CN106591592A - 一种富冶熔炼炉及处理多金属复杂金铜矿的处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种富冶熔炼炉及一种处理多金属复杂金铜矿的处理工艺，所述的处理工艺包括配料工序、富冶熔炼、金铜锍吹炼、载金粗铜火法精炼、载金阳极板电解精炼、稀贵金属综合回收、熔（吹）炼炉渣选矿、烟气制酸8个工序组成，该处理工艺能显著提高金、银、铜的回收率，还能将原料中伴生的铁、硫、二氧化硅进行综合回收和资源化利用，为现有黄金冶炼企业的转型升级提供了一条可靠的出路。

Description

一种富冶熔炼炉及处理多金属复杂金铜矿的处理工艺

技术领域

本发明涉及冶金设备领域及黄金冶炼工艺技术，特别是一种处理含有铜、硫、碳等各种共生伴生元素难处理复杂金铜矿的富冶熔炼炉及处理工艺。

背景技术

伴随着科技的进步，人类对金、银、铜等各种金属的需求也迅猛的增加，地球上相对单一且品位较高的铜及黄金矿产资源经过多年的开采已十分稀缺，而含有铜、铁、硫、碳等各种共生、伴生元素的硫铁金精矿及含金、银较高的低品位金铜矿原料却很丰富。目前，黄金冶炼企业通常采用“生物氧化”或“沸腾焙烧—氰化浸出提金工艺”来处理复杂金精矿原料，这两种工艺虽然比较成熟，但其规模小、对原料适应性差、金属回收率低，原料中伴生的铜、铁、硫均不能很好的进行综合回收，环境治理十分困难，且尾砂也很难进行处理。因此，现有的黄金冶炼技术已不能适应原料市场的变化，黄金冶炼企业迫切需要技术升级改造，以实现资源的有效利用和综合回收。

发明内容

针对目前国际市场上含有铜、硫、碳等各种共生及伴生元素难处理复杂金铜矿产资源较多，而现有黄金冶炼工艺对原料适应性较差、有价金属回收率低的难题，本发明提供一种熔炼炉及用其处理多金属复杂金铜矿的处理工艺，不仅能显著提高金、银、铜的回收率，还能将原料中伴生的铁、硫、二氧化硅进行综合回收和资源化利用，为现有黄金冶炼企业的转型升级提供了一条可靠的出路。

为实现发明目的，本发明采取如下的技术方案：

一种富冶熔炼炉，包括炉体、烟道、加料口、虹吸排放口及炉渣排放口，其特征在于炉体内隔墙将炉体分为反应室和分离室，烟道位于反应室顶部，加料口位于反应室顶部烟道两边，便于均匀加料；反应室上部两侧墙各设一排二次风口，从中鼓入空气用于燃烧单体硫及一氧化碳，反应室下部两侧墙各设有一排一次风口，氧浓在75～85%左右的高富氧空气从一次风口鼓入富冶熔炼炉内参与熔炼反应；所述的分离室由设在炉体端头的虹吸排放口、设在侧部的炉渣排放口及设在上部的加热电极组成。

作为优选方案之一，所述烟道为膜式壁烟道，其横截面为矩形，烟道位于反应室顶部中间部位，便于熔炼反应产出的烟气从反应室顺利排出，模式壁烟道作为熔炼炉后面余热锅炉的一部分，相比传统的砖烟道，更有利于高温烟气中热量的回收利用。

作为优选方案之二，炉体反应室两边各设一个分离室，分离室的增加有利于增加金铜锍和炉渣的沉降分离时间，缩短金铜锍和炉渣的排放时间。

本发明的另一目的还涉及一种处理多金属复杂金铜矿的处理工艺，采取如下的技术方案：

一种处理多金属复杂金铜矿的处理工艺，包括如下工序：

1）配料工序：将不同种类的各种复杂金铜矿、低品位含铜废料、返炉渣精矿、返炉烟尘、还原焦粉、石英石造渣熔剂等原料进行混合配料；

2）熔炼工序：使用如上所述的熔炼炉进行熔炼工序，将配比好的混合料从熔炼炉的加料口加入到炼炉中，在熔炼炉内迅速完成加热、脱水、熔化、氧化、造渣等反应过程，混合料中的金、银、铂、钯、硒、碲、铜全部富集于金铜锍中，从设在分离室端头的虹吸金铜锍排放口放出送金铜锍吹炼工序；混合料中的硫生成二氧化硫，随着1250℃左右高温烟气经熔炼炉的膜式壁烟道和余热锅炉回收余热后，再通过电收尘捕集烟尘后送制酸工序；混合料中的铅、锌等低沸点金属则氧化挥发通过烟尘予以富集回收；混合料中剩余的铁和脉石成分则和加入的石英熔剂一起反应生成炉渣，为进一步提高综合回收率，将反应生成的熔炼渣从设在分离室侧墙的炉渣排放口排出，由渣包车送炉渣选矿系统；

3）金铜锍吹炼工序：将熔炼炉产出的金铜锍、石英石熔剂一起在吹炼炉内与鼓入的富氧空气进行造渣反应，反应生成含铜品位在98.5%以上的载金粗铜，金铜锍中的金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属全部富集于载金粗铜中；金铜锍中的硫继续生成二氧化硫，随高温烟气经余热锅炉回收热量后，再经沉尘室及电收尘器进一步收集烟尘后送制酸工序；金铜锍中的铁和加入的石英熔剂一起形成吹炼炉渣，由渣包车送炉渣选矿系统；

4）载金粗铜火法精炼工序：将金铜锍吹炼工序产出的载金粗铜加入火法精炼炉内，通过鼓入压缩空气和天然气分别进行氧化、还原反应，进一步出去杂质后浇铸成含铜品位达到99%以上载金阳极板，载金粗铜中的金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属全部富集于载金阳极板中；反应过程产出的少量炉渣返回金铜锍吹炼工序处理；

5）载金阳极板电解精炼工序：载金阳极板经过阳极整形后放入电解槽，阳极中的铜溶解后吸附到阴极片上，由吊车送至阴极洗涤剥片机组，剥下的阴极铜经称量打包后入库外售；载金阳极中的金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属全部沉降到电解槽底部，形成阳极泥；

6）稀贵金属综合回收工序：将富含金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属的阳极泥在稀贵金属综合回收工序分别进行分离，各自形成最终的产品；

7）熔（吹）炼炉渣选矿工序：将产出的熔（吹）炼渣经还冷、破碎后进行浮选，将炉渣中夹带的金、铜浮选出来形成渣精矿返回富冶熔炼炉处理，将炉渣中的铁浮选出来形成铁精矿外售钢铁生产企业，剩余的尾矿外售给水泥厂做建材原料；

8）烟气制酸工序：富冶熔炼工序和金铜锍吹炼工序产出的二氧化硫烟气在制酸工序先转化为三氧化硫，然后生产出浓度为98%的浓硫酸外售。

作为优选，所述步骤1）混合料Fe：SiO₂控制在1.1～1.3之间。

本发明处理工艺将各种多金属复杂金铜矿、石英石造渣熔剂、低品位含铜废料、铜精矿等混合原料加入到富冶熔炼炉中，利用锍是金、银良好捕集剂这一特性，将原料中的金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属和铜富集于金铜锍中，与脉石及贱金属矿物分离，产出多金属的金铜锍后通过金铜锍吹炼—火法精炼—电解精炼—稀贵金属综合回收等工序分别进行回收和提纯；原料中的硫生成二氧化硫送往烟气制酸工序生产硫酸；原料中的铁和二氧化硅生成炉渣，再将产出的炉渣经缓冷后送炉渣选矿工序进一步回收从炉渣中带走的少量金、银、铜、铁等有价金属，剩余的浮选尾矿给水泥厂做原料。此工艺方案不仅能显著提高金、银、铜的回收率，还能将原料中伴生的铁、硫、二氧化硅进行综合回收和资源化利用。

本发明提供的处理多金属复杂金铜矿的处理工艺，具有如下优势：

1)处理规模大：现有黄金冶炼企业通常采用的“生物氧化”或“沸腾焙烧—氰化浸出提金”处理工艺规模通常只有几万吨，本发明采用熔炼炉进行熔炼工序单系统处理能力可达100万吨/年以上。

2)原料适应性和综合回收能力强：现有黄金冶炼工艺对多金属复杂金铜矿原料适应性差，原料中伴生的铜、铁、硫均不能很好的进行综合回收；本发明提供的一种处理多金属复杂金铜矿的工艺技术不仅能将原料中的金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属和铜全部提取出来，还能将其中的硫提取出来制硫酸，将其中的铁提取出来生产铁精矿，剩余的物质集中到渣选尾矿中作为建材的原料，从而实现了资源的有效回收。

3)金属回收率高：本发明提供的一种处理多金属复杂金铜矿的工艺技术利用锍和铜是稀贵金属良好捕集剂这一特性，通过富冶熔炼炉及后续工序将有价和稀贵金属全部富集到阳极泥中，且通过炉渣选矿工序将从炉渣中夹带出去的有价和稀贵金属再一次回收，从而使金属回收率的水平远远高于现有黄金冶炼工艺。

4)环保好：现有黄金冶炼企业通常采用的“生物氧化”或“沸腾焙烧—氰化浸出提金”处理工艺产出的废水和废渣都很难处理，环境污染严重；本发明提供的一种处理多金属复杂金铜矿的工艺技术采用火法处理工艺，生产过程没有废水产生，浮选出来的尾渣作为水泥厂的建材原料，熔炼过程中产生的含硫烟气用来生产硫酸；环保方面具有明显的优势。

附图说明

图1是本发明的富冶熔炼炉的结构示意图；

图2 是本发明进行处理多金属复杂金铜矿的处理工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

实施例1

如图1所示的一种富冶熔炼炉，包括炉体、膜式壁烟道1、加料口2、虹吸排放口3及炉渣排放口4，炉体内隔墙将炉体分为反应室5和位于反应室两边的各一分离室6；所述膜式壁烟1道位于反应室5顶部中间部位，便于熔炼反应产出的烟气从反应室顺利排出；加料口2位于反应室顶部膜式壁烟道1两边，便于均匀加料；反应室5上部两侧墙各设一排二次风口7，从中鼓入空气用于燃烧单体硫及一氧化碳，反应室5下部两侧墙各设有一排一次风口8，氧浓在75～85%左右的高富氧空气从一次风口鼓入富冶熔炼炉参与熔炼反应；所述的分离室6由设在炉体端头的虹吸排放口6、设在侧部的炉渣排放口4及设在上部的加热电极9组成，虹吸排放口3为虹吸金铜锍排放口。

实施例2

如图2所示的一种处理多金属复杂金铜矿的处理工艺，包括如下工序：

1）配料工序：将不同种类的各种复杂金铜矿、低品位含铜废料、返炉渣精矿、返炉烟尘、还原焦粉、石英石造渣熔剂等原料进行混合配料，要求混合料Fe：SiO₂控制在1.1～1.3之间；

2）熔炼工序：使用如权利要求1至2任一所述的熔炼炉进行熔炼工序，将配比好的混合料从熔炼炉的加料口加入到炼炉中，在熔炼炉内迅速完成加热、脱水、熔化、氧化、造渣等反应过程，混合料中的金、银、铂、钯、硒、碲、铜全部富集于金铜锍中，从设在分离室端头的虹吸金铜锍排放口放出送金铜锍吹炼工序；混合料中的硫生成二氧化硫，随着1250℃左右高温烟气经熔炼炉的膜式壁烟道和余热锅炉回收余热后，再通过电收尘捕集烟尘后送制酸工序；混合料中的铅、锌等低沸点金属则氧化挥发通过烟尘予以富集回收；混合料中剩余的铁和脉石成分则和加入的石英熔剂一起反应生成炉渣，为进一步提高综合回收率，将反应生成的熔炼渣从设在分离室侧墙的炉渣排放口排出，由渣包车送炉渣选矿系统；

3）金铜锍吹炼工序：将熔炼炉产出的金铜锍、石英石熔剂一起在吹炼炉内与鼓入的富氧空气进行造渣反应，反应生成含铜品位在98.5%以上的载金粗铜，金铜锍中的金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属全部富集于载金粗铜中；金铜锍中的硫继续生成二氧化硫，随高温烟气经余热锅炉回收热量后，再经沉尘室及电收尘器进一步收集烟尘后送制酸工序；金铜锍中的铁和加入的石英熔剂一起形成吹炼炉渣，由渣包车送炉渣选矿系统；

4）载金粗铜火法精炼工序：将金铜锍吹炼工序产出的载金粗铜加入火法精炼炉内，通过鼓入压缩空气和天然气分别进行氧化、还原反应，进一步出去杂质后浇铸成含铜品位达到99%以上载金阳极板，载金粗铜中的金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属全部富集于载金阳极板中；反应过程产出的少量炉渣返回金铜锍吹炼工序处理；

5）载金阳极板电解精炼工序：载金阳极板经过阳极整形后放入电解槽，阳极中的铜溶解后吸附到阴极片上，由吊车送至阴极洗涤剥片机组，剥下的阴极铜经称量打包后入库外售；载金阳极中的金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属全部沉降到电解槽底部，形成阳极泥；

6）稀贵金属综合回收工序：将富含金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属的阳极泥在稀贵金属综合回收工序分别进行分离，各自形成最终的产品；

7）熔（吹）炼炉渣选矿工序：将产出的熔（吹）炼渣经还冷、破碎后进行浮选，将炉渣中夹带的金、铜浮选出来形成渣精矿返回富冶熔炼炉处理，将炉渣中的铁浮选出来形成铁精矿外售钢铁生产企业，剩余的尾矿外售给水泥厂做建材原料；

8）烟气制酸工序：富冶熔炼工序和金铜锍吹炼工序产出的二氧化硫烟气在制酸工序先转化为三氧化硫，然后生产出浓度为98%的浓硫酸外售。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (6)

1.一种富冶熔炼炉，包括炉体、烟道、加料口、虹吸排放口及炉渣排放口，其特征在于炉体内隔墙将炉体分为反应室和分离室，烟道位于反应室顶部，加料口位于反应室顶部烟道两边，便于均匀加料；反应室上部两侧墙各设一排二次风口，从中鼓入空气用于燃烧单体硫及一氧化碳，反应室下部两侧墙各设有一排一次风口，氧浓在75～85%左右的高富氧空气从一次风口鼓入富冶熔炼炉内参与熔炼反应；所述的分离室由设在炉体端头的虹吸排放口、设在侧部的炉渣排放口及设在上部的加热电极组成。

2.根据权利要求1所述的一种富冶熔炼炉，其特征在于所述烟道位于反应室顶部中间部位，便于熔炼反应产出的烟气从反应室顺利排出。

3.根据权利要求1所述的一种富冶熔炼炉，其特征在于所述烟道为膜式壁烟道，其横截面为矩形。

4.根据权利要求1所述的一种富冶熔炼炉，其特征在于反应室两边各设一个分离室。

5.一种处理多金属复杂金铜矿的处理工艺，其特征在于包括如下工序：

1）配料工序：将不同种类的各种复杂金铜矿、低品位含铜废料、返炉渣精矿、返炉烟尘、还原焦粉、石英石造渣熔剂原料进行混合配料；

2）熔炼工序：使用如权利要求1至4任一所述的熔炼炉进行熔炼工序，将配比好的混合料从熔炼炉的加料口加入到炼炉中，在熔炼炉内迅速完成加热、脱水、熔化、氧化、造渣等反应过程，混合料中的金、银、铂、钯、硒、碲、铜全部富集于金铜锍中，从设在分离室端头的虹吸金铜锍排放口放出送金铜锍吹炼工序；混合料中的硫生成二氧化硫，随着1250℃左右高温烟气经熔炼炉的膜式壁烟道和余热锅炉回收余热后，再通过电收尘捕集烟尘后送制酸工序；混合料中的铅、锌等低沸点金属则氧化挥发通过烟尘予以富集回收；混合料中剩余的铁和脉石成分则和加入的石英石造渣熔剂一起反应生成炉渣，为进一步提高综合回收率，将反应生成的熔炼渣从设在分离室侧墙的炉渣排放口排出，由渣包车送炉渣选矿系统；

3）金铜锍吹炼工序：将熔炼炉产出的金铜锍、石英石熔剂一起在吹炼炉内与鼓入的富氧空气进行造渣反应，反应生成含铜品位在98.5%以上的载金粗铜，金铜锍中的金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属全部富集于载金粗铜中；金铜锍中的硫继续生成二氧化硫，随高温烟气经余热锅炉回收热量后，再经沉尘室及电收尘器进一步收集烟尘后送制酸工序；金铜锍中的铁和加入的石英熔剂一起形成吹炼炉渣，由渣包车送炉渣选矿系统；

4）载金粗铜火法精炼工序：将金铜锍吹炼工序产出的载金粗铜加入火法精炼炉内，通过鼓入压缩空气和天然气分别进行氧化、还原反应，进一步出去杂质后浇铸成含铜品位达到99%以上载金阳极板，载金粗铜中的金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属全部富集于载金阳极板中；反应过程产出的少量炉渣返回金铜锍吹炼工序处理；

5）载金阳极板电解精炼工序：载金阳极板经过阳极整形后放入电解槽，阳极中的铜溶解后吸附到阴极片上，由吊车送至阴极洗涤剥片机组，剥下的阴极铜经称量打包后入库外售；载金阳极中的金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属全部沉降到电解槽底部，形成阳极泥；

6）稀贵金属综合回收工序：将富含金、银、铂、钯、硒、碲等稀贵金属的阳极泥在稀贵金属综合回收工序分别进行分离，各自形成最终的产品；

7）熔（吹）炼炉渣选矿工序：将产出的熔（吹）炼渣经还冷、破碎后进行浮选，将炉渣中夹带的金、铜浮选出来形成渣精矿返回富冶熔炼炉处理，将炉渣中的铁浮选出来形成铁精矿外售钢铁生产企业，剩余的尾矿外售给水泥厂做建材原料；

8）烟气制酸工序：富冶熔炼工序和金铜锍吹炼工序产出的二氧化硫烟气在制酸工序先转化为三氧化硫，然后生产出浓度为98%的浓硫酸外售。

6.根据权利要求5所述的一种处理多金属复杂金铜矿的处理工艺，其特征在于所述步骤1）中混合料Fe：SiO₂控制在1.1～1.3之间。