多源復(fù)雜低品位銅礦混合熔煉產(chǎn)出白冰銅的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多源復(fù)雜低品位銅礦混合熔煉產(chǎn)出白冰銅的方法，包括按照銅精礦的含銅量、廢雜銅的含銅量、黃銅礦精煉渣的含銅量的質(zhì)量比為1∶0.30～0.45∶0.002～0.006進(jìn)行配料，將銅精礦、廢雜銅和黃銅礦精煉渣加入到熔煉爐中，并向熔煉爐中加入占銅精礦、廢雜銅和黃銅礦精煉渣的總質(zhì)量5％～19％的無煙煤，在富氧空氣下熔煉生成白冰銅。本發(fā)明的方法投資規(guī)模小、能耗低、連續(xù)作業(yè)、可實(shí)現(xiàn)銅資源的循環(huán)利用。
【專利說明】多源復(fù)雜低品位銅礦混合熔煉產(chǎn)出白冰銅的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于重有色冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種利用低品位銅礦熔煉白冰銅的方法， 具體涉及一種多源復(fù)雜低品位銅礦混合熔煉產(chǎn)出白冰銅的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 金屬銅的冶煉技術(shù)已有幾千年的歷史，發(fā)展至今日，銅已成為當(dāng)今工業(yè)中僅次于 鋼鐵、鋁的第三大金屬必需品。在現(xiàn)代銅冶煉工藝技術(shù)中，受經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo) 等因素的影響，銅冶煉企業(yè)一方面要考慮以最少的生產(chǎn)成本最大限度的提高產(chǎn)量，另一方 面，也要力求對(duì)環(huán)境的零污染。因此，其對(duì)銅冶煉工藝又提出了新的要求。
[0003] 在銅冶煉過程中，白冰銅的生產(chǎn)是主要的冶煉工藝之一。提高白冰銅的品位，可以 降低單位生產(chǎn)能耗，提高銅產(chǎn)出率，進(jìn)而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。迄今為止，國內(nèi)外很多企業(yè) 已在富氧條件下生產(chǎn)出高品位的白冰銅。如美國猶他銅礦采用諾蘭達(dá)法冶煉制得白冰銅品 位可達(dá) 65 %?70 %，奧斯麥特和艾薩法所產(chǎn)白冰銅品位在56 %?62 %之間，湖南水口山冶 煉廠冶煉得到的白冰銅品位在67%以上等。然而，采用上述方法存在一定的缺陷：制得的 白冰銅還渣量較高，部分生產(chǎn)工藝的煙塵率較高，設(shè)備比較復(fù)雜。
[0004] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界對(duì)于銅產(chǎn)品的需求日益加大，有限的資源使得銅礦石 的供應(yīng)日趨緊張，價(jià)格不斷上漲。鑒于此，利用黃銅礦精煉渣、礦渣、廢雜銅等低品位原料進(jìn) 行銅冶煉，從而實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用已成為該行業(yè)發(fā)展的趨勢。國內(nèi)根據(jù)原料中含銅品位高 低將冶煉方法分為三種：對(duì)于銅含量大于98%的高品位銅采用一步法直接加工成銅材；對(duì) 于銅含量90 %?98 %左右的較高品位的原料采用火法熔煉-精煉處理；而對(duì)于銅含量小于 90 %的原料則采用熔煉-火法熔煉-精煉處理。除一步法處理高品位廢雜銅的工藝和技術(shù) 比較成熟外，其他較低品位的含銅原料處理技術(shù)都比較落后。特別是對(duì)于大部分的黃銅礦 精煉渣、礦渣等原料，其銅含量只有百分之零點(diǎn)幾至百分之幾，大多還采用鼓風(fēng)爐等淘汰落 后的工藝設(shè)備進(jìn)行處理，能耗高、投資成本大，而且會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。
[0005] 對(duì)黃銅礦精煉渣、礦渣、廢雜銅等低品位的原料進(jìn)行銅冶煉的技術(shù)，由于原料來源 廣，不同批次的原料中銅含量不一，在加料過程中加料量會(huì)因?yàn)檫@些差異而產(chǎn)生很大的不 同，從而導(dǎo)致冶煉過程中的熱力學(xué)性能不穩(wěn)定，影響白冰銅的品位。因此，在冶煉過程中還 需考慮物料平衡的問題。
[0006] 對(duì)于多源復(fù)雜低品位銅礦的處理至今還沒有一個(gè)有效的辦法。國外有少數(shù)幾家公 司嘗試對(duì)低品位銅礦進(jìn)行處理，如德國的凱撒冶煉廠、美國柯麥柯廠、南阿斯頓廠等，但由 于投資較大、能耗偏高、間歇作業(yè)、操作頻繁、冶煉爐壽命短、渣含銅量高等缺點(diǎn)，這些處理 技術(shù)至今還沒有獲得大范圍的推廣。因此，亟需尋求一種新的方法來處理低品位的銅礦。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種投資規(guī)模小、能耗低、 連續(xù)作業(yè)、可實(shí)現(xiàn)銅資源循環(huán)利用的多源復(fù)雜低品位銅礦混合熔煉產(chǎn)出白冰銅的方法。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種多源復(fù)雜低品位銅礦混合熔 煉產(chǎn)出白冰銅的方法，包括以下步驟：按照銅精礦的含銅量、廢雜銅的含銅量、黃銅礦精煉 渣的含銅量的質(zhì)量比為1 : 〇· 30?0.45 : 0.002?0.006進(jìn)行配料，將銅精礦、廢雜銅和 黃銅礦精煉渣加入到熔煉爐中，并向熔煉爐中加入占銅精礦、廢雜銅和黃銅礦精煉渣的總 質(zhì)量5%?19%的無煙煤，在富氧空氣下熔煉生成白冰銅。
[0009] 上述的方法中，優(yōu)選的，所述熔煉過程中，所述熔煉爐的爐溫控制在1130-- 121(TC〇
[0010] 上述的方法中，優(yōu)選的，所述富氧空氣中氧氣的體積濃度為60%?95%。
[0011] 上述的方法中，優(yōu)選的，所述廢雜銅的粒度控制在< 100mm，所述黃銅礦精煉渣的 粒度控制在< 100mm。
[0012] 上述的方法中，更優(yōu)選的，所述廢雜銅的粒度為55圓?100mm，所述黃銅礦精煉渣 的粒度為45謹(jǐn)?100mm。
[0013] 上述的方法中，優(yōu)選的，所述廢雜銅的銅含量（即銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）<40%。 更優(yōu)選的，所述廢雜銅的銅含量為25 %?40%。
[0014] 上述的方法中，優(yōu)選的，所述黃銅礦精煉渣中的銅含量彡1%。
[0015] 本發(fā)明的方法中，根據(jù)銅精礦的含銅量、廢雜銅的含銅量、黃銅礦精煉渣的含銅量 的質(zhì)量比可知，銅精礦、廢雜銅、黃銅礦精煉渣中的銅含量均大于0。
[0016] 本發(fā)明的方法中所涉及的主要化學(xué)反應(yīng)如下：
[0017] 2Cu0+C = 2Cu+C02 Δ G = -515. 702kJ/mol (1)
[0018] 2Cu+FeS = Cu2S+Fe AG = -21. 62kJ/mol (2)
[0019] Fe+Fe304 = 4Fe0 AG = -63. 62kJ/mol (3)
[0020] 2Fe0+Si02 = 2Fe0 · Si02 Δ G = -135. 6kJ/mol (4)
[0021] 總反應(yīng)為：
[0022] 2Cu0+C+FeS+Fe304+Si02 = Cu2S+2Fe0 · Si02+C02+2Fe0
[0023] 從上述化學(xué)反應(yīng)關(guān)系式看出，對(duì)于黃銅礦精煉渣中含有的氧化銅首先與無煙煤反 應(yīng)生成單質(zhì)銅。之后，生成的單質(zhì)銅與銅精礦、廢雜銅（Cu) -起與硫化亞鐵（FeS)反應(yīng)，生 成白冰銅，并將四氧化三鐵（Fe304)還原為低價(jià)態(tài)的氧化亞鐵（FeO)。最后，利用氧化亞鐵與 石英進(jìn)行造渣，使得渣與白冰銅分離。由此可見，在上述反應(yīng)過程中，不但可以實(shí)現(xiàn)還原白 冰銅中的FeS，提高白冰銅的品位，而且可以回收黃銅礦精煉渣等低品位銅礦中的銅元素， 實(shí)現(xiàn)了銅元素的資源循環(huán)利用。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0025] 1.在現(xiàn)有的白冰銅制造工藝過程中，不但加入了廢雜銅，而且加入了低品位的黃 銅礦精煉渣，其按照一定比例進(jìn)行混合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于黃銅礦精煉渣中的低品位銅的回收。 [0026] 2.在現(xiàn)有的銅精礦熔煉過程中，加入了低品位的黃銅礦精煉渣、廢雜銅等原料一 起熔煉生成白冰銅，低品位的黃銅礦精煉渣中的銅可以通過碳進(jìn)行還原，還原得到的單質(zhì) 銅與廢雜銅一起熔煉，節(jié)省了因處理黃銅礦精煉渣、廢雜銅的設(shè)施投資。
[0027] 3.由于在白冰銅制造過程中，所存在的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，因此，可以充分利用反 應(yīng)過程中的反應(yīng)熱，減少冷銅料熔化所需要的燃料量，從而可以降低單位生成過程的能耗。
[0028] 4.由于在本過程中單質(zhì)銅同時(shí)來源于廢雜銅與黃銅礦精煉渣。因此，可以促使單 質(zhì)銅與硫化鐵、四氧化三鐵等磁性鐵材料反應(yīng)，進(jìn)一步降低渣中的銅含量。
[0029] 5·在傳統(tǒng)的冶煉過程中，由于锍與爐渣相互溶解度很小且密度不同，所以需要不 斷地?cái)[動(dòng)轉(zhuǎn)爐傾倒?fàn)t渣，延長了工作周期，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。用本發(fā)明的方法，可以實(shí)現(xiàn)一 次造渣，縮短了生產(chǎn)周期，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

【具體實(shí)施方式】
[0030]以下結(jié)合具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
[0031]將銅精礦粉、廢雜銅、黃銅礦精煉渣按照一定的含銅比例混合熔煉，同時(shí)加 入一定 量的無煙煤作為反應(yīng)物與燃料，在富氧條件下熔煉生成白冰銅。
[0032] 實(shí)施例1 :
[0033] -種本發(fā)明的多源復(fù)雜低品位銅礦混合熔煉產(chǎn)出白冰銅的方法，其所用到的銅精 礦、廢雜銅、黃銅礦精煉渣的成分如下，含量均表示該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：
[0034] 銅精礦成分為：
[0035]

【權(quán)利要求】
1. 一種多源復(fù)雜低品位銅礦混合熔煉產(chǎn)出白冰銅的方法，包括以下步驟：按照 銅精礦的含銅量、廢雜銅的含銅量、黃銅礦精煉渣的含銅量的質(zhì)量比為1 : 0.30? 0. 45 : 0. 002?0. 006進(jìn)行配料，將銅精礦、廢雜銅和黃銅礦精煉渣加入到熔煉爐中，并向 熔煉爐中加入占銅精礦、廢雜銅和黃銅礦精煉渣的總質(zhì)量5 %?19 %的無煙煤，在富氧空 氣下熔煉生成白冰銅。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔煉過程中，所述熔煉爐的爐溫控制 在 113(TC ?12KTC。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述富氧空氣中氧氣的體積濃度為 60%?95%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述廢雜銅的粒度控制在< 100mm，所述 黃銅礦精煉渣的粒度控制在< 100mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述廢雜銅的粒度為55mm?100mm，所述 黃銅礦精煉渣的粒度為45mm?100mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述廢雜銅的銅含量 彡 40%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述廢雜銅的銅含量為25%?40%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述黃銅礦精煉渣中的銅含 量d
【文檔編號(hào)】C22B15/00GK104232925SQ201410520261
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】王富源, 張虎, 姚小龍, 李立清, 張曉峰, 曹佐英, 肖克 申請(qǐng)人:濟(jì)源市欣欣實(shí)業(yè)有限公司, 中南大學(xué)