CN108251637A - 一种氧化焙烧固化处理铜渣中有害元素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化焙烧固化处理铜渣中有害元素的方法，采用双层复合球团对铜渣进行氧化焙烧处理，通过控制表面固化剂的厚度、焙烧过程的氧气浓度和温度，可以对铜渣中的S、As等有害元素形成的气态氧化物进行固化处理。
Description
技术领域：
本发明涉及一种氧化焙烧固化处理铜渣中有害元素的方法，属于无机非金属材料制备领域。
背景技术：
目前世界上铜产量中80％以上是采用火法冶炼生产的，其余20％使用湿法冶金生产。我国铜产量的97％以上由火法冶炼产生，火法冶炼占主导地位，火法冶炼过程产生大量的高铁铜渣，火法冶金生产1t铜的同时产生了2.2t的铜渣，目前累计堆存已达2亿吨。这些铜渣中不仅含有30％～40％的铁以及0.5％～2％的铜，还含有一定含量的S、As、Co、Mo、Au、Ag等元素，具有较高的回收利用价值。另外，铜渣的随意堆放不仅会占用土地资源，其中的微量元素往往具有毒性，还会带来严重的环境污染问题。因此，不论是从经济效益的角度，还是从环境保护的角度，实现铜渣的合理利用意义重大。
到目前为止，铜渣的利用体现在两方面：一是回收渣中的有价金属，二是对铜渣的物理利用。研究成果如下：1)采用碳粉对含铜5％的铜渣进行选择性还原贫化，处理后弃渣中的铜含量降低至0.35％；3)采用含碳球团-转底炉工艺处理铜渣，通过预还原后续调整渣相组成并控制熔分温度和时间，获得了含铜铁水，铜的收得率大于95％，但硫、砷等有害元素主要赋存在铁水中；3)采用直接还原-磁选回收渣中铁，将铜渣与还原剂等在1200℃左右进行高温焙烧，所得产物进行破碎磁选分离。该方法虽然可以获得较高品位的铁精矿或是金属铁，铜则大部分进入尾矿中。但是均需要添加碱性氧化物(如CaO等，添加比例通常在10％-20％之间)，导致磁选后的尾矿中含有较多的硅灰石，造成了铜渣中Si和Cu资源的浪费。
总体来说，已有的铜渣处理方法中，主要是围绕Fe、Cu等元素的利用展开，但对渣中存在的S、As等有害元素的脱除及无害化处理，以及出渣所携带的显热回收等方面的研究相对较少。
发明内容：
本发明旨在要解决上述技术问题之一，提出了一种氧化焙烧固化处理铜渣中硫砷等有害元素的方法，本发明的技术方案如下：
一种氧化焙烧固化处理铜渣中硫砷等有害元素的方法，采用双层复合球团对铜渣进行氧化焙烧处理，通过控制表面固化剂的厚度、焙烧过程的氧气浓度和温度，可以对铜渣中的S、As等有害元素形成的气态氧化物进行固化处理，具体方法如下：
(1)双层复合球团制备：将铜渣磨碎后与煤粉、粘结剂混匀并加水搅拌，然后制备成一定粒度的球团，然后将球团表面包覆一层固化剂，最后进行烘干处理；
(2)双层复合球团氧化焙烧：将烘干处理后的球团在高温氧化性气氛中进行焙烧处理；
进一步地，铜渣的粒度小于50目，煤粉粒度小于50目，煤粉中碳含量与铜渣中铁氧化物中的氧含量的摩尔比不高于1.0。
进一步地，球团可以采用圆盘法或是对辊法制备，圆盘法造球所得球团粒度小于16mm，对辊法制备球团高径比为1；
进一步地，表面固化剂采用消石灰，固化剂层的厚度大于1mm小于3mm。
进一步地，烘干温度不高于150℃，烘干时间不小于1小时。
进一步地，其特征在于：焙烧时间为0.5-4小时，气氛中O2体积浓度大于5％，焙烧温度不高于1200℃。
附图说明：
图1是本发明实施例方法流程图
具体实施方式
实施例1
氧化焙烧固化处理铜渣中硫砷等有害元素的方法，采用双层复合球团对铜渣进行氧化焙烧处理，通过控制表面固化剂的厚度、焙烧过程的氧气浓度和温度，可以对铜渣中的S、As等有害元素形成的气态氧化物进行固化处理，
(1)球团制备：将铜渣磨碎后与煤粉、粘结剂混匀并加水搅拌，其中铜渣的粒度100目，煤粉粒度100目，煤粉中碳含量与铜渣中铁氧化物中的氧含量的摩尔比不高于0.8，然后采用圆盘造球法制备成粒度10mm的球团；
(2)表面包覆固化剂：将球团表面包覆一层消石灰，消石灰的层厚度为2mm，然后将该双层复合球团在25℃的室温条件下晾晒24小时，最后放入烘箱进行烘干处理，烘干温度100℃，时间4小时；
(2)复合球团的氧化焙烧：将烘干处理后的球团在高温氧化性气氛中进行焙烧处理，控制焙烧时间为1.5小时，气氛中O2体积浓度15％，焙烧温度1000℃。
采用上述处理方法对铜渣进行处理后，渣中含有的硫砷等有害元素脱除率大于80％，表面包覆层对硫砷的固化率大于80％。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种氧化焙烧固化处理铜渣中有害元素的方法，其特征在于，所述方法采用双层复合球团对铜渣进行氧化焙烧处理，通过控制表面固化剂的厚度、焙烧过程的氧气浓度和温度，对铜渣中的有害元素形成的气态氧化物进行固化处理，具体方法步骤如下：
步骤(1)双层复合球团制备：将铜渣磨碎后与煤粉、粘结剂混匀并加水搅拌，然后制备成一定粒度的球团，然后将球团表面包覆一层固化剂，最后进行烘干处理；
步骤(2)双层复合球团氧化焙烧：将烘干处理后的球团在高温氧化性气氛中进行焙烧处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：铜渣的粒度小于50目，煤粉粒度小于50目，煤粉中碳含量与铜渣中铁氧化物中的氧含量的摩尔比不高于1.0。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：球团采用圆盘法或对辊法制备，圆盘法造球所得球团粒度小于16mm，对辊法制备球团高径比为1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：表面固化剂采用消石灰，固化剂层的厚度大于1mm小于3mm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：烘干温度不高于150℃，烘干时间不小于1小时。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：焙烧时间为0.5-4小时，气氛中O2体积浓度大于5％，焙烧温度不高于1200℃。
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Legal Events
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Application publication date: 20180706 Assignee: Tangshan Dingqing Environmental Protection Technology Co.,Ltd. Assignor: NORTH CHINA University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Contract record no.: X2020120000011 Denomination of invention: A method of treating harmful elements in copper slag by oxidation roasting solidification Granted publication date: 20191122 License type: Exclusive License Record date: 20201111 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20191122 |