利用銅精煉爐渣-黃鐵礦-斑銅礦尾礦混合熔煉產(chǎn)出白冰銅的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用銅精煉爐渣-黃鐵礦-斑銅礦尾礦混合熔煉產(chǎn)出白冰銅的方法，包括按照銅精煉爐渣的含銅量、黃鐵礦的含銅量、斑銅礦尾礦的含銅量的質(zhì)量比為1∶0.006～0.01∶0.02～0.09進(jìn)行配料，將銅精煉爐渣、黃鐵礦和斑銅礦尾礦加入到熔煉爐中，并向熔煉爐中加入占銅精煉爐渣、黃鐵礦和斑銅礦尾礦的總質(zhì)量5％～19％的無(wú)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(zhuān)利說(shuō)明】利用銅精煉爐渣-黃鐵礦-斑銅礦尾礦混合熔煉產(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， 具體涉及一種利用銅精煉爐渣-黃鐵礦-斑銅礦尾礦混合熔煉產(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(guò)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(guó)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(guó)猶他銅礦采用諾蘭達(dá)法冶煉制得的白冰銅 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，利用已有尾礦進(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(shì)。國(guó)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%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尾礦的工藝和技術(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)于尾礦等銅含量只有百分之幾到百分之十幾的低品位 銅礦，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。這樣能耗高、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)于低品位銅礦的處理至今還沒(méi)有一個(gè)有效的辦法。國(guó)外有少數(shù)幾家公司嘗試對(duì) 低品位銅礦的進(jìn)行處理，如德國(guó)的凱撒冶煉廠、美國(guó)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(méi)有獲得大范圍的推廣。因此，亟需尋求一種新的方法來(lái)處理低品位的銅礦。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)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)利用的利用銅精煉爐渣-黃鐵礦-斑銅礦尾礦混合熔煉產(chǎn)出 白冰銅的方法。
[0007 ]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種利用銅精煉爐渣-黃鐵 礦一斑銅礦尾礦混合熔煉產(chǎn)出白冰銅的方法，包括以下步驟：按照銅精煉爐渣的含銅量、 黃鐵礦的含銅量、斑銅礦尾礦的含銅量的質(zhì)量比為1 : 0.006?0.01 : 0.02?0·〇9進(jìn)行 配料，將銅精煉爐渣、黃鐵礦和斑銅礦尾礦加入到熔煉爐中，并向熔煉爐中加入占銅精煉爐 渣、黃鐵礦和斑銅礦尾礦的總質(zhì)量5%?19%的無(wú)煙煤，在富氧空氣下熔煉生成白冰銅。
[0008] 上述的方法中，優(yōu)選的，所述銅精煉爐渣的含銅量、黃鐵礦的含銅量、斑銅礦尾礦 的含銅量的質(zhì)量比為1 : 0.006?0.007 : 0.02?0.09。
[0009] 上述的方法中，優(yōu)選的，所述熔煉過(guò)程中，所述熔煉爐的爐溫控制在1130-- 12KTC。
[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，所述斑銅礦尾礦的銅含量（即銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）為 5. 5%?20%。
[0012] 上述的方法中，優(yōu)選的，所述斑銅礦尾礦的粒度控制在55mm?100mm。
[0013] 本發(fā)明的方法中所涉及的主要化學(xué)反應(yīng)如下：
[0014] 2Cu+02 = 2Cu0 Δ G = -211· 132kJ/mol (部分反應(yīng)） （1)
[0015] 2CuO+C = 2Cu+C02 Δ G =-515· 702kJ/mol (2)
[0016] 2Cu+FeS = Cu2S+Fe Δ G = -21· 62kJ/mol (3)
[0017] Fe+Fe304 = 4FeO AG = -63. 62kJ/mol (4)
[0018] 2Fe0+Si02 = 2Fe0 · Si02 AG = -135.6kJ/mol (5)
[0019] 總反應(yīng)為：
[0020] 2Cu+02+C+FeS+Fe304+Si0 2 = Cu2S+2Fe0 · Si02+C02+2Fe0
[0021]從上述化學(xué)反應(yīng)關(guān)系式看出，首先，一部分單質(zhì)銅與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化銅，同 時(shí)，一部分單質(zhì)銅與硫化亞鐵反應(yīng)生成白冰銅。之后，生成的氧化銅與斑銅礦尾礦中含有的 氧化銅一起與無(wú)煙煤反應(yīng)生成單質(zhì)銅。生成的單質(zhì)銅再次與硫化亞鐵（FeS)反應(yīng)，生成白 冰銅，并將四氧化三鐵（Fe 304)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(jiàn)，在上述反應(yīng)過(guò)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，而且可以回收斑銅礦尾礦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。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0023] 1·本發(fā)明的白冰銅制造過(guò)程中，加入了黃鐵礦和斑銅礦尾礦，利用黃鐵礦提供了 FeS的來(lái)源，F(xiàn)eS的充足使得反應(yīng)（2)生成的Cu轉(zhuǎn)化成Cu2S的轉(zhuǎn)化率提高，Cu回收率提高。 本發(fā)明將銅精煉爐渣、黃鐵礦和斑銅礦尾礦按照一定比例進(jìn)行混合，可以有效實(shí)現(xiàn)斑銅礦 尾礦中低品位銅的回收。
[0024] 2·本發(fā)明方法中所加入的低品位斑銅礦尾礦中的銅可以通過(guò)碳進(jìn)行還原，節(jié)省了 處理斑銅礦尾礦所需要的設(shè)施投資。
[0025] 3.本發(fā)明的白冰銅制造過(guò)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(guò)程中的反應(yīng)熱，減少冷銅料熔化所需要的燃料量，從而降低單位生產(chǎn)量的能耗。
[0026] 4·本發(fā)明的白冰銅制造過(guò)程中的單質(zhì)銅同時(shí)來(lái)源于銅精煉爐渣與斑銅礦尾礦， 因此，可以促使單質(zhì)銅與硫化亞鐵、四氧化二鐵等磁性鐵材料反應(yīng)，進(jìn)一步降低渣中的銅含 曰. 里〇
[0027] 5.在傳統(tǒng)的冶煉過(guò)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(zhǎng)了工作周期，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。而本發(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】
[0028]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。
[0029]將銅精煉爐渣、黃鐵礦與斑銅礦尾礦按照一定的含銅比例混合熔煉，同時(shí)加入一 定量的無(wú)煙煤作為反應(yīng)物與燃料，在富氧條件下熔煉生成白冰銅。
[0030] 實(shí)施例1 :
[0031] 一種本發(fā)明的利用銅精煉爐渣-黃鐵礦-斑銅礦尾礦混合熔煉產(chǎn)出白冰銅的方 法，其所用到的銅精煉爐漁、黃鐵礦、斑銅礦尾礦的成分如下，含量均表示該元素的質(zhì)量分 數(shù)：
[0032] 銅精煉爐渣成分為：
[0033]

【權(quán)利要求】
1. 一種利用銅精煉爐渣-黃鐵礦-斑銅礦尾礦混合熔煉產(chǎn)出白冰銅的方法，包括 以下步驟：按照銅精煉爐渣的含銅量、黃鐵礦的含銅量、斑銅礦尾礦的含銅量的質(zhì)量比為 1 : 0.006?0.01 : 0.02?0.09進(jìn)行配料，將銅精煉爐渣、黃鐵礦和斑銅礦尾礦加入到熔 煉爐中，并向熔煉爐中加入占銅精煉爐渣、黃鐵礦和斑銅礦尾礦的總質(zhì)量5%?19%的無(wú) 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，所述銅精煉爐渣的含銅量、黃鐵礦的含銅 量、斑銅礦尾礦的含銅量的質(zhì)量比為1 : 0.006?0.007 : 0.02?0.09。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔煉過(guò)程中，所述熔煉爐的爐溫控制 在 113(TC ?12KTC。
4. 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%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述斑銅礦尾礦的銅含量為 5. 5%?20%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述斑銅礦尾礦的粒度控制 在 55mm ?100mm。
【文檔編號(hào)】C22B15/00GK104232911SQ201410520296
【公開(kāi)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)