1.一种铜熔炼炉渣资源化利用系统，其特征在于，所述系统包括热态渣输送单元、高效分离炉、有价金属富集单元、炉渣改性单元和型材铸造单元;
所述热态渣输送单元包括倾斜式导流槽，将铜冶炼炉出渣口与高效分离炉相连通;
所述高效分离炉包括耐高温炉体、磁悬浮共振旋转机构、加热装置、搅拌装置、晶核生长剂添加装置、富集金属相排出口和贫化渣相排出口;磁悬浮共振旋转机构通过驱动高效分离炉中铜熔炼炉渣转动而产生超重力场，用于强化密度差异物相的分离;
所述有价金属富集单元包括与富集金属相排出口相连通的水淬粒化组件和固液分离压滤脱水组件，所述水淬粒化组件用于将富集金属相冷却粒化;
所述炉渣改性单元包括与贫化渣相排出口连通的炉渣回收桶和用于向炉渣回收桶中加入添加剂的加料装置;
所述型材铸造单元包括与炉渣回收桶底部出口连通的型材铸造模具。
2.根据权利要求1所述的铜熔炼炉渣资源化利用系统，其特征在于，所述磁悬浮共振旋转机构包括磁悬浮轴承和驱动电机，转速调节范围800~2000 r/min，用于产生15~40G超重力场。
3.根据权利要求1所述的铜熔炼炉渣资源化利用系统，其特征在于，所述加热装置为设置于耐高温炉体外部的感应加热线圈，用于防止高效分离炉中铜熔炼炉渣凝固。
4.根据权利要求1所述的铜熔炼炉渣资源化利用系统，其特征在于，所述搅拌装置包括位于耐高温炉体底部的透气砖或者位于耐高温炉体内部的机械搅拌桨;所述透气砖用于向炉体内喷入惰性气体以实现搅拌。
5.根据权利要求1所述的铜熔炼炉渣资源化利用系统，其特征在于，所述水淬粒化组件包括水淬槽、高压雾化喷嘴。
6.根据权利要求1所述的铜熔炼炉渣资源化利用系统，其特征在于，所述炉渣改性单元还包括位于炉渣回收桶内的桨叶式搅拌结构，用于将添加剂与贫化渣相充分混合。
7.根据权利要求1所述的铜熔炼炉渣资源化利用系统，其特征在于，所述系统还包括智能控制单元，与热态渣输送单元、高效分离炉、有价金属富集单元、炉渣改性单元和型材铸造单元远程通信连接，通过PLC编程控制器对温度、流量、转速、功率、晶核生长剂及添加剂加料量、喷嘴压力、电磁阀启闭状态进行监测和控制。
8.一种铜熔炼炉渣资源化利用工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：
S1.液态渣进料
将1200~1400℃铜熔炼炉渣以20~100 t/h的流量加入高效分离炉;
S2.协同分离
驱动铜熔炼炉渣在高效分离炉中旋转以产生15~40G超重力场，加入晶核生长剂，对铜熔炼炉渣进行搅拌，保持炉温1200~1300℃，金属相向炉底沉降富集，贫化渣相留于铜熔炼炉渣上部;17:26 2026/6/3
S3.有价金属富集
炉底富集金属相由高效分离炉排出，经水淬后冷却、固液分离，得到多金属铜精矿;
S4.炉渣改性
上部贫化渣相由高效分离炉排出后，与添加剂充分混合改性，以优化渣相成型性能;
S5.型材铸造
将改性后渣相排入预热模具，自然冷却成型，脱模后得到型材产品。
9.根据权利要求8所述的铜熔炼炉渣资源化利用工艺，其特征在于，铜熔炼炉渣在高效分离炉中旋转转速为800~2000 r/min，协同分离时间为3~5分钟。
10.根据权利要求8所述的铜熔炼炉渣资源化利用工艺，其特征在于，添加剂包括CaO、SiO2、TiO2、Al2O3中至少一种。
说明书
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技术领域
[0001]本发明属于有色金属冶炼固废资源化利用技术领域，尤其涉及一种铜熔炼炉渣资源化利用系统及工艺。
背景技术
[0002]铜冶炼过程中每生产1吨铜约产生2~2.2吨熔融渣，全球年排放量超3亿吨，中国堆存量已达1.3亿吨。这些高温熔融渣(1200~1400℃)含有铜(0.5~3%)、金(0.1~0.5g/t)、银(2~3g/t)等有价元素，同时还富含铁(30~45%)、硅(15~35%)等基础元素。
[0003]现有铜熔炼炉渣处理技术主要包括火法贫化工艺、湿法浸出工艺和物理选矿技术三类。火法贫化工艺使用电炉、真空炉等高能耗装置，处理每吨铜熔炼渣的能耗约1200kW·h，而且电极消耗快，金属回收率低，铜回收率仅60~70%。湿法浸出工艺主要通过酸浸、氧压浸出等方法对铜熔炼炉渣进行处理，但是该工艺对难溶金属化合物的处理效果较差，设备要求高，反应周期长。物理选矿技术主要采用浮选、磁选方法对铜熔炼炉渣进行处理，该工艺需要先将铜熔炼炉渣冷却至室温后再进行破碎和磨矿，浪费了高温潜热，而且流程长、投资大、尾矿堆存污染风险高。
[0004]通过对铜熔炼炉渣进行工艺矿物学研究，发现现有铜熔炼炉渣处理技术还存在以下针对性难题。首先是铜嵌布密切，正常炉渣中68.91%铜赋存于冰铜、27%铜赋存于砷铜合金，难选炉渣中71.77%铜赋存于冰铜、14.22%赋存于砷铜合金，而且砷铜合金与冰铜的浮游性能相近。其次是微细粒难分离，物相集合体0.010mm以下的微粒占比达13.16~20.67%，当磨矿细度0.044mm以下的微粒占比85%时，单体解离度仅为81.88~86.76%，解离难度大。第三是有价元素回收不充分，含量为1.31~1.55%的锌多分散于铁橄榄石等矿物中，75.39%的银物相分布在0.003~0.005mm的区间中，金品位低，仅为0.14~0.58g/t，且多为不可见金，传统工艺回收率低。因此，现有铜熔炼炉渣处理技术主要存在能耗浪费严重、金属回收率低、尾渣附加值低、工艺流程复杂等问题。为此，亟待提出一种铜熔炼炉渣高效资源化利用系统及工艺，以克服上述金银铜等有价金属回收率低、尾渣利用率不足、流程多、投资大、占地广等等技术缺陷。
发明内容
[0005]有鉴于此，本发明提出了一种铜熔炼炉渣资源化利用系统及工艺，本发明通过集成超重力分离、电磁加热、协同搅拌及尾渣改性成型等成套装置，可实现金银铜等有价金属的高效分离的协同回收，铜回收率≥95%，金银回收率≥88%。通过直接利用熔融渣潜热，能耗较传统工艺降低80%以上，尾渣全部用于生产高附加值型材，产品附加值可提升5倍以上。本发明工艺流程短，系统占地面积小，可在2年内实现投资回收，市场应用价值高。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明公开了一种铜熔炼炉渣资源化利用系统，包括热态渣输送单元、高效分离炉、有价金属富集单元、炉渣改性单元和型材铸造单元;
所述热态渣输送单元包括倾斜式导流槽，将铜冶炼炉出渣口与高效分离炉相连通;
所述高效分离炉包括耐高温炉体、磁悬浮共振旋转机构、加热装置、搅拌装置、晶核生长剂添加装置、富集金属相排出口和贫化渣相排出口;磁悬浮共振旋转机构通过驱动高效分离炉中铜熔炼炉渣转动而产生超重力场，用于强化密度差异物相的分离;
所述有价金属富集单元包括与富集金属相排出口相连通的水淬粒化组件和固液分离压滤脱水组件，水淬粒化组件用于将富集金属相冷却粒化;
所述炉渣改性单元包括与贫化渣相排出口连通的炉渣回收桶和用于向炉渣回收桶中加入添加剂的加料装置;
所述型材铸造单元包括与炉渣回收桶底部出口连通的型材铸造模具。
[0007]进一步的，所述磁悬浮共振旋转机构包括磁悬浮轴承和驱动电机，转速调节范围800~2000 r/min，用于产生15~40G超重力场。
[0008]进一步的，所述加热装置为设置于耐高温炉体外部的感应加热线圈，用于防止高效分离炉中铜熔炼炉渣凝固。
[0009]进一步的，所述搅拌装置包括位于耐高温炉体底部的透气砖或者位于耐高温炉体内部的机械搅拌桨;所述透气砖用于向炉体内喷入惰性气体以实现搅拌。
[0010]进一步的，所述水淬粒化组件包括水淬槽、高压雾化喷嘴。
[0011]进一步的，所述炉渣改性单元还包括位于炉渣回收桶内的桨叶式搅拌结构，用于将添加剂与贫化渣相充分混合。
[0012]进一步的，所述热态渣输送单元还包括红外测温仪和流量传感器，分别用于监测导流槽中炉渣温度、监测高效分离炉的进料流量。
[0013]进一步的，所述系统还包括智能控制单元，与热态渣输送单元、高效分离炉、有价金属富集单元、炉渣改性单元和型材铸造单元远程通信连接，通过PLC编程控制器对温度、流量、转速、功率、晶核生长剂及添加剂加料量、喷嘴压力、电磁阀启闭状态进行监测和控制。
[0014]第二方面，本发明还公开了一种铜熔炼炉渣资源化利用工艺，包括以下步骤：
S1.液态渣进料
将1200~1400℃铜熔炼炉渣以20~100 t/h的流量加入高效分离炉;
S2.协同分离
驱动铜熔炼炉渣在高效分离炉中旋转以产生15~40G超重力场，加入晶核生长剂，对铜熔炼炉渣进行搅拌，保持炉温1200~1300℃，金属相向炉底沉降富集，贫化渣相留于铜熔炼炉渣上部;
S3.有价金属富集
炉底富集金属相由高效分离炉排出，经水淬后冷却、固液分离，得到多金属铜精矿;
S4.炉渣改性
上部贫化渣相由高效分离炉排出后，与添加剂充分混合改性，以优化渣相成型性能;
S5.型材铸造
将改性后渣相排入预热模具，自然冷却成型，脱模后得到型材产品。
[0015]进一步的，铜熔炼炉渣在高效分离炉中旋转转速为800~2000 r/min，协同分离时间为3~5分钟。
[0016]进一步的，添加剂包括CaO、SiO2、TiO2、Al2O3中至少一种。
[0017]本发明提供了一种铜熔炼炉渣资源化利用系统及工艺，与现有技术相比，本发明具有以下突出的有益效果：
(1)本发明系统及工艺显著提高了有价金属的回收率，铜回收率由现有技术的60~85%提高至95%以上，金、银回收率均超过88%，资源综合利用率较现有技术大幅提升。
[0018](2)本发明系统及工艺大幅降低了资源化利用的处理能耗，通过直接利用熔融炉渣的潜热，吨渣处理能耗仅为420~480kW·h，较传统工艺降低了60~65%，年处理100万吨渣可节约标煤50000吨以上。
[0019](3)本发明实现了尾渣的高值化利用，尾渣全部用于生产微晶玻璃板、建筑砖等型材，产品附加值提升5倍以上，而且避免了炉渣堆存污染。
[0020](4)本发明通过优化铜熔炼炉渣资源化利用工艺，在不影响铜熔炼炉渣资源化利用效果的前提下，取消了冷却、破碎、磨矿等环节，流程缩短约90%，整套系统占地面积减少约90%，可在2年内实现投资回收。
[0021](5)本发明系统及工艺具有极强的适配性，对于正常和难选两类铜熔炼炉渣均具有优异的资源化利用处理效果，仅通过调整工艺参数便可适配不同渣型，无需对系统和工艺进行改进，推广应用潜力极高。
附图说明
[0022]为了更清楚的说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所使用的附图做简单介绍。显而易见的，下面描述的附图仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0023]图1为本发明铜熔炼炉渣资源化利用系统的结构示意图;
图2为本发明高效分离炉的结构示意图。
[0024]附图标记说明：
铜冶炼炉1，导流槽2，高效分离炉3，晶核生长剂添加装置4，晶核生长剂喷射口41，水淬粒化组件5，固液分离压滤脱水组件6，炉渣回收桶7，加料装置8，搅拌装置9，模具10;
耐高温炉体31，内层耐火层311，外层保温层312，磁悬浮共振旋转机构32，磁悬浮轴承321，驱动电机322，加热装置33，搅拌装置34，透气砖341，搅拌桨342，富集金属相排出口35，富集金属相排出管351，贫化渣相排出口36，贫化渣相排出口管361，温度监测点371，压力传感器372，炉体倾动装置38，进料口39。
具体实施方式
[0025]下面将结合本申请的实施例，对本申请的技术方案进行清楚地、完整的描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]除非特别指出，本文所有温度均为摄氏度，各优选方案可以按照需要自由组合。本领域技术人员可以理解，实施例中记载的数据和各种参数仅是示例性的，并不构成对本发明的限制。在以下实施例和对比例中使用的各成分均为本领域已知的化合物，所用到的设备均为本领域所公知的设备，本发明所使用的各成分及设备均可以通过商业途径获得或者通过公知技术制备得到。
[0027]本发明提供了一种铜熔炼炉渣资源化利用系统，如图1所示，该系统包括热态渣输送单元、高效分离炉3、有价金属富集单元、炉渣改性单元和型材铸造单元;
本发明热态渣输送单元包括倾斜式导流槽2，将铜冶炼炉1出渣口与高效分离炉3相连通，热态铜熔炼炉渣通过导流槽2经进料口39直接流入高效分离炉3。导流槽2为倾斜设置，倾角优选为30~45°，导流槽2内衬设有刚玉陶瓷。导流槽2与铜冶炼炉1出渣口直接对接，配备密封装置，以防止进入空气。优选的，热态渣输送单元还包括红外测温仪和流量传感器，分别用于监测导流槽2中炉渣温度、监测高效分离炉3的进料流量，炉渣温度优选1200~1400℃，进料流量优选20~100t/h。
[0028]如图2所示，本发明高效分离炉3包括耐高温炉体31、磁悬浮共振旋转机构32、加热装置33、搅拌装置34、晶核生长剂添加装置4、富集金属相排出口35和贫化渣相排出口36。
[0029]耐高温炉体31优选为双层耐高温设计，内层耐火层311优选耐热温度≥1600℃的耐火材料，例如铬镁质耐火材料;外层保温层312优选导热系数≤0.1W/(m·K)的保温材料，例如陶瓷纤维，外层保温层312的厚度优选100~150mm。从分离效率和分离效果的角度考虑，耐高温炉体31的体积应当设计适中，体积过大，难以产生足够重力的超重力场，而体积过小，单次分离效率有限，因此，耐高温炉体31优选内径1.8~2.5m、高度3.5~6m。
[0030]磁悬浮共振旋转机构32包括磁悬浮轴承321和驱动电机322，通过驱动高效分离炉3中铜熔炼炉渣转动而产生超重力场，转速调节范围800~2000 r/min，由此可以产生15~40G的超重力场。铜物相密度为8~15g/cm3，渣相密度为2.5~3.0g/cm3，基于斯托克斯定律，15~40G超重力场能够强化金属相和渣相等密度差异物相的分离。
[0031]加热装置33优选为设置于耐高温炉体31外部的感应加热线圈，功率优选500~1000kW，从而可以维持炉内温度为1200~1300℃，防止高效分离炉3中铜熔炼炉渣过早凝固。
[0032]搅拌装置34包括位于耐高温炉体31底部的透气砖341和位于耐高温炉体31内部的机械搅拌桨342，透气砖341用于向耐高温炉体31内喷入惰性气体以实现搅拌，机械搅拌桨342的转速优选50~100 r/min，通过气体搅拌和/或机械搅拌，从而促进铜颗粒团聚及相分离。
[0033]晶核生长剂添加装置4储存有Cu2O基和/或TiO2基晶核生长剂，通过计量泵精准添加到铜熔炼炉渣中，晶核生长剂由晶核生长剂喷射口41中喷出，经由进料口39进入耐高温炉体31，Cu2O基和/或TiO2基晶核生长剂添加总量优选为铜熔炼炉渣重量的0.05~0.1%，从而促进微细粒铜颗粒团聚生长，使得粒径0.010mm以下的微细粒铜颗粒能够团聚形成粒径≥0.020mm的团聚体，由此大幅提升金属相的沉降速度。
[0034]本发明通过设计磁悬浮共振旋转机构32、搅拌装置34，并添加晶核生长剂，利用超重力—晶核协同分离原理，有效解决了工艺矿物学揭示的微细粒金属相解离难的问题。最终，金属相向炉底沉降富集，贫化渣相留于铜熔炼炉渣上部，金属相由富集金属相排出口35排出，经由富集金属相排出管351流入水淬粒化组件5;贫化渣相由贫化渣相排出口36排出，经由贫化渣相排出管361流入炉渣回收桶7。富集金属相排出口35位于耐高温炉体31底部，并配备电磁控制阀，其口径优选80~120mm;贫化渣相排出口36设置在高于富集金属相排出口35的位置处，并配备电磁控制阀，其口径优选200~300mm。
[0035]此外，本发明直接利用1200~1400℃熔融铜冶炼炉渣的潜热完成分离与后续铸造成型，避免炉渣冷却后再加热而造成的能耗损失，通过超重力—晶核协同分离得到的贫化渣相的温度维持在1100~1300℃，经过炉渣改性后直接用于型材铸造，从而实现了能量高效利用。
[0036]本发明高效分离炉3还设有位于耐高温炉体31内部的温度监测点371和压力传感器372，用于实时监测耐高温炉体31内的温度和压强。高效分离炉3还设有炉体倾动装置38，方便铜熔炼炉渣资源化利用工艺结束后倾倒炉体，清洁炉体内残渣。
[0037]本发明有价金属富集单元，包括与富集金属相排出口35连通的水淬粒化组件5和位于水淬粒化组件5下游工艺端的固液分离压滤脱水组件6。水淬粒化组件5包括水淬槽、高压雾化喷嘴，其中高压雾化喷嘴的喷水压力优选0.8~1.2MPa。由此可将富集金属相冷却粒化为粒径0.01~1mm的颗粒，经固液分离，得到多金属铜精矿。以此作为原料，通过多金属铜精矿运输系统返回冶炼系统再次进行精炼，最终分离得到铜、金、银等贵金属产品。
[0038]本发明炉渣改性单元包括与贫化渣相排出口36连通的炉渣回收桶7和用于向炉渣回收桶7中加入添加剂的加料装置8。炉渣回收桶7设有搅拌装置9，其结构和功能与搅拌装置34相同，包括位于炉渣回收桶7底部的透气砖和/或位于炉渣回收桶7内部的机械搅拌桨，通过透气砖可向炉渣回收桶7内喷入惰性气体以实现搅拌，机械搅拌浆可实现机械搅拌，机械搅拌转速优选50~100 r/min。添加剂可选的包括CaO、SiO2、TiO2、Al2O3等，添加剂使用量优选为贫化渣相重量的0.5~2%。贫化渣相进入炉渣回收桶7后，通过加料装置8向贫化渣相中加入添加剂，通过搅拌装置9将添加剂与贫化渣相充分混合，调节渣相成分，对贫化渣相的成型性能进行优化和改性。加料装置8包括多个储存罐，分别装存有多种添加剂，加料装置8的加料计量精度应达到±1%以内。
[0039]本发明型材铸造单元包括与炉渣回收桶7底部出口连通的型材铸造模具10，型材铸造模具10包括240×115×53mm的砖型、1200×2400×12mm的板型等多种形状的模具。型材铸造模具10的材质优选耐热铸铁，模具内表面喷涂有耐高温脱模剂。改性后的贫化渣相由炉渣回收桶7底部出口流入型材铸造模具10，模具事先预热至200~300℃，从而确保贫化渣相熔体进入模具后能够均匀冷却。贫化渣相固化成型后，在冷却台上使用液压脱模机将铸造型材从模具中脱出，脱模压强以5~10MPa为宜。冷却台与输送带衔接，可将铸造型材转移至产品区，铸造型材自然冷却至室温后进行检验包装。
[0040]本发明铜熔炼炉渣资源化利用系统还包括智能控制单元，与热态渣输送单元、高效分离炉、有价金属富集单元、炉渣改性单元和型材铸造单元远程通信连接，并集成有温度、转速、流量、压力等控制模块，通过PLC可编程控制器对热态渣输送单元、高效分离炉、有价金属富集单元、炉渣改性单元和型材铸造单元中的温度、流量、转速、功率、晶核生长剂及添加剂加料量、喷嘴压力、电磁阀启闭状态等进行监测和控制。其中，温度控制精度为±10℃，模具温度控制精度为±5℃;转速控制精度为±10 r/min，可根据渣型调整超重力场强度;自动调节晶核生长剂和添加剂的加料量，以适配正常和难选两类炉渣特性。
[0041]第二方面，本发明还公开了一种铜熔炼炉渣资源化利用工艺，包括以下步骤：
S1.液态渣进料
将1200~1400℃铜熔炼炉渣以20~100 t/h的流量加入高效分离炉3。
[0042]S2.协同分离
驱动铜熔炼炉渣在高效分离炉3中以800~2000 r/min的转速旋转，产生15~40G超重力场，加入晶核生长剂，对铜熔炼炉渣进行搅拌，保持炉温1200~1300℃，协同分离3~5分钟后，铜物相和磁铁矿等金属相向炉底沉降富集，砷酸盐和硅酸盐等贫化渣相留于铜熔炼炉渣上部;
本发明的超重力场优选通过磁悬浮共振旋转机构32驱动铜熔炼炉渣在高效分离炉3中高速旋转而产生;
本发明搅拌方式优选为，通过高效分离炉3底部的透气砖341向铜熔炼炉渣喷入惰性气体实现搅拌，或者使用搅拌桨342以50~100r/min转速旋转进行机械搅拌;
本发明晶核生长剂可选用Cu2O基和/或TiO2基晶核生长剂，优选Cu2O基晶核生长剂，晶核生长剂添加总量优选为铜熔炼炉渣重量的0.05~0.1%。
[0043]S3.有价金属富集
炉底富集金属相由高效分离炉3排出，经水淬冷却、固液分离后，将炉底富集金属相冷却粒化为0.01~1mm的颗粒，得到多金属铜精矿;以此作为原料，返回冶炼系统再次进行精炼，进一步分离得到铜、金、银等贵金属产品;炉底富集金属相约占铜熔炼炉渣总重量的0.5~2%。
[0044]S4.炉渣改性
上部贫化渣相由高效分离炉3排出后，与添加剂充分混合改性，以优化渣相成型性能;上部贫化渣相约占铜熔炼炉渣总重量的90~95%;添加剂优选包括CaO、SiO2、TiO2、Al2O3中至少一种，添加剂使用量优选为上部贫化渣相重量的0.5~2%。优选通过炉渣回收桶7底部的透气砖向铜熔炼炉渣喷入惰性气体实现搅拌，或者使用搅拌桨以50~100r/min转速旋转进行机械搅拌，使上部贫化渣相与添加剂混合均匀。
[0045]S5.型材铸造
将改性后渣相排入预热模具中，模具预热温度优选200~300℃，自然冷却成型，脱模后得到微晶玻璃板、建筑砖等铸造型材产品。
[0046]下面将参考示例性实施例来更详细地描述本发明。以下实施例或实验数据旨在示例性地说明本发明，本领域的技术人员应该清楚的是本发明不限于这些实施例或实验数据。
[0047]实施例1
使用本发明铜熔炼炉渣资源化利用系统及工艺处理正常铜熔炼炉渣，本实施例正常铜熔炼炉渣包含以下重量百分比或单位重量的组分：Cu 1.69%、As 0.11%、Au 0.14g/t、Ag 2.78g/t，处理过程包括以下步骤：
S1.液态渣进料
将1400℃铜熔炼炉渣以30t/h的流量，经倾斜式导流槽2，由铜冶炼炉1直接加入高效分离炉3中。
[0048]S2.协同分离
开启磁悬浮共振旋转机构2，驱动铜熔炼炉渣在高效分离炉3中以1500 r/min的转速旋转，产生40G超重力场;
开启加热装置33，保持炉温1300℃;开启机械搅拌桨342，搅拌转速100r/min;控制晶核生长剂添加装置4加入Cu2O晶核生长剂，添加量为铜熔炼炉渣重量的0.05%;协同分离3分钟后，铜物相等有价金属相向炉底沉降富集，砷酸盐和硅酸盐等贫化渣相留于铜熔炼炉渣上部;
S3.有价金属富集
炉底富集金属相由富集金属相排出口35排出，经由富集金属相排出管351流入水淬粒化组件5进行水淬冷却，将炉底富集金属相冷却粒化为0.01~1mm的颗粒，经固液分离压滤脱水组件6固液分离后，得到多金属铜精矿;将多金属铜精矿返回冶炼系统再次进行精炼，最终分离提炼得到的铜、金、银等有价金属的回收率如下：铜回收率96.3%，金回收率89.2%，银回收率90.5%;
S4.炉渣改性
上部贫化渣相由贫化渣相排出口36排出，经由贫化渣相排出管361流入炉渣回收桶7;开启搅拌桨，搅拌转速80r/min;使用加料装置8向贫化渣相中加入添加剂CaO、SiO2和TiO2，添加剂使用量分别为贫化渣相重量的0.8%、0.5%、0.5%;贫化渣相与添加剂混合均匀后，完成炉渣改性;
S5.型材铸造
将改性后渣相排入200℃型材铸造模具10中，自然冷却成型，脱模后得到微晶玻璃板;对微晶玻璃板进行力学性能测试，结果如下：抗压强度128MPa，抗弯强度29MPa。
[0049]经计算，本实施例中吨渣处理能耗为420kW·h，较传统工艺降低65%。
[0050]实施例2
使用本发明铜熔炼炉渣资源化利用系统及工艺处理难选铜熔炼炉渣，本实施例难选铜熔炼炉渣包含以下重量百分比或单位重量的组分：Cu 1.49%、As 0.24%、Au 0.58g/t、Ag 2.08g/t，处理过程包括以下步骤：
S1.液态渣进料
将1300℃铜熔炼炉渣以80 t/h的流量，经倾斜式导流槽2，由铜冶炼炉1直接加入高效分离炉3中。
[0051]S2.协同分离
开启磁悬浮共振旋转机构2，驱动铜熔炼炉渣在高效分离炉3中以800 r/min的转速旋转，产生15G超重力场;
开启加热装置33，保持炉温1200℃;通过透气砖341由炉体底部向炉内喷入氩气进行搅拌，氩气喷吹气压为1.0MPa;控制晶核生长剂添加装置4加入Cu2O晶核生长剂，添加量为铜熔炼炉渣重量的0.1%;协同分离5分钟后，铜物相等金属相向炉底沉降富集，砷酸盐和硅酸盐等贫化渣相留于铜熔炼炉渣上部;
S3.有价金属富集
炉底富集金属相由富集金属相排出口35排出，经由富集金属相排出管351流入水淬粒化组件5进行水淬冷却，将炉底富集金属相冷却粒化为0.01~1mm的颗粒，经固液分离压滤脱水组件6固液分离后，得到多金属铜精矿;将多金属铜精矿返回冶炼系统再次进行精炼，最终分离提炼得到的铜、金、银等有价金属的回收率如下：铜回收率95.1%，金回收率88.3%，银回收率89.7%;
S4.炉渣改性
上部贫化渣相由贫化渣相排出口36排出，经由贫化渣相排出管361流入炉渣回收桶7;开启搅拌桨，搅拌转速80r/min;使用加料装置8向贫化渣相中加入添加剂CaO、SiO2、Al2O3和TiO2，添加剂使用量分别为贫化渣相重量的0.6%、0.5%、0.5%、0.02%;贫化渣相与添加剂混合均匀后，完成炉渣改性;
S5.型材铸造
将改性后渣相排入300℃型材铸造模具10中，自然冷却成型，脱模后得到建筑砖;对建筑砖进行力学性能测试，结果如下：抗压强度115MPa，符合GB/T 5101-2017标准。
[0052]经计算，本实施例中吨渣处理能耗为480kW·h，较传统工艺降低60%。
[0053]对比例
针对实施例1中正常铜熔炼炉渣，采用传统工艺，即电炉贫化及浮选工艺进行资源化利用处理，计算分离提炼得到的铜、金、银等有价金属的回收率，结果如下：铜回收率68.5%，金回收率55.2%，银回收率60.3%。经检测，按重量百分比计，尾渣中仍含有0.35%的铜。尾渣仅用于路基填充。
[0054]经计算，本对比例中传统工艺的吨渣处理能耗为1200kW·h。
[0055]将实施例与对比例比较可知，本发明系统及工艺显著提高了有价金属的回收率，铜回收率由传统工艺的68.5%提高至95%以上，金、银回收率由传统工艺的55~60%提高至88%以上，资源综合利用率较传统工艺大幅提升。本发明系统及工艺大幅降低了处理能耗，通过直接利用熔融炉渣潜热，吨渣处理能耗仅为420~480 kW·h，较传统工艺降低了60~65%，年处理100万吨渣可节约标煤50000吨以上。本发明实现了尾渣的高值化利用，尾渣全部用于生产微晶玻璃板、建筑砖等型材，产品附加值提升5倍以上，而且避免了炉渣堆存污染。本发明在不影响铜熔炼炉渣资源化利用效果的前提下，省去了冷却、破碎、磨矿等环节，流程缩短约90%，整套系统占地面积减少约90%，初步估算可在2年内实现投资回收。此外，本发明系统及工艺具有极强的适配性，对于正常和难选两类铜熔炼炉渣均具有优异的资源化利用处理效果，仅通过调整工艺参数便可适配不同渣型，应用推广价值极高。
[0056]本发明所使用的材料均为商用材料，均可从市售途径购得。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(2)
