CN108374096A - 一种含铜矿料与矿渣的回收工艺 - Google Patents

一种含铜矿料与矿渣的回收工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含铜矿料与矿渣的回收工艺，包括如下步骤：S1准备原料；S2熔炼矿料或炉渣：在熔炼炉中加入200‑300重量份的铜矿料与矿渣的回收采用大功率高温熔炼，边熔炼边加入余量铜矿料与矿渣的回收，熔炼4‑5h后关闭电源消除炉内液面的驼峰，静置5‑10min使液面平稳，除去炉内液面中心聚集的熔渣；S3熔炼辅料：熔渣清除干净后加入15‑20重量份的吸附剂继续启动电源大功率高温熔炼30‑50min，再加入40‑50重量份的还原剂、30‑50重量份的分散剂、30‑40重量份的捕收剂和20‑30重量份的活化剂高温熔炼60‑90min，取样分析铜含量；S4除杂。本发明具有铜含量高以及回收率高的优点。

Description

一种含铜矿料与矿渣的回收工艺
技术领域
本发明涉及回收金属技术领域，具体涉及一种含铜矿料与矿渣的回收工艺。
背景技术
铜元素是一种金属化学元素，也是人体所必须的一种微量元素，铜也是人类最早发现的金属，是人类广泛使用的一种金属，属于重金属。铜是人类最早使用的金属。早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器、式具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋中的金属。铜在地壳中的含量约为0.01％，在个别铜矿床中，铜的含量可以达到3％～5％。自然界中的铜，多数以化合物即铜矿物存在。铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石，开采出来的铜矿石，经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿。是唯一的能大量天然产出的金属，也存在于各种矿石(例如黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、赤铜矿和孔雀石)中，能以单质金属状态及黄铜、青铜和其他合金的形态用于工业、工程技术和工艺上。
随着我国铜冶炼工业的发展，铜冶炼炉渣逐年增加。到2012年，我国铜冶炼炉渣产出量约为1.1×104kt·铜冶炼炉渣/a，按含铜0.8％计算，这些炉渣含铜量相当于多个大型铜矿山的产量。因此对铜冶炼炉渣中的铜进行有效回收，不但能在一定程度上缓解我国铜资源紧缺的问题，还能减轻炉渣堆存对环境的危害。
以上现有技术表明，浮选法是铜冶炼炉渣回收铜有效回收方法。铜矿物在铜冶炼炉渣中两级分化的嵌布特性，使磨矿产物中粗颗粒、微细粒铜矿物较多，中间颗粒少。现有的浮选技术存在粗粒级和细粒级在浮选过程中相互干扰及药剂制度、浮选时间、矿浆浓度、充气量等最优浮选条件不匹配的问题，铜矿物在尾矿中损失较大，回收指标不理想，据统计，我国铜冶炼炉渣浮选尾矿铜品位约0.35％，这与国内部分铜矿山生产原矿品位相当，资源浪费严重。因此，开发一种铜冶炼炉渣高效回收铜的选矿工艺很有必要。在现有技术中，浮选法的成本高、匹配难，制备的粗铜杂质含量高，回收率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含铜矿料与矿渣的回收工艺，解决了含量低以及回收率低的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种含铜矿料与矿渣的回收工艺，包括如下步骤：
S1准备原料：将原料按如下重量份准备：铜矿料与矿渣的回收500-600份，吸附剂15-20份，还原剂40-50份，分散剂30-50份，活化剂20-30份，捕收剂30-40份；
S2熔炼矿料或炉渣：在熔炼炉中加入200-300重量份的铜矿料与矿渣的回收采用大功率高温熔炼，边熔炼边加入余量铜矿料与矿渣的回收，熔炼4-5h后关闭电源消除炉内液面的驼峰，静置5-10min使液面平稳，除去炉内液面中心聚集的熔渣；
S3熔炼辅料：熔渣清除干净后加入15-20重量份的吸附剂继续启动电源大功率高温熔炼30-50min，再加入40-50重量份的还原剂、30-50重量份的分散剂、30-40重量份的捕收剂和20-30重量份的活化剂高温熔炼60-90min，取样分析铜含量；
S4除杂：将粗炼的铜转移至真空炉中真空蒸馏除杂后得到精铜。
在含铜矿料与炉渣的混炼中将炉渣中铜进行回收，两者混炼能提高最后炼制的粗铜中的铜含量即铜品位，最终制备得到的精铜纯度高，且对炉渣中的铜回收率高，采用的原料成本低，降低工业成本，利于工业化，节约能源。
进一步地，所述S1步骤中吸附剂为活性炭，还原剂为焦炭，分散剂为碳酸钠，活化剂为氧化钙、氢氧化钙、氧化钠和/或氢氧化钠中的至少一种，捕收剂为9-十八烯酸钠或十一烯酸钠。
活性炭、碳酸钠、活化剂以及捕收剂的成本低，活性炭的吸附效果好，焦炭的还原效果好，焦炭的灰分含量低、含磷量少，降低焦炭的使用量，能降低工业成本，提高回收利润。
活性炭是一种黑色多孔的固体炭质，由煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要成分为碳，并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。普通活性炭的比表面积在500-1700m2/g间。具有很强的吸附性能，为用途极广的一种工业吸附剂。
焦炭是烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦(高温干馏)。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。
碳酸钠的分子量为105.99，化学品的纯度多在99.5％以上(质量分数)，又叫纯碱，但分类属于盐，不属于碱。国际贸易中又名苏打或碱灰。它是一种重要的有机化工原料，主要用于平板玻璃、玻璃制品和陶瓷釉的生产。还广泛用于生活洗涤、酸类中和以及食品加工等。
进一步地，所述S1步骤中吸附剂为活性炭，还原剂为焦炭，分散剂为碳酸钠，活化剂为氢氧化钠，捕收剂为9-十八烯酸钠。
进一步地，所述焦炭的灰分为12-15％，含磷量为0.02-0.03％，粒度为粒度在40-25mm。
进一步地，所述含铜的矿料与废渣为细粒嵌布，粒径为0.05-0.5mm，密度为350-400kg/m3。
进一步地，所述含铜的矿料与废渣的质量比为400：100-200。
矿料与炉渣的比例适中，制备得到的粗铜含铜量高，最后精炼得到的精铜含有有害杂质少，铜的回收率可达到98％以上，且冶炼温度温度范围较小，控制在如下范围内有利于冶炼铜且降低有害杂质的含量。
进一步地，所述S2步骤中熔炼温度为1250-1300℃；所述S3步骤中熔炼温度为1400-1450℃。
进一步地，所述S4步骤中真空蒸馏的温度为1300-1400℃，真空度为30-50Pa，蒸馏时间为120-150min。
进一步地，所述S3步骤中取样分析为：当铜水温度达到1380-1400℃采用JJ-6350型铜含量分析仪进行分析铜水的成分含量。
本发明的有益效果是：
1.在含铜矿料与炉渣的混炼中将炉渣中铜进行回收，两者混炼能提高最后炼制的粗铜中的铜含量即铜品位，最终制备得到的精铜纯度高，且对炉渣中的铜回收率高，采用的原料成本低，降低工业成本，利于工业化，节约能源；
2.活性炭、碳酸钠、活化剂以及捕收剂的成本低，活性炭的吸附效果好，焦炭的还原效果好，焦炭的灰分含量低、含磷量少，降低焦炭的使用量，能降低工业成本，提高回收利润；
3.矿料与炉渣的比例适中，制备得到的粗铜含铜量高，最后精炼得到的精铜含有有害杂质少，铜的回收率可达到98％以上，且冶炼温度温度范围较小，控制在如下范围内有利于冶炼铜且降低有害杂质的含量；
4.极大的提升了铜渣中铜的回收率，改变了传统方法中铜回收率低的问题，方法简单，操作灵活，易于推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种含铜矿料与矿渣的回收工艺，包括如下步骤：
S1准备原料：将原料按如下重量份准备：铜矿料与矿渣的回收500-600份，吸附剂15-20份，还原剂40-50份，分散剂30-50份，活化剂20-30份，捕收剂30-40份；
S2熔炼矿料或炉渣：在熔炼炉中加入200-300重量份的铜矿料与矿渣的回收采用大功率高温熔炼，边熔炼边加入余量铜矿料与矿渣的回收，熔炼4-5h后关闭电源消除炉内液面的驼峰，静置5-10min使液面平稳，除去炉内液面中心聚集的熔渣；
S3熔炼辅料：熔渣清除干净后加入15-20重量份的吸附剂继续启动电源大功率高温熔炼30-50min，再加入40-50重量份的还原剂、30-50重量份的分散剂、30-40重量份的捕收剂和20-30重量份的活化剂高温熔炼60-90min，取样分析铜含量；
S4除杂：将粗炼的铜转移至真空炉中真空蒸馏除杂后得到精铜。
具体地，所述S1步骤中吸附剂为活性炭，还原剂为焦炭，分散剂为碳酸钠，活化剂为氧化钙、氢氧化钙、氧化钠和/或氢氧化钠中的至少一种，捕收剂为9-十八烯酸钠或十一烯酸钠。
具体地，所述S1步骤中吸附剂为活性炭，还原剂为焦炭，分散剂为碳酸钠，活化剂为氢氧化钠，捕收剂为9-十八烯酸钠。
具体地，所述焦炭的灰分为12-15％，含磷量为0.02-0.03％，粒度为粒度在40-25mm。
具体地，所述含铜的矿料与废渣为细粒嵌布，粒径为0.05-0.5mm，密度为350-400kg/m3。
具体地，所述含铜的矿料与废渣的质量比为400：100-200。
具体地，所述S2步骤中熔炼温度为1250-1300℃；所述S3步骤中熔炼温度为1400-1450℃。
具体地，所述S4步骤中真空蒸馏的温度为1300-1400℃，真空度为30-50Pa，蒸馏时间为120-150min。
具体地，所述S3步骤中取样分析为：当铜水温度达到1380-1400℃采用JJ-6350型铜含量分析仪进行分析铜水的成分含量。
实施例1-实施例4的具体制备方式如表1所示，其中实施例1-实施例4为本发明中限定的技术参数。
表1
实施例1-实施例4的生产前后的含铜量如表2所示：
实施例 1 2 3 4
取样分析铜水中铜含量/％ 95.0 98.3 97.6 95.8
精铜中铜含量/％ 99.93 99.95 99.68 99.89
回收率/％ 89.96 87.63 88.92 90.32
表2
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种含铜矿料与矿渣的回收工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1准备原料：将原料按如下重量份准备：铜矿料与矿渣的回收500-600份，吸附剂15-20份，还原剂40-50份，分散剂30-50份，活化剂20-30份，捕收剂30-40份；
S2熔炼矿料或炉渣：在熔炼炉中加入200-300重量份的铜矿料与矿渣的回收采用大功率高温熔炼，边熔炼边加入余量铜矿料与矿渣的回收，熔炼4-5h后关闭电源消除炉内液面的驼峰，静置5-10min使液面平稳，除去炉内液面中心聚集的熔渣；
S3熔炼辅料：熔渣清除干净后加入15-20重量份的吸附剂继续启动电源大功率高温熔炼30-50min，再加入40-50重量份的还原剂、30-50重量份的分散剂、30-40重量份的捕收剂和20-30重量份的活化剂高温熔炼60-90min，取样分析铜含量；
S4除杂：将粗炼的铜转移至真空炉中真空蒸馏除杂后得到精铜。
2.根据权利要求1所述的一种含铜矿料与矿渣的回收工艺，其特征在于，所述S1步骤中吸附剂为活性炭，还原剂为焦炭，分散剂为碳酸钠，活化剂为氧化钙、氢氧化钙、氧化钠和/或氢氧化钠中的至少一种，捕收剂为9-十八烯酸钠或十一烯酸钠。
3.根据权利要求1或2所述的一种含铜矿料与矿渣的回收工艺，其特征在于，所述S1步骤中吸附剂为活性炭，还原剂为焦炭，分散剂为碳酸钠，活化剂为氢氧化钠，捕收剂为9-十八烯酸钠。
4.根据权利要求1或2所述的一种含铜矿料与矿渣的回收工艺，其特征在于，所述焦炭的灰分为12-15％，含磷量为0.02-0.03％，粒度为粒度在40-25mm。
5.根据权利要求1所述的一种含铜矿料与矿渣的回收工艺，其特征在于，所述含铜的矿料与废渣为细粒嵌布，粒径为0.05-0.5mm，密度为350-400kg/m3。
6.根据权利要求5所述的一种含铜矿料与矿渣的回收工艺，其特征在于，所述含铜的矿料与废渣的质量比为400：100-200。
7.根据权利要求1所述的一种含铜矿料与矿渣的回收工艺，其特征在于，所述S2步骤中熔炼温度为1250-1300℃；所述S3步骤中熔炼温度为1400-1450℃。
8.根据权利要求1所述的一种含铜矿料与矿渣的回收工艺，其特征在于，所述S4步骤中真空蒸馏的温度为1300-1400℃，真空度为30-50Pa，蒸馏时间为120-150min。
9.根据权利要求1所述的一种含铜矿料与矿渣的回收工艺，其特征在于，所述S3步骤中取样分析为：当铜水温度达到1380-1400℃采用JJ-6350型铜含量分析仪进行分析铜水的成分含量。
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