CN108707756A - 一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法，属于冶金废弃物综合利用技术领域。将铜烟尘酸浸渣进行配料，制成符合富氧侧吹还原熔炼炉熔炼的砖料，无需脱硫工艺便可投入富氧侧吹还原熔炼炉直接进行还原熔炼，得到一次粗铅、一次铅冰铜、炉渣和含尘烟气；将还原熔炼得到的一次铅冰铜用富氧侧吹还原熔炼炉进行富集熔炼，得到二次粗铅、二次铅冰铜、炉渣和含尘烟气，在此处理过程中，铜烟尘中含有的Bi、Sn、Ag、Au等其他有价金属会进入粗铅部分，在后续精炼过程中进行分离回收。本发明提供的铜烟尘综合处理方法，处理工艺简单，综合回收效率高，使用设备少，处理成本较低。

Description

一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法
技术领域
本发明属于冶金废弃物综合利用技术领域，具体涉及一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法。
背景技术
铜冶炼技术是指由铜矿石经过多种工艺步骤，得到精铜的过程，铜冶炼过程中，艾萨炉、转炉、电炉的烟气产生的烟尘，通常含有Cu、Pb、Zn、Bi等多达9种以上的有价金属，化学成分复杂、难处理、环境污染等特点，属于危险废弃物。铜烟尘如果直接返回铜冶炼***，则不仅大大增加入炉原料的杂质含量，恶化炉况，降低炉子的处理能力。铜烟尘处理时，一般需要先进行焙烧步骤脱硫后再进行处理，现有技术存在一些问题：1、有价元素综合回收率较低，回收成本较高；2、产品市场空间有限；3、存在潜在的环保隐患。因此，急需开发一种铜烟尘的综合处理方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法，该方法投入低，采用一种设备即可实现铜烟尘的综合处理，处理工艺简单，处理后可以将铜烟尘中的铅和铜有效分离，为后续精炼提供了便利条件。
一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法，将铜烟尘进行酸浸后得到酸浸渣，使用富氧侧吹还原熔炼炉进行综合处理，按照以下步骤进行：
A制备砖料
将铜烟尘酸浸渣干燥后，与焦粉、石灰、铁粉、其他含金属废弃料及污水处理板框渣配料，粉碎后制成砖料；焦粉的加入量为酸浸渣重量的2-5%，石灰的加入量为酸浸渣重量的5-8%，铁粉的加入量为酸浸渣重量的10-15%，制成的砖料含铅量≥20%。
配料中焦粉为焦炭原料的碎粉，如果直接加入富氧侧吹还原熔炼炉会被风带走，利用率不高，添加到砖料中，实现了原材料的充分利用。铁粉和石灰作为造渣剂加入，此三种配料需要根据酸浸渣及其他含金属废弃料及污水处理板框渣成分确定配比，保证砖料中含铅量≥20%，保证富氧侧吹还原熔炼炉生产在一定时间内稳定运行。
砖料的块度和强度影响物料的均匀透气性，从而影响富氧侧吹还原熔炼炉还原熔炼速度和效率，因此需要选择合适的块度和强度。
B还原熔炼
将制好的砖料加入富氧侧吹还原熔炼炉，同时加入熔剂、除铜渣、焦炭，从风口以2.0-10.0kPa压力喷入富氧空气，富氧空气加入量为40-80 m3/min，炉内温度控制在1100-1300℃，还原熔炼3-4h，砖料中的硫酸铅大部分转变成一次粗铅，从出铅口放出一次粗铅和一次铅冰铜，一次铅冰铜铸块，出渣口放炉渣，同时产生高温烟气，烟气收尘后达标排放。
还原熔炼时，砖料在富氧侧吹还原熔炼炉料柱由上而下移动时，发生一系列物理化学反应过程和热交换过程，大部分硫酸铅被还原成硫化铅，这一过程主要影响因素温度和炉气成分，温度与炉气成分与焦炭的质量、渣型、风口的进风量和风压都有关系，其中，渣型决定了炉渣的熔点和粘度，因此需要根据还原熔炼的物料确定各项指标。在熔炼过程中，分析烟气成分、测定炉顶烟气温度，也能反向的反应富氧侧吹还原熔炼炉中的反应情况，从而及时调整相关参数，一般烟气成分CO/CO2在0.2-0.5范围，炉顶烟气温度为100-350℃，富氧侧吹还原熔炼炉中还原熔炼过程正常。
C富集熔炼
将步骤C中的一次铅冰铜块料返加入富氧侧吹还原熔炼炉，同时加入铁屑和焦炭，从风口以1.0-6.0kPa压力喷入富氧空气，富氧空气加入量为35-75 m3/min，炉内温度控制在1100-1300℃，熔炼1-4h，富集熔炼得到二次粗铅和二次铅冰铜，从出铅口放出二次粗铅和二次铅冰铜，出渣口放出炉渣，同时产生高温烟气，烟气收尘后达标排放。
富集熔炼的目的是降低一次铅冰铜的铅含量，提高铜含量。加入铁屑将一次铅冰铜中的铅置换出来，得到一次粗铅和二次铅冰铜。
进一步的，步骤A制备的砖料块度为50-120mm重量比例不少于75%，砖料水分含量不大于25%，砖料强度为从1.5米的高度三次自然落至水泥地面后块度小于10mm的重量比例小于15%。
进一步的，所述富氧空气含氧量为22-24%。
进一步的，步骤B中加入的熔剂为石英石和石灰石，石英石和石灰石加入量分别为砖料重量的0-5%，除铜渣为砖料重量的0-2%，焦炭量为砖料重量的18-22%。
进一步的，步骤C中铁屑加入量为一次铅冰铜重量的1-3%，焦炭加入量为一次铅冰铜重量的12-18%。
进一步的，步骤 B中炉渣渣型为氧化铁含量20-28%、二氧化硅含量20-30%、氧化钙10-18%，炉渣含铅量1.5-10%。
进一步的，步骤B中一次粗铅品位为60-75%，一次铅冰铜含铜量≥15%。
进一步的，步骤C中二次铅冰铜含铜量≥18%。
本发明处理的铜烟尘酸浸渣物料含铅主要形态为硫酸铅，无需进行脱硫工艺，制砖料后便可在富氧侧吹还原熔炼炉中直接还原，一次还原便可以得到一次粗铅、一次铅冰铜、炉渣和含尘烟气，再将一次铅冰铜用富氧侧吹还原熔炼炉进行富集熔炼，得到二次粗铅、二次铅冰铜、滤渣和含尘烟气，在此处理过程中，铜烟尘中含有的Bi、Sn、Ag、Au等其他有价金属会进入粗铅部分，在后续精炼过程中进行分离回收。本发明通过一种设备便可以实现铜烟尘的综合处理，实现了铜烟尘中有价金属的有效回收，工艺简单，投入成本低。
附图说明
图1 酸浸渣砖料富氧侧吹还原熔炼炉还原冶炼的工艺流程图
图2 一次铅冰铜富氧侧吹还原熔炼炉富集熔炼工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法，将铜烟尘进行酸浸（硫酸）后得到酸浸渣，使用富氧侧吹还原熔炼炉进行综合处理，按照以下步骤进行：
A制备砖料
将铜烟尘酸浸渣干燥后，加入酸浸渣重量2-5%的焦粉、5-8%石灰、10-15%的铁粉、与其他含金属废弃料及污水处理板框渣配料，粉碎后制成砖料，控制砖料含铅量≥20%，砖料块度为50-120mm重量比例不少于75%，砖料水分含量不大于25%，砖料强度为从1.5米的高度三次自然落至水泥地面后块度小于10mm的重量比例小于15%。
B还原熔炼
将制好的砖料加入富氧侧吹还原熔炼炉，同时加入砖料重量0-5%的石英石和0-5%的石灰石作为熔剂、砖料重量的0-2%除铜渣、砖料重量的18-22%焦炭，从风口以2.0-10.0kPa压力喷入氧气含量为22-24%的富氧空气，富氧空气加入量为40-80 m3/min，炉内温度控制在1100-1300℃，还原熔炼3-4h，砖料中的硫酸铅大部分转变成一次粗铅，从出铅口放出一次粗铅（品位为60-75%）和一次铅冰铜（含铜量≥15%），一次铅冰铜铸块，出渣口放炉渣（渣型为氧化铁含量20-28%、二氧化硅含量20-30%、氧化钙10-18%，炉渣含铅量1.5-10%），同时产生高温烟气，烟气收尘后达标排放；
C富集熔炼
将步骤C中的一次铅冰铜块料返加入富氧侧吹还原熔炼炉，同时加入一次那铅冰铜重量1-3%的铁屑和12-18%的焦炭，从风口以1.0-6.0kPa压力喷入氧气含量为22-24%的富氧空气，富氧空气加入量为35-75 m3/min，炉内温度控制在1100-1300℃，熔炼1-4h，熔炼得到二次粗铅和二次铅冰铜（含铜量≥18%），从出铅口放出二次粗铅和二次铅冰铜，出渣口放出炉渣，同时产生高温烟气，烟气收尘后达标排放。

Claims (8)

1.一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法，将铜烟尘进行酸浸后得到酸浸渣，使用富氧侧吹还原熔炼炉进行综合处理，其特征在于，按照以下步骤进行：
A制备砖料
将铜烟尘酸浸渣干燥后，与焦粉、石灰、铁粉、其他含金属废弃料及污水处理板框渣配料，粉碎后制成砖料；焦粉的加入量为酸浸渣重量的2-5%，石灰的加入量为酸浸渣重量的5-8%，铁粉的加入量为酸浸渣重量的10-15%，制成的砖料含铅量≥20%；
B还原熔炼
将制好的砖料加入富氧侧吹还原熔炼炉，同时加入熔剂、除铜渣、焦炭，从风口以2.0-10.0kPa压力喷入富氧空气，富氧空气加入量为40-80 m3/min，炉内温度控制在1100-1300℃，还原熔炼3-4h，砖料中的硫酸铅大部分转变成一次粗铅，从出铅口放出一次粗铅和一次铅冰铜，一次铅冰铜铸块，出渣口放炉渣，同时产生高温烟气，烟气收尘后达标排放；
C富集熔炼
将步骤C中的一次铅冰铜块料返加入富氧侧吹还原熔炼炉，同时加入铁屑和焦炭，从风口以1.0-6.0kPa压力喷入富氧空气，富氧空气加入量为35-75 m3/min，炉内温度控制在1100-1300℃，熔炼1-4h，富集熔炼得到二次粗铅和二次铅冰铜，从出铅口放出二次粗铅和二次铅冰铜，出渣口放出炉渣，同时产生高温烟气，烟气收尘后达标排放。
2.根据权利要求1所述的一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法，其特征在于：步骤A制备的砖料块度为50-120mm重量比例不少于75%，砖料水分含量不大于25%，砖料强度为从1.5米的高度三次自然落至水泥地面后块度小于10mm的重量比例小于15%。
3.根据权利要求1所述的一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法，其特征在于：所述富氧空气含量量为22-24%。
4.根据权利要求1所述的一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法，其特征在于：步骤B中加入的熔剂为石英石和石灰石，石英石和石灰石加入量均为砖料重量的0-5%，除铜渣加入量为砖料重量的0-2%，焦炭量为砖料重量的18-22%。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法，其特征在于：步骤C中铁屑加入量为一次铅冰铜重量的1-3%，焦炭加入量为一次铅冰铜重量的12-18%。
6.根据权利要求1所述的一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法，其特征在于：步骤 B中炉渣渣型为氧化铁含量20-28%、二氧化硅含量20-30%、氧化钙10-18%，炉渣含铅量1.5-10%。
7.根据权利要求1所述的一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法，其特征在于：步骤B中一次粗铅品位为60-75%，一次铅冰铜含铜量≥15%。
8.根据权利要求1所述的一种用富氧侧吹还原熔炼炉综合处理铜烟尘的方法，其特征在于：步骤C中二次铅冰铜含铜量≥18%。
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