CN108559854A - 一种基于rh炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于RH炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法,该方法包括以下步骤:(1)装料;开启RH炉真空泵以及煤氧枪;(2)进液管吹惰性气体,回收易挥发杂质组元;(3)铜渣内吹氧化性气体进行适当过氧化处理,脱硫并回收金属铜;(4)铜渣内喷吹还原性物质的进行适当过还原处理,回收铜、镍与钴;(5)真空处理结束,完成熔融金属铜与铁硅渣的分离;(6)铁硅渣倒入具有惰性和氧化性两类气氛的盛渣罐中处理。本发明采用RH炉多气氛真空循环搅拌处理以及液态金属铜捕集,通过调渣剂调渣、真空处理、分阶段氧化与还原气氛构造等手段,彻底分离回收铜渣中锌、铅等易挥发物质与铜、镍、钴等相对铁易还原组元,完成对铜渣的综合利用。
Description
技术领域
本发明涉及冶金资源综合利用领域,具体涉及一种基于RH炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法。
背景技术
铜渣是火法炼铜工艺中产生的极有价值的冶金二次资源,特别是铜渣中铁、铜、铅、锌等资源较为丰富,具备很高回收价值。目前,我国每年产生1500多万吨铜渣,而大量铜渣仍无法综合利用堆存在渣场,既占用土地也污染环境。随着环境保护要求的提高以及矿产资源的日益枯竭,如何回收和利用铜渣具有十分重要的意义。
电炉贫化或者铜渣选矿回收铜后的铜渣中铜含量仍达到0.2%~0.6%,且大部分以硫化物形式存在,在对铜渣磁选提取四氧化三铁或者还原制备金属铁时,有害元素铜、硫等很容易进入四氧化三铁矿或者金属铁中,既浪费了宝贵的铜资源同时也影响了铁资源的回收,导致无法实现其综合利用。申请号为201410345197.2的中国专利公开了“一种利用铜渣还原铁水直接冶炼含铜抗菌不锈钢的方法”,提出直接将铜渣中的铜、镍作为合金化元素制备含铜不锈钢,由于含铜不锈钢的市场需求量非常少,且存在严格的含铜钢的循环利用制度,根本无法满足每年1500万吨排放量的铜渣综合利用要求。由此可见,要实现铜渣的综合利用,必须解决铜渣中铜、硫、钴、镍等对铁资源回收产生影响的组元的彻底分离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于RH炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法,彻底地将铜渣中的铅、锌、镍、钴等组元分离回收,以利于铜渣中铁资源的回收,实现铜渣的综合利用。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种基于RH炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法,包括以下步骤:
(1)装料
将熔融铜渣、熔融金属铜与适量的调渣添加剂装入带感应加热装置的盛铜容器内,静置分层;熔融铜渣位于上部,熔融金属铜位于下部,将熔融金属铜与熔融铜渣温度控制在1250℃~1450℃;然后将RH炉的进液管和出液管浸入到所述盛铜容器的熔融铜渣内,但不接触熔融金属铜;开启RH炉真空泵将真空室抽成真空,所述盛铜容器中的熔融铜渣沿所述进液管和所述出液管内的空腔通道上升流入所述真空室内,启动真空室内煤氧枪开始加热真空室内铜渣;
(2)真空处理铜渣,回收易挥发杂质组元
向所述进液管内的熔融铜渣吹入带压的惰性驱动气体,然后在气体压差及驱动气体的带动下,所述盛铜容器中的熔融铜渣不断地由所述进液管上升流入所述真空室内,然后所述真空室内的熔融铜渣再通过所述出液管流下返回至所述盛铜容器内;同时,所述真空室内的熔融铜渣中的易挥发杂质组元以硫化物形态和单质形态直接挥发,完成易挥发杂质组元的分离过程,挥发气体进入与所述RH炉连通的冷凝器被冷凝,得到易挥发杂质组元的硫化物、氧化物与单质的混合物;
(3)适当过氧化处理
处理完铜渣中易挥发杂质组元的分离后,继续保持铜渣的循环流动,并向所述进液管内的熔融铜渣吹送氧化性气体,使铜渣中的硫化亚铜与铜渣中形成的氧化物反应生成液态金属铜,在密度差作用下,生成的液态金属铜被盛铜容器底部的液态金属铜捕集,同时,铜渣中其它硫化物在氧化性气氛中生成二氧化硫完成脱硫;
(4)适当过还原处理
完成铜渣的适当过氧化之后,继续保持铜渣的循环流动,同时向所述进液管内的熔融铜渣吹送还原性物质;所述铜渣中生成的铜、镍、钴及铁,被盛铜容器底部的液态金属铜捕集;
(5)熔融金属铜与铁硅渣的分离
完成步骤(2)~(4)后,停掉煤氧枪、RH炉真空泵以及盛铜容器的感应加热;此时的铜渣为富含氧化亚铁与氧化硅的铁硅渣,在盛铜容器静置后,铁硅渣与粗铜分层,粗铜从出铜口排出到其他盛铜容器中;当所述熔融粗铜全部自出铜口排出后,将所述熔融剩余铁硅渣通过出渣口倒入到具有惰性气体保护的盛渣罐中或倒入到具有氧化性气氛的盛渣罐中;
(6)铁硅渣的回收处理
在所述具有惰性气体保护的盛渣罐中,铁硅渣中夹带的少量液态金属铜在冷却过程中生成金属铜粒,冷却后破碎、重选,并去除铁硅渣中的金属铜颗粒;
在所述氧化性气氛的盛渣罐中吹送氧化性气体,使渣中氧化亚铁转变成四氧化三铁,对冷却的铁硅渣进行破碎、磁选,得到富磁铁矿和富含硅石的废渣。
优选地,所述铜渣由98%~100%的未贫化含铜量为1%~8%的熔炼铜渣以及0~2%的粗铅火法精炼产生的铜浮渣组成,所述的熔融金属铜为铜冶炼厂铜锍吹炼后所得液态粗铜或者为火法精炼之后的液态精炼铜;每批加入料中铜渣与金属铜重量比为2~5:1;调渣添加剂为石灰、电石渣、萤石中的一种或多种。
优选地,所述调渣添加剂由石灰和/或电石渣、萤石组成,石灰和/或电石渣的总使用量为铜渣总质量的1%~6%,萤石的用量为铜渣总质量的0.2%~3%。
优选地,所述的RH炉顶部设置有***真空室内的煤氧枪,所述的煤氧枪向真空室内喷吹煤粉和氧气对铜渣进行补充加热;所述RH炉真空室内的真空度为10~1000帕。
优选地,步骤(2)中,所述惰性驱动气体为氮气或氩气;步骤(3)中,所述氧化性气体为空气或氧气;步骤(4)中,所述还原性物质为碳粉、电石渣粉、甲烷、氯化钙、氯化钠、氯化铁中的一种或多种,载物气体介质为氮气。
优选地,步骤(6)中,所述惰性气体为氮气,所述氧化性气体为氧气或空气。
优选地,步骤(5)中,根据需要将所述熔融粗铜送去火法精炼与电解精炼,可得到纯度较高的铜;步骤(6)中,去除金属铜颗粒后剩余的铁硅渣直接作为硅铁铁合金和硅铝铁铁合金的冶炼原料;所述富磁铁矿可作为炼铁原料,富含硅石的废渣可用作建筑材料。
优选地,所述盛铜容器底部的熔融金属铜既作为铜渣感应加热的热量提供者,同时又可以作为铜渣中金属铜、镍、钴的捕集剂,使用结束后仍进入铜冶炼厂的粗铜精炼环节完成镍、钴、铁的分离回收。
本发明的有益效果是:
1、以未经贫化处理的高铜铜渣为对象,在RH炉一个反应器内,通过多气氛(惰性-氧化-还原)构造,同时实现锌、铅、硫、铜、镍、钴等组元的分离回收,为剩余熔融富铁硅渣的回收创造了条件。
2、采用RH炉的多气氛真空循环处理铜渣方式,可以把铜渣贫化与铜渣综合利用结合起来,进一步缩短流程并提高效率。如不考虑铜渣中铁和硅的回收,可直接将该方法代替现有的铜渣电炉贫化与选矿贫化处理工艺。
3、对吹炼得到的熔融粗铜或者火法精炼后的熔融精炼铜进行感应加热对铜渣提供热量,同时熔融金属铜还作为铜渣中铜、镍、钴等金属元素的捕收剂,捕集的金属元素可在粗铜的精炼阶段完成分离回收。
4、去除铜、硫、镍、钴、铅、锌等组元的剩余铁硅渣可直接用于硅铁和硅铝铁的冶炼,实现铁与硅元素的回收利用。
5、由于具备真空处理工艺,本发明可在解决铜渣综合利用的同时,解决铅金属熔析精炼过程产生的铜浮渣的综合利用问题。
6、本发明工艺借鉴了炼钢工业中的成熟高效RH精炼炉,流程短、操作简单可控、处理效率高、对环境污染小,有效解决铜渣中各类资源的综合利用问题。
附图说明
图1为本发明工艺流程图;
图2是本发明实施例提供的基于RH炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法的工作原理示意图;
图2中:1-RH炉,2-煤氧枪,3-冷凝器,4-真空室,5-导管,6-进液管,7-出液管,8-铜渣,9-金属铜,10-出铜口,11-出渣口,12-盛铜容器,13-感应加热装置。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上部”、“下部”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示或实际应用中的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制;且下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围,而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述,以提出执行本发明的最佳方式,并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此,本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
如图1~2所示,本发明一种基于RH炉真空处理的铜渣综合利用方法,具体实施方式包括以下6个步骤:
(1)装料
将熔融铜渣8和熔融金属铜9与适量的调渣添加剂装入带感应加热装置13的盛铜容器12内,静置分层,且每批加入料中铜渣8与熔融金属铜9的质量比为2~5:1。其中使用的盛铜容器初次使用时需要预热,但是一旦循环连续操作用起来,每次处理完一炉铜渣后,容器仍能保持高温,就不需要再预热。其中所用铜渣由98%~100%的未贫化含铜量为1%~8%的熔炼铜渣以及0~2%的粗铅火法精炼产生的铜浮渣组成,熔融金属铜为铜冶炼厂铜锍吹炼后所得液态粗铜或者为火法精炼之后的液态精炼铜;调渣添加剂为石灰、电石渣、萤石中的一种多种,具体可由石灰和/或电石渣、萤石组成,石灰和/或电石渣的总使用量为铜渣总质量的1%~6%,萤石的用量为铜渣总质量的0.2%~3%,调渣添加剂的作用是调整铜渣粘度,降低铜渣8熔点。
启动感应加热装置13和***真空室内的煤氧枪2,将熔融铜渣8与熔融金属铜9的温度控制在1250℃~1450℃,一方面对熔融铜渣8与熔融金属铜9进行保温,另一方面控制它们的粘度。然后将RH炉1的进液管6和出液管7浸入到盛铜容器12内熔融铜渣8内,但不接触熔融金属铜9,且进液管6和出液管7为竖直设置的管道。然后开启RH炉1的真空泵将真空室4抽成真空,使得真空室4内的真空度为10~1000帕,此时在真空室4内的真空残压与外界大气压之间的气压差的作用下,盛铜容器12中的熔融铜渣8沿进液管6和出液管7内的空腔通道上升流入的真空室4内。接着鼓气泵通过导管5与进液管6相连,鼓气泵用于向进液管6中的铜渣鼓入驱动气体氮气或氩气或鼓入氧化性气体或鼓入还原性物质。
(2)真空处理铜渣,回收易挥发杂质组元
通过鼓气泵向的进液管6内的熔融铜渣8喷吹带压的氮气或氩气驱动气体,然后在气体压差及驱动气体的带动下盛铜容器12中的熔融铜渣8不断地由进液管6上升流入真空室4内,然后真空室4内的熔融铜渣8再通过出液管7流下返回至盛铜容器12内,在盛铜容器12、进液管6、RH炉1的真空室4以及出液管7之间形成熔融铜渣8的循环流动。同时,真空室4内的熔融铜渣8中的铅、锌等易挥发杂质组元以硫化物形态和单质形态直接挥发,完成易挥发杂质组元的去除过程,挥发气体进入与RH炉1连通的冷凝器3被冷凝,得到易挥发杂质组元的硫化物、氧化物与单质的混合物,经过处理后可进行回收。
(3)适当过氧化处理
处理完铜渣8中易挥发杂质组元的去除后,继续保持铜渣8的循环流动,通过鼓气泵向的进液管6内的熔融铜渣8吹送氧气或空气之类的氧化性气体,使铜渣8中的硫化亚铜与铜渣8中形成的氧化物反应形成液态金属铜,通过控制氧化性气体的氧势、浓度、流速中的一个或多个因素,使生成较多的液态金属铜,在密度差作用下,生成的液态金属铜被盛铜容器底部的液态金属铜9捕集,同时,铜渣8中其它硫化物在氧化性气体中生成二氧化硫完成脱硫。铜渣8可适度过氧化,允许部分铜、镍等金属过氧化成为金属氧化物。
(4)适当过还原处理
完成铜渣8的适当过氧化之后,继续保持铜渣8的循环流动,同时向的进液管6内的熔融铜渣8吹送还原性物质,还原性物质为碳粉、电石渣粉、甲烷、氯化钙、氯化钠、氯化铁中的一种或多种,载物气体介质为氮气;还原性物质在铜渣8循环的过程中将比铁易还原的氧化物还原为金属,主要包括铜、镍与钴等,同时可允许少量氧化亚铁还原为金属铁。铜渣中生成的铜、镍、钴及铁,由于相对于铜渣8密度大且循环搅拌利于液态金属长大而被盛铜容器底部的液态金属铜9捕集。
(5)熔融金属铜与铁硅渣的分离
完成步骤(2)~(4)的铜渣8中易挥发物质以及铜、镍、钴等物质的分离后,停掉煤氧枪2、RH炉真空泵以及盛铜容器的感应加热。此时的铜渣8成为了富含氧化亚铁与氧化硅的铁硅渣,金属铜9因含杂质铁、钴、镍等成为粗铜,在盛铜容器静置后,铁硅渣与粗铜分层,粗铜从出铜口10排出到其他盛铜容器中,根据需要将的熔融粗铜送去火法精炼与电解精炼,可得到纯度较高的铜。当的熔融粗铜全部自出铜口10排出后,将熔融剩余铁硅渣通过出渣口11倒入到具有惰性气体保护的盛渣罐中或倒入到具有氧化性气氛的盛渣罐中。
(6)铁硅渣的回收处理
铁硅渣倒入具有惰性和氧化性两类气氛的盛渣罐中冷却处理,可按铁硅渣的最终回收目的选择对应的处理方式。
在的具有惰性气体保护的盛渣罐中,铁硅渣中夹带的少量液态金属铜在冷却过程中生成金属铜粒,冷却后破碎、重选,去除铁硅渣中的金属铜颗粒,剩余的铁硅渣可直接作为硅铁铁合金和硅铝铁铁合金的冶炼原料。
在氧化性气氛的盛渣罐中吹送氧化性气体,使渣中氧化亚铁转变成四氧化三铁,对冷却的铁硅渣进行破碎、磁选,得到富磁铁矿和富含硅石的废渣,富磁铁矿可作为炼铁原料,废渣可用作建筑材料等。
以下结合具体实施例对本发明作进一步的阐述,但本发明不局限于下述实施例。
实施例1:
某未经贫化处理的熔炼铜渣,经检测,其包括以下重量百分比的组分:3.8%的铜、45.1%的铁、3.5%的硫、25.1%的二氧化硅、0.02%的铅、0.1%的锌、0.1%的钴、0.05%的镍。
在盛铜容器12内加入该熔融铜渣40吨,加入熔融金属铜10吨,并加入调渣添加剂石灰500公斤、萤石100公斤。静置10分钟使熔融铜渣8与熔融金属铜9分层。控制熔融铜渣8与熔融金属铜9的温度为1350℃。
接着打开真空泵抽真空,使得RH炉1的真空室4内的真空度约为70帕,并启动煤氧枪2。此时,在进液管6吹入氮气,流量为3升每分钟,使铜渣8循环流动。真空处理6分钟后,在冷凝器3回收冷凝后的易挥发杂质组元的硫化物、氧化物与单质的混合物。停止吹入氮气后,改为通过导管5向进液管6内的熔融铜渣8吹送氧气,其流量为2升每分钟,吹气时间为4分钟。
停止吹入氧气,改通过导管5向进液管6内的熔融铜渣吹入氮气,氮气的流量为4升每分钟,并以氮气作为载体吹送碳粉,碳粉喷吹量为2公斤/每吨铜渣,喷吹时间为6分钟,之后停掉RH炉1的真空泵、煤氧枪2与感应加热装置13,静置8分钟,使得铁硅渣与捕集铜、镍、钴的粗铜分层,最后粗铜从出铜口10排出到其他盛铜容器中,熔融剩余铁硅渣通过出渣口11倒入到具有氮气气氛保护的盛渣罐中。
RH炉真空处理结束后的铁硅渣中,铅、锌、钴、镍的含量均低于0.001%,铜含量为0.05%,铁硅渣随炉缓冷直到变为固态,然后对冷却的铁硅渣进行破碎、重选,去除铁硅渣中的金属铜颗粒,其铁硅渣的铜含量为0.001%,可用作冶炼硅铁铁合金的原料。
实施例2:
某配加铜浮渣的未经贫化处理的熔炼铜渣,经检测,其包括以下重量百分比的组分:4.7%的铜、50.1%的铁、6.2%的硫、28.3%的二氧化硅、1.2%的铅、1.8%的锌、0.09%的钴、0.04%的镍。
在盛铜容器12内加入该熔融铜渣50吨,加入熔融金属铜12吨,并加入调渣添加剂石灰600公斤、萤石120公斤。静置8分钟使熔融铜渣8与熔融金属铜9分层。控制熔融铜渣8与熔融金属铜9的温度为1380℃。
接着打开真空泵抽真空,使得RH炉1的真空室4内的真空度约为30帕,并启动煤氧枪2。此时,在进液管6吹入氩气,流量为3升每分钟,使铜渣8循环流动。真空处理7分钟后,在冷凝器3回收冷凝后的易挥发杂质组元的硫化物、氧化物与单质的混合物。停止吹入氮气后,改为通过导管5向进液管6内的熔融铜渣8吹送空气,其流量为3升每分钟,吹气时间为5分钟。
停止吹入空气,改通过导管5向进液管6内的熔融铜渣吹入还原性气体甲烷,其流量为4升每分钟,吹入时间为8分钟,之后停掉RH炉1的真空泵、煤氧枪2与感应加热装置13,静置8分钟,使得铁硅渣与捕集铜、镍、钴的粗铜分层,最后粗铜从出铜口10排出到其他盛铜容器中,熔融剩余铁硅渣通过出渣口11倒入到具有氮气气氛保护的盛渣罐中。
RH炉真空处理结束后的铁硅渣中,铅、锌、钴、镍的含量均低于0.001%,铜含量为0.04%,铁硅渣随炉缓冷直到变为固态,然后对冷却的铁硅渣进行破碎、重选,去除铁硅渣中的金属铜颗粒,其铁硅渣的铜含量为0.001%,可用作冶炼硅铝铁铁合金的原料。
实施例3:
某未经贫化处理的熔炼铜渣,经检测,其包括以下重量百分比的组分:1.4%的铜、47.8%的铁、2.8%的硫、22.3%的二氧化硅、0.08%的铅、0.25%的锌、0.2%的钴、0.07%的镍。
在盛铜容器12内加入该熔融铜渣60吨,加入熔融金属铜15吨,并加入调渣添加剂电石渣500公斤、萤石120公斤。静置10分钟使熔融铜渣8与熔融金属铜9分层。控制熔融铜渣8与熔融金属铜9的温度为1400℃。
接着打开真空泵抽真空,使得RH炉1的真空室4内的真空度约为200帕,并启动煤氧枪2。此时,在进液管6吹入氮气,流量为3升每分钟,使铜渣8循环流动。真空处理4分钟后,在冷凝器3回收冷凝后的易挥发杂质组元的硫化物、氧化物与单质的混合物。停止吹入氮气后,改为通过导管5向进液管6内的熔融铜渣吹送氧气,其流量为2升每分钟,吹气时间为4分钟。
停止吹入氧气,改通过导管5向进液管6内的熔融铜渣8吹入氮气,氮气的流量为4升每分钟,并以氮气作为载体吹送碳粉,碳粉喷吹量为2公斤/每吨铜渣,喷吹时间为5分钟,之后停掉RH炉1的真空泵、煤氧枪2与感应加热装置13,静置8分钟,使得铁硅渣与捕集铜、镍、钴的粗铜分层,最后粗铜从出铜口10排出到其他盛铜容器中,熔融剩余铁硅渣通过出渣口11倒入到具有盛渣罐中吹氧气处理5分钟,氧气流量为8升每分钟。
RH炉真空处理结束后的铁硅渣中,铅、锌、钴、镍的含量均低于0.001%,铜含量为0.04%,吹氧处理后的铁硅渣随炉缓冷直到变为固态,然后对冷却的铁硅渣进行破碎、磁选,磁选后的富磁铁矿渣中铜含量为0.0008%,可用作高炉炼铁的原料。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基于RH炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)装料
将熔融铜渣、熔融金属铜与适量的调渣添加剂装入带感应加热装置的盛铜容器内,静置分层;熔融铜渣位于上部,熔融金属铜位于下部,将熔融金属铜与熔融铜渣温度控制在1250℃~1450℃;然后将RH炉的进液管和出液管浸入到所述盛铜容器的熔融铜渣内,但不接触熔融金属铜;开启RH炉真空泵将真空室抽成真空,所述盛铜容器中的熔融铜渣沿所述进液管和所述出液管内的空腔通道上升流入所述真空室内,启动真空室内煤氧枪开始加热真空室内铜渣;
(2)真空处理铜渣,回收易挥发杂质组元
向所述进液管内的熔融铜渣吹入带压的惰性驱动气体,然后在气体压差及驱动气体的带动下,所述盛铜容器中的熔融铜渣不断地由所述进液管上升流入所述真空室内,然后所述真空室内的熔融铜渣再通过所述出液管流下返回至所述盛铜容器内;同时,所述真空室内的熔融铜渣中的易挥发杂质组元以硫化物形态和单质形态直接挥发,完成易挥发杂质组元的分离过程,挥发气体进入与所述RH炉连通的冷凝器被冷凝,得到易挥发杂质组元的硫化物、氧化物与单质的混合物;
(3)适当过氧化处理
处理完铜渣中易挥发杂质组元的分离后,继续保持铜渣的循环流动,并向所述进液管内的熔融铜渣吹送氧化性气体,使铜渣中的硫化亚铜与铜渣中形成的氧化物反应生成液态金属铜,在密度差作用下,生成的液态金属铜被盛铜容器底部的液态金属铜捕集,同时,铜渣中其它硫化物在氧化性气氛中生成二氧化硫完成脱硫;
(4)适当过还原处理
完成铜渣的适当过氧化之后,继续保持铜渣的循环流动,同时向所述进液管内的熔融铜渣吹送还原性物质;所述铜渣中生成的铜、镍、钴及铁,被盛铜容器底部的液态金属铜捕集;
(5)熔融金属铜与铁硅渣的分离
完成步骤(2)~(4)后,停掉煤氧枪、RH炉真空泵以及盛铜容器的感应加热;此时的铜渣为富含氧化亚铁与氧化硅的铁硅渣,在盛铜容器静置后,铁硅渣与粗铜分层,粗铜从出铜口排出到其他盛铜容器中;当所述熔融粗铜全部自出铜口排出后,将所述熔融剩余铁硅渣通过出渣口倒入到具有惰性气体保护的盛渣罐中或倒入到具有氧化性气氛的盛渣罐中;
(6)铁硅渣的回收处理
在所述具有惰性气体保护的盛渣罐中,铁硅渣中夹带的少量液态金属铜在冷却过程中生成金属铜粒,冷却后破碎、重选,并去除铁硅渣中的金属铜颗粒;
在所述氧化性气氛的盛渣罐中吹送氧化性气体,使渣中氧化亚铁转变成四氧化三铁,对冷却的铁硅渣进行破碎、磁选,得到富磁铁矿和富含硅石的废渣。
2.根据权利要求1所述的基于RH炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法,其特征在于,所述铜渣由98%~100%的未贫化含铜量为1%~8%的熔炼铜渣以及0~2%的粗铅火法精炼产生的铜浮渣组成,所述的熔融金属铜为铜冶炼厂铜锍吹炼后所得液态粗铜或者为火法精炼之后的液态精炼铜;每批加入料中铜渣与金属铜重量比为2~5:1;调渣添加剂为石灰、电石渣、萤石中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的基于RH炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法,其特征在于,所述调渣添加剂由石灰和/或电石渣、萤石组成,石灰和/或电石渣的总使用量为铜渣总质量的1%~6%,萤石的用量为铜渣总质量的0.2%~3%。
4.根据权利要求1所述的基于RH炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法,其特征在于,所述的RH炉顶部设置有***真空室内的煤氧枪,所述的煤氧枪向真空室内喷吹煤粉和氧气对铜渣进行补充加热;所述RH炉真空室内的真空度为10~1000帕。
5.根据权利要求1所述的基于RH炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法,其特征在于,步骤(2)中,所述惰性驱动气体为氮气或氩气;步骤(3)中,所述氧化性气体为空气或氧气;步骤(4)中,所述还原性物质为碳粉、电石渣粉、甲烷、氯化钙、氯化钠、氯化铁中的一种或多种,载物气体介质为氮气。
6.根据权利要求1所述的基于RH炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法,其特征在于,步骤(6)中,所述惰性气体为氮气,所述氧化性气体为氧气或空气。
7.根据权利要求1所述的基于RH炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法,其特征在于,步骤(5)中,根据需要将所述熔融粗铜送去火法精炼与电解精炼,可得到纯度较高的铜;步骤(6)中,去除金属铜颗粒后剩余的铁硅渣直接作为硅铁铁合金和硅铝铁铁合金的冶炼原料;所述富磁铁矿可作为炼铁原料,富含硅石的废渣可用作建筑材料。
8.根据权利要求1所述的基于RH炉多气氛真空处理的铜渣综合利用方法,其特征在于,所述盛铜容器底部的熔融金属铜既作为铜渣感应加热的热量提供者,同时又可以作为铜渣中金属铜、镍、钴的捕集剂,使用结束后仍进入铜冶炼厂的粗铜精炼环节完成镍、钴、铁的分离回收。
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