CN104232911A - 利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法 - Google Patents

利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104232911A
CN104232911A CN201410520296.XA CN201410520296A CN104232911A CN 104232911 A CN104232911 A CN 104232911A CN 201410520296 A CN201410520296 A CN 201410520296A CN 104232911 A CN104232911 A CN 104232911A
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper
pyrite
mine tailing
purple
white matte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410520296.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104232911B (zh
Inventor
王富源
张虎
姚小龙
李立清
张晓峰
曹佐英
肖克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIYUAN XINXIN INDUSTRIAL CO LTD
Central South University
Original Assignee
JIYUAN XINXIN INDUSTRIAL CO LTD
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIYUAN XINXIN INDUSTRIAL CO LTD, Central South University filed Critical JIYUAN XINXIN INDUSTRIAL CO LTD
Priority to CN201410520296.XA priority Critical patent/CN104232911B/zh
Publication of CN104232911A publication Critical patent/CN104232911A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104232911B publication Critical patent/CN104232911B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明公开了一种利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法，包括按照铜精炼炉渣的含铜量、黄铁矿的含铜量、斑铜矿尾矿的含铜量的质量比为1∶0.006～0.01∶0.02～0.09进行配料，将铜精炼炉渣、黄铁矿和斑铜矿尾矿加入到熔炼炉中，并向熔炼炉中加入占铜精炼炉渣、黄铁矿和斑铜矿尾矿的总质量5％～19％的无烟煤，在富氧空气下熔炼生成白冰铜。本发明的方法投资规模小、能耗低、连续作业、可实现铜资源的循环利用。

Description

利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法
技术领域
本发明属于重有色冶金技术领域，涉及一种利用低品位铜矿熔炼白冰铜的方法，具体涉及一种利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法。
背景技术
金属铜的冶炼技术已有几千年的历史，发展至今日，铜已成为当今工业中仅次于钢铁、铝的第三大金属必需品。在现代铜冶炼工艺技术中，受经济指标、技术指标、环境指标等因素的影响，铜冶炼企业一方面要考虑以最少的生产成本最大限度的提高产量，另一方面，也要力求对环境的零污染。因此，其对铜冶炼工艺又提出了新的要求。
在铜冶炼过程中，白冰铜的生产是主要的冶炼工艺之一。提高白冰铜的品位，可以降低单位生产能耗，提高铜产出率，进而降低企业的生产成本。迄今为止，国内外很多企业已在富氧条件下生产出高品位的白冰铜。如美国犹他铜矿采用诺兰达法冶炼制得的白冰铜品位可达65％～70％，奥斯麦特和艾萨法所产白冰铜品位在56％～62％之间，湖南水口山冶炼厂冶炼得到的白冰铜品位在67％以上等。然而，采用上述方法存在一定的缺陷：制得的白冰铜还渣量较高，部分生产工艺的烟尘率较高，设备比较复杂。
随着社会经济的发展，世界对于铜产品的需求日益加大，有限的资源使得铜矿石的供应日趋紧张，价格不断上涨。鉴于此，利用已有尾矿进行铜冶炼，从而实现资源循环利用已成为该行业发展的趋势。国内根据原料中含铜品位高低将冶炼方法分为三种：对于铜含量大于98％的高品位铜采用一步法直接加工成铜材；对于铜含量90％～98％的较高品位的原料采用火法熔炼-精炼处理。而对于铜含量小于90％的原料则采用熔炼-火法熔炼-精炼处理。除一步法处理高品位尾矿的工艺和技术比较成熟外，其他较低品位的含铜原料处理技术都比较落后。特别是对于尾矿等铜含量只有百分之几到百分之十几的低品位铜矿，大多还采用鼓风炉等淘汰落后的工艺设备进行处理。这样能耗高、投资成本大，而且会对环境产生严重的污染。
对于低品位铜矿的处理至今还没有一个有效的办法。国外有少数几家公司尝试对低品位铜矿的进行处理，如德国的凯撒冶炼厂、美国柯麦柯厂、南阿斯顿厂等，但由于投资较大、能耗偏高、间歇作业、操作频繁、冶炼炉寿命短、渣含铜量高等缺点，这些处理技术至今还没有获得大范围的推广。因此，亟需寻求一种新的方法来处理低品位的铜矿。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种投资规模小、能耗低、连续作业、可实现铜资源循环利用的利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种利用铜精炼炉渣-黄铁矿--斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法，包括以下步骤：按照铜精炼炉渣的含铜量、黄铁矿的含铜量、斑铜矿尾矿的含铜量的质量比为1∶0.006～0.01∶0.02～0.09进行配料，将铜精炼炉渣、黄铁矿和斑铜矿尾矿加入到熔炼炉中，并向熔炼炉中加入占铜精炼炉渣、黄铁矿和斑铜矿尾矿的总质量5％～19％的无烟煤，在富氧空气下熔炼生成白冰铜。
上述的方法中，优选的，所述铜精炼炉渣的含铜量、黄铁矿的含铜量、斑铜矿尾矿的含铜量的质量比为1∶0.006～0.007∶0.02～0.09。
上述的方法中，优选的，所述熔炼过程中，所述熔炼炉的炉温控制在1130℃～1210℃。
上述的方法中，优选的，所述富氧空气中氧气的体积浓度为60％～95％。
上述的方法中，优选的，所述斑铜矿尾矿的铜含量(即铜的质量分数，下同)为5.5％～20％。
上述的方法中，优选的，所述斑铜矿尾矿的粒度控制在55mm～100mm。
本发明的方法中所涉及的主要化学反应如下：
2Cu+O2＝2CuO             ΔG＝-211.132kJ/mol(部分反应)      (1)
2CuO+C＝2Cu+CO2          ΔG＝-515.702kJ/mol                (2)
2Cu+FeS＝Cu2S+Fe         ΔG＝-21.62kJ/mol                  (3)
Fe+Fe3O4＝4FeO           ΔG＝-63.62kJ/mol                  (4)
2FeO+SiO2＝2FeO·SiO2    ΔG＝-135.6kJ/mol                  (5)
总反应为：
2Cu+O2+C+FeS+Fe3O4+SiO2＝Cu2S+2FeO·SiO2+CO2+2FeO
从上述化学反应关系式看出，首先，一部分单质铜与氧气发生反应生成氧化铜，同时，一部分单质铜与硫化亚铁反应生成白冰铜。之后，生成的氧化铜与斑铜矿尾矿中含有的氧化铜一起与无烟煤反应生成单质铜。生成的单质铜再次与硫化亚铁(FeS)反应，生成白冰铜，并将四氧化三铁(Fe3O4)还原为低价态的氧化亚铁(FeO)。最后，利用氧化亚铁与石英进行造渣，使得渣与白冰铜分离。由此可见，在上述反应过程中，不但可以实现还原白冰铜中的FeS，提高白冰铜的品位，而且可以回收斑铜矿尾矿等低品位铜矿中的铜元素，实现了铜元素的资源循环利用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.本发明的白冰铜制造过程中，加入了黄铁矿和斑铜矿尾矿，利用黄铁矿提供了FeS的来源，FeS的充足使得反应(2)生成的Cu转化成Cu2S的转化率提高，Cu回收率提高。本发明将铜精炼炉渣、黄铁矿和斑铜矿尾矿按照一定比例进行混合，可以有效实现斑铜矿尾矿中低品位铜的回收。
2.本发明方法中所加入的低品位斑铜矿尾矿中的铜可以通过碳进行还原，节省了处理斑铜矿尾矿所需要的设施投资。
3.本发明的白冰铜制造过程中所存在的反应均为放热反应，因此，可以充分利用反应过程中的反应热，减少冷铜料熔化所需要的燃料量，从而降低单位生产量的能耗。
4.本发明的白冰铜制造过程中的单质铜同时来源于铜精炼炉渣与斑铜矿尾矿，因此，可以促使单质铜与硫化亚铁、四氧化三铁等磁性铁材料反应，进一步降低渣中的铜含量。
5.在传统的冶炼过程中，由于锍与炉渣相互溶解度很小且密度不同，所以需要不断地摆动转炉倾倒炉渣，延长了工作周期，增加了劳动强度。而本发明的方法可以实现一次造渣，缩短了生产周期，降低了劳动强度。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
将铜精炼炉渣、黄铁矿与斑铜矿尾矿按照一定的含铜比例混合熔炼，同时加入一定量的无烟煤作为反应物与燃料，在富氧条件下熔炼生成白冰铜。
实施例1：
一种本发明的利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法，其所用到的铜精炼炉渣、黄铁矿、斑铜矿尾矿的成分如下，含量均表示该元素的质量分数：
铜精炼炉渣成分为：
黄铁矿(黄铁矿主要作用在于提供FeS)成分为：
元素 Fe S Cu 其它
含量％ 40.11 52.37 0.55 6.97
斑铜矿尾矿成分为：
元素 Cu 其它
含量％ 8.47 91.53
无烟煤成分为：
成分 固定碳 挥发分 灰分 合计
含量％ 72.33 11.78 15.89 100
按照铜精炼炉渣的含铜量、黄铁矿的含铜量、斑铜矿尾矿的含铜量的质量比为1∶0.007∶0.04进行配料，斑铜矿尾矿的粒度控制在55mm～100mm。在顶吹炉中加入20t/h铜精炼炉渣、6.88t/h黄铁矿碎料(可以采用浮选富集过的黄铁矿碎料)以及2.92t/h的斑铜矿尾矿，同时加入3t/h无烟煤，鼓入60000m3/h氧气体积浓度为65％的富氧空气，并加入4.0t/h的石英石(含SiO293％)。富氧空气从顶部喷入熔池，炉内的温度控制在1130℃～1210℃。采用连续的排渣和每间隔40min放冰铜20min的排放制度。熔炼生成的白冰铜成分为：Cu 72.5％，Fe 4.8％，S 18.7％。
通过上述本实施例的方法，可以达到年处理15万吨铜精炼炉渣的同时，可附带处理2.2万吨的斑铜矿尾矿。冰铜的品位可以提升至72.5％。
实施例2：
一种本发明的利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法，其所用到的铜精炼炉渣、黄铁矿、斑铜矿尾矿的成分如下：
铜精炼炉渣成分为：
黄铁矿(黄铁矿主要作用在于提供FeS)成分为：
元素 Fe S Cu 其它
含量％ 44.11 53.31 0.45 2.13
斑铜矿尾矿成分为：
元素 Cu 其它
含量％ 14.23 85.77
无烟煤成分为：
成分 固定碳 挥发分 灰分 合计
含量％ 72.33 11.78 15.89 100
按照铜精炼炉渣的含铜量、黄铁矿的含铜量、斑铜矿尾矿的含铜量的质量比为1∶0.006∶0.086进行配料，斑铜矿尾矿的粒度控制在55mm～100mm。在卧式氧气底吹炉加入6t/h铜精炼炉渣、2.13t/h的黄铁矿以及0.92t/h的斑铜矿尾矿，同时加入0.75t无烟煤，鼓入7000m3/h氧体积浓度为75％的富氧空气，并加入1.1t/h的石英石(含SiO293％)。富氧空气采用氧枪从底部喷入熔池，炉内的温度控制在1170℃～1210℃。采用连续的排渣和连续虹吸冰铜排放制度。熔炼生成的白冰铜成分为：Cu 76.5％，Fe 1.6％，S 19.1％。
通过上述本实施例的方法，可以达到年处理5万吨铜精炼炉渣的同时，可附带处理0.8万吨的斑铜矿尾矿。冰铜的品位可以提升至76.5％。
上述实施例中，石英石是用于白冰铜制成后的制渣过程，以实施例1为例，由反应(5)可知，渣为2FeO·SiO2，经计算，加入黄铁矿和铜精炼炉渣中的Fe物质的量共为11.33×104mol；目前国内多使用含SiO290％以上的石英石，本实施例取93％，则加入石英石含SiO2物质的量为6.2×104mol，两者之比约为2∶1。实际生产中，石英石用量并不严格，允许用量误差。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法，包括以下步骤：按照铜精炼炉渣的含铜量、黄铁矿的含铜量、斑铜矿尾矿的含铜量的质量比为1∶0.006～0.01∶0.02～0.09进行配料，将铜精炼炉渣、黄铁矿和斑铜矿尾矿加入到熔炼炉中，并向熔炼炉中加入占铜精炼炉渣、黄铁矿和斑铜矿尾矿的总质量5％～19％的无烟煤，在富氧空气下熔炼生成白冰铜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铜精炼炉渣的含铜量、黄铁矿的含铜量、斑铜矿尾矿的含铜量的质量比为1∶0.006～0.007∶0.02～0.09。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔炼过程中，所述熔炼炉的炉温控制在1130℃～1210℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述富氧空气中氧气的体积浓度为60％～95％。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述斑铜矿尾矿的铜含量为5.5％～20％。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述斑铜矿尾矿的粒度控制在55mm～100mm。
CN201410520296.XA 2014-09-30 2014-09-30 利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法 Active CN104232911B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410520296.XA CN104232911B (zh) 2014-09-30 2014-09-30 利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410520296.XA CN104232911B (zh) 2014-09-30 2014-09-30 利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104232911A true CN104232911A (zh) 2014-12-24
CN104232911B CN104232911B (zh) 2016-08-17

Family

ID=52221800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410520296.XA Active CN104232911B (zh) 2014-09-30 2014-09-30 利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104232911B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104651624A (zh) * 2015-03-19 2015-05-27 岑溪市东正动力科技开发有限公司 废杂铜的冶炼方法
CN110284008A (zh) * 2019-07-30 2019-09-27 易门铜业有限公司 一种复杂难处理铜精矿的多级物料混配方法
CN113046571A (zh) * 2021-03-08 2021-06-29 易门铜业有限公司 一种降低铜矿熔炼过程中产生磁性铁的熔炼系统及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101845555A (zh) * 2010-06-13 2010-09-29 云南铜业(集团)有限公司 一种废杂铜和铜精矿混合熔炼产出白冰铜的方法
CN103725896A (zh) * 2013-12-13 2014-04-16 金川集团股份有限公司 一种铜镍硫化精矿的火法冶炼方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101845555A (zh) * 2010-06-13 2010-09-29 云南铜业(集团)有限公司 一种废杂铜和铜精矿混合熔炼产出白冰铜的方法
CN103725896A (zh) * 2013-12-13 2014-04-16 金川集团股份有限公司 一种铜镍硫化精矿的火法冶炼方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王星等: "用旋涡熔炼法直接生产白冰铜和粗铜", 《中国有色冶金》, no. 3, 30 June 2006 (2006-06-30), pages 6 - 10 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104651624A (zh) * 2015-03-19 2015-05-27 岑溪市东正动力科技开发有限公司 废杂铜的冶炼方法
CN110284008A (zh) * 2019-07-30 2019-09-27 易门铜业有限公司 一种复杂难处理铜精矿的多级物料混配方法
CN113046571A (zh) * 2021-03-08 2021-06-29 易门铜业有限公司 一种降低铜矿熔炼过程中产生磁性铁的熔炼系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104232911B (zh) 2016-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103421955B (zh) 一种锌浸出渣处理方法
CN104232925B (zh) 多源复杂低品位铜矿混合熔炼产出白冰铜的方法
Ma Recovery of waste printed circuit boards through pyrometallurgy
CN108504875B (zh) 短流程炼铜方法
CN101845555B (zh) 一种废杂铜和铜精矿混合熔炼产出白冰铜的方法
CN108588441A (zh) 一种火法全流程清洁炼铜装置及工艺
Liu et al. Investigation into oxygen-enriched bottom-blown stibnite and direct reduction
CN104109763B (zh) 一种难处理含贵金属物料冶炼工艺
CN106521139A (zh) 一种低温还原分离含钛铁矿物制备高钛渣的方法
CN110777264A (zh) 一种适用于各种类型复杂金精矿独立冶炼的方法
CN104232911B (zh) 利用铜精炼炉渣-黄铁矿-斑铜矿尾矿混合熔炼产出白冰铜的方法
CN104152714B (zh) 一种硫化矿镍铜火法冶炼与提铁方法
CN104152675B (zh) 一种利用高硅型锡石精矿制备金属锡和硅酸钠的方法
CN103468856A (zh) 一种钢的钼合金化方法
CN104263951B (zh) 纯氧侧吹熔池熔炼旋转炉处理铜浮渣的方法
CN103757165B (zh) 一种高铁铝土矿高炉冶炼有价组元综合利用方法
CN107858530A (zh) 一种硫化锑矿富氧熔炼方法
CN108411123A (zh) 一种利用“双底吹炉”搭配处理复杂低品位铅锑物料的方法
CN109385521B (zh) 一种铅锑混合矿富氧熔池低温氧化熔炼的生产工艺
CN102031382B (zh) 转炉铜渣脱铜的方法
CN101280368B (zh) 一种采用富氧空气的锑鼓风炉熔炼方法
Gao et al. Situation and technology progress of lead smelting in China
CN201382694Y (zh) 双熔池还原镍渣氧煤枪喷吹炉
CN212247151U (zh) 射流熔炼电热还原炉
CN108342589B (zh) 一种高砷金矿焙砂热态配入铅冶炼系统底吹还原炉的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant