进行精炼。各工序产生的烟气送往烟气处理系统进行处理。

[0078]实施例7

将110t/h辉铜矿精矿、2.4t/h熔剂石灰和1.5t/h还原剂焦炭分别计量混合后,经输送系统输送到侧吹炉中,并向侧吹炉中通入含氧80%的富氧空气,在1250~1350℃的条件下进行充分的反应,形成30t/h粗铜和65t/h含铜25%的熔炼渣。辉铜矿成分同实施例1。

[0079]将65t/h熔炼渣、2t/h吹炼渣与计量后的1t/h焦炭(还原剂)、6t/h石灰(熔剂)、10t/h黄铁矿(硫化剂)、天然气(燃料)和含氧65%富氧空气在1250~1350℃的条件下于侧吹炉(第一段渣贫化炉)内进行充分反应,得到15t/h粗铜和60t/h含铜6%的贫化初渣。其中,富氧空气的流量为6000Nm3/h;天然气的流量为2400Nm3/h。

[0080]将60t/h贫化初渣与计量后的0.2t/h焦炭(还原剂)、0.5t/h石灰(熔剂)、5t/h黄铁矿(硫化剂)、天然气(燃料)和含氧65%富氧空气在1300~1400℃的条件下于侧吹炉(第二段渣贫化炉)内进行充分反应,得到5t/h含铁5%、硫6%的铜铁合金和56t/h含铜0.3%的贫化终渣。其中,富氧空气的流量为1250Nm3/h;天然气的流量为400Nm3/h。

[0081]将5t/h铜铁合金与计量后的1t/h石英(熔剂)、天然气(燃料)和含氧65%富氧空气在1250~1300℃的条件下于底吹炉(深吹炉)内进行充分反应,得到粗铜和吹炼渣,吹炼渣进行贫化过程,此处不再赘述。其中,富氧空气的流量为2000Nm3/h;天然气的流量为450Nm3/h。

[0082]辉铜矿精矿冶炼得到的粗铜、铜铁合金吹炼得到的粗铜及熔炼渣贫化过程得到的粗铜送入阳极炉进行精炼。各工序产生的烟气送往烟气处理系统进行处理。

[0083]实施例8

将110t/h辉铜矿精矿、2.4t/h熔剂石灰和1.5t/h还原剂焦炭分别计量混合后,经输送系统输送到侧吹炉中,并向侧吹炉中通入含氧80%的富氧空气,在1250~1350℃的条件下进行充分的反应,形成30t/h粗铜和65t/h含铜25%的熔炼渣。辉铜矿成分同实施例1。

[0084]将65t/h熔炼渣、2t/h吹炼渣与计量后的5t/h焦炭(还原剂)、6t/h石灰(熔剂)、天然气(燃料)和含氧65%富氧空气在1250~1350℃的条件下于侧吹炉(第一段渣贫化炉)内进行充分反应,得到15t/h粗铜和60t/h含铜6%的贫化初渣。其中,富氧空气的流量为8000Nm3/h;天然气的流量为2400Nm3/h。

[0085]将60t/h贫化初渣与计量后的0.2t/h焦炭(还原剂)、0.5t/h石灰(熔剂)、2t/h黄铁矿(硫化剂)、天然气(燃料)和含氧65%富氧空气在1300~1400℃的条件下于侧吹炉(第二段渣贫化炉)内进行充分反应,得到4.8t/h含铁5%、硫6%的铜铁合金和55t/h含铜0.3%的贫化终渣。其中,富氧空气的流量为1250Nm3/h;天然气的流量为400Nm3/h。

[0086]将4.8t/h铜铁合金与计量后的1t/h石英(熔剂)、天然气(燃料)和含氧65%富氧空气在1250~1300℃的条件下于底吹炉(深吹炉)内进行充分反应,得到粗铜和吹炼渣,吹炼渣进行贫化过程,此处不再赘述。其中,富氧空气的流量为2000Nm3/h;天然气的流量为450Nm3/h。

[0087]辉铜矿精矿冶炼得到的粗铜、铜铁合金吹炼得到的粗铜及熔炼渣贫化过程得到的粗铜送入阳极炉进行精炼。各工序产生的烟气送往烟气处理系统进行处理。

[0088]对比例1

将100t/h辉铜矿精矿、10t/h熔剂石灰和2.0t/h还原剂无烟煤分别计量混合后,经输送系统输送到侧吹炉中,并向侧吹炉中通入含氧80%的富氧空气,在1250~1350℃的条件下进行充分的反应,形成30t/h粗铜和60t/h含铜14%的熔炼渣。其中,辉铜矿精矿中铜含量为40%,铁含量为15%,硫含量为8%~20%,二氧化硅含量为10%~30%。

[0089]60t/h熔炼渣、4.5t/h吹炼渣与计量后的3t/h无烟煤(还原剂及燃料)、2t/h硫磺(硫化剂)和含氧60%富氧空气在1300~1400℃的条件下于多功能冶金炉(渣贫化炉)内进行充分反应,得到10t/h含铁7%、硫8%的铜铁合金和52t/h含铜0.5%的贫化渣。其中,富氧空气的流量为6000Nm3/h。

[0090]10t/h铜铁合金与计量后的0.5t/h无烟煤(燃料)、1.5t/h石英(熔剂)、和含氧70%富氧空气在1200~1250℃的条件下于底吹炉(深吹炉)内进行充分反应,得到8t/h粗铜和4.5t/h吹炼渣。其中,富氧空气的流量为1500Nm3/h。

[0091]辉铜矿精矿冶炼得到的粗铜和铜铁合金吹炼得到的粗铜送入阳极炉进行精炼。各工序产生的烟气送往烟气处理系统进行处理。

[0092]对比例2

将100t/h辉铜矿精矿、1.3t/h熔剂石灰和5t/h还原剂无烟煤分别计量混合后,经输送系统输送到侧吹炉中,并向侧吹炉中通入含氧80%的富氧空气,在1250~1350℃的条件下进行充分的反应,形成30t/h粗铜和54t/h含铜15%的熔炼渣。其中,辉铜矿精矿中铜含量为40%,铁含量为15%,硫含量为8%~20%,二氧化硅含量为10%~30%。

[0093]54t/h熔炼渣、4.5t/h吹炼渣与计量后的2t/h无烟煤(还原剂及燃料)、7.5t/h石灰(熔剂)、2t/h硫磺(硫化剂)和含氧60%富氧空气在1300~1400℃的条件下于多功能冶金炉(渣贫化炉)内进行充分反应,得到10t/h含铁7%、硫8%的铜铁合金和50t/h含铜0.5%的贫化渣。其中,富氧空气的流量为5000Nm3/h。

[0094]10t/h铜铁合金与计量后的0.5t/h无烟煤(燃料)、1.5t/h石英(熔剂)、和含氧70%富氧空气在1200~1250℃的条件下于底吹炉(深吹炉)内进行充分反应,得到8t/h粗铜和4.5t/h吹炼渣。其中,富氧空气的流量为1500Nm3/h。

[0095]辉铜矿精矿冶炼得到的粗铜和铜铁合金吹炼得到的粗铜送入阳极炉进行精炼。各工序产生的烟气送往烟气处理系统进行处理。

[0096]对比例3

将110t/h辉铜矿精矿、2.4t/h熔剂石灰和1.5t/h还原剂焦炭分别计量混合后,经输送系统输送到侧吹炉中,并向侧吹炉中通入含氧80%的富氧空气,在1250~1350℃的条件下进行充分的反应,形成30t/h粗铜和65t/h含铜25%的熔炼渣。辉铜矿成分同实施例1。

[0097]将65t/h熔炼渣、2t/h吹炼渣与计量后的2t/h焦炭(还原剂)、6t/h石灰(熔剂)、10t/h黄铁矿(硫化剂)、天然气(燃料)和含氧65%富氧空气在1250~1350℃的条件下于侧吹炉(第一段渣贫化炉)内进行充分反应,得到15t/h粗铜和60t/h含铜6%的贫化初渣。其中,富氧空气的流量为6000Nm3/h;天然气的流量为2400Nm3/h。

[0098]将60t/h贫化初渣与计量后的0.2t/h焦炭(还原剂)、0.5t/h石灰(熔剂)、15t/h黄铁矿(硫化剂)、天然气(燃料)和含氧65%富氧空气在1300~1400℃的条件下于侧吹炉(第二段渣贫化炉)内进行充分反应,得到4t/h含铁5%、硫6%的铜铁合金和60t/h含铜0.3%的贫化终渣。其中,富氧空气的流量为1500Nm3/h;天然气的流量为500Nm3/h。

[0099]将4t/h铜铁合金与计量后的1t/h石英(熔剂)、天然气(燃料)和含氧65%富氧空气在1250~1300℃的条件下于底吹炉(深吹炉)内进行充分反应,得到粗铜和吹炼渣,吹炼渣进行贫化过程,此处不再赘述。其中,富氧空气的流量为1500Nm3/h;天然气的流量为350Nm3/h。

[0100]辉铜矿精矿冶炼得到的粗铜、铜铁合金吹炼得到的粗铜及熔炼渣贫化过程得到的粗铜送入阳极炉进行精炼。各工序产生的烟气送往烟气处理系统进行处理。

[0101]本发明实施例1~实施例8制备得到的粗铜符合《粗铜》(YS/T 70-2015)的标准。基于实际生产角度,铜精矿一步冶炼获得粗铜的工艺已经在3家冶炼厂实际应用,侧吹炉在铜冶炼生产中也得到了广泛应用,本发明提到的多功能炉在冶炼的渣贫化过程中也成功达到了预期效果;基于理论研究角度,本发明提到的工艺符合基本的冶金原理,其一步冶炼获得粗铜的工艺为试验所验证。因此,本发明提到的工艺切实可行。

[0102]对比例1~3中超量的熔剂(对比例1)、还原剂(对比例2)和硫化剂(对比例3)并不能获得更好的技术指标,反而增加了热态熔体在系统中运行的质量(对比例1中的熔炼渣量、贫化渣量以及对比例3中的贫化终渣量),这将进一步造成能源的浪费和有价元素的流失,从而造成经济损失;对比例2中还原剂用量过多,在造成物料和能量的浪费的同时,还会使系统产生更多的烟气,降低烟气中的SO2浓度,不利于烟气系统的稳定运行以及制酸系统的正常生产。

[0103]在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述可以针对不同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0104]此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

[0105]尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

说明书附图(2)


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