CN109652660A - 铜渣处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种铜渣处理方法，包括：S11，将铜渣、占所述铜渣质量3％～20％的碳质还原剂置于综合回收炉中熔炼，所述综合回收炉的操作温度为1350℃～1550℃，操作功率强度为100kW/m2～250kW/m2；S12，将从所述综合回收炉底部排出的合金相铜锍经水碎或风碎后磨矿至选矿标准，进行磁选和/或浮选后产出含铜量30wt％～75wt％的铜锍、含铁量大于80wt％的铁粉和尾渣。还提供一种铜渣处理系统。本发明采用铜渣资源化处理技术对熔炼渣进行处理，可搭配处理富含铅锌烟尘，实现渣中铜、铅、锌、锑、砷分别降至0.3％、0.1％、0.15％、0.01％、0.005％以下。

Description

铜渣处理系统及方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体而言，涉及铜渣处理系统及方法。
背景技术
铜熔炼过程炉渣的产出率一般为60％～80％，渣含铜一般为1％～4％，目前渣中铜的回收主要有两种工艺，一种传统电炉贫化，一种渣选矿。
传统电炉贫化工艺由于其技术及装置条件的局限，处理后的渣含铜一般为0.6％～0.8％，铜的回收率较低。
渣选矿工艺尽管能将尾渣含铜降至0.3％左右，但该工艺存在流程长、占地面积大、投资大等缺点，另外渣选尾渣存在二次污染隐患。
工业实践中，随着铜熔炼强度的增大，熔炼氧势的提高，当熔炼产出冰铜品位70％左右时，原料中的锌80％以上氧化进入熔炼渣，原料中的铅70％以上进入熔炼烟尘，20％以上的铅进入熔炼渣，原料中的砷10％以上氧化进入熔炼渣。
传统贫化电炉及渣选矿两种方法均不能回收渣中的锌铅，且不能深度脱除渣中砷。并且熔炼产出的含铅烟尘返回铜熔炼系统，给后续铜的精炼作业带来麻烦。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种铜熔炼渣的全面回收技术。
本发明一方面提供一种铜渣处理方法，包括：S11，将铜渣、占所述铜渣质量3％～20％的碳质还原剂置于综合回收炉中熔炼，所述综合回收炉的操作温度为1350℃～1550℃，操作功率强度为100kW/m2～250kW/m2；S12，将从所述综合回收炉底部排出的合金相铜锍经水碎或风碎后磨矿至选矿标准，进行磁选和/或浮选后产出含铜量30wt％～75wt％的铜锍、含铁量大于80wt％的铁粉和尾渣。
根据本发明的一实施方式，在所述S11步骤中，所述综合回收炉的操作温度为1400℃～1500℃，功率强度为150kW/m2～200kW/m2。
根据本发明的另一实施方式，所述综合回收炉还添加含有Si和/或Ca的添加剂。
根据本发明的另一实施方式，所述含有Si的添加剂选自石英、石英石、硅氧、硅土、硅石、硅酐、石英砂、河砂、海砂、硅铁合金中的一种或多种；所述含有Ca的添加剂选自氧化钙、石灰石、生石灰、熟石灰、煅烧石灰、煅石灰、纳米氧化钙、钙粉、白云石中的一种或多种。
根据本发明的另一实施方式，所述S12步骤中磁选和/或浮选后产出的铜锍返回铜冶炼工序。
根据本发明的另一实施方式，所述尾渣用于制作水泥熟料。
根据本发明的另一实施方式，还包括烟气回收步骤，所述烟气回收步骤包括：S21，将铜渣处理过程产生的烟气经过电荷或过滤收集铅锌；S22，经收集铅锌后的烟气再通过骤冷收集砷。
根据本发明的另一实施方式，在所述S21步骤中所述烟气经余热回收后再进行所述收集铅锌。
根据本发明的另一实施方式，在所述S21步骤中所述收集铅锌的工作温度为200℃～400℃。
根据本发明的另一实施方式，在所述S22步骤中所述骤冷收集砷的工作温度为50℃～300℃。
本发明另一方面提供一种铜渣处理系统，包括：回收装置，用于回收合金相铜锍；粉碎装置，粉碎从所述回收装置排出的所述合金相铜锍；选矿装置，对粉碎的合金相铜锍进行磁选和/或浮选。
根据本发明的一实施方式，还包括烟气回收系统，所述烟气回收系统包括：铅锌收集装置，用于收集烟气中的铅锌；砷收集装置，用于收集烟气中的砷。
根据本发明的另一实施方式，所述烟气回收系统还包括余热回收装置。
本发明采用铜渣资源化处理技术对熔炼渣进行处理，可搭配处理富含铅锌烟尘，实现渣中铜、铅、锌、锑、砷分别降至0.3％、0.1％、0.15％、0.01％、0.005％以下。铜及被还原出的金属铁进入合金相铜锍，经水碎或风碎后，进行磨矿、磁选和(或)浮选后最终产出高品位铜锍和可用于炼铁的铁粉产品。对于包含铅、锌、砷的烟气，采用分级回收系统先收集铅、锌，后收集砷；调渣后深度脱除有害物质的无害尾渣用于制作水泥熟料。既实现金属综合回收，又消除了尾渣的污染隐患，实现了尾渣的全利用。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本发明一实施例的铜渣回收方法的流程图。
图2是本发明一实施例的铜渣回收系统的示意图。
其中，附图标记说明如下：
S11,S12,S21,S22：步骤
1：回收装置
11：铜渣入口
12：上料皮带
13：渣层
14：冰铜层
15：冰铜放出口
16：尾渣放出口
17：尾渣容池
2：粉碎装置
21：粒状冰铜
22：磨矿机
23：选矿机
3：选矿装置
31：选矿机
4：烟气回收装置
41：出烟口
42：余热锅炉
43：电收尘器
44：骤冷器
45：布袋收尘器
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
本发明一实施例的铜渣处理方法，如图1所示，包括：S11，将铜渣、占铜渣质量3％～20％的碳质还原剂置于综合回收炉(CR炉)中熔炼，综合回收炉的操作温度为1350℃～1550℃，操作功率强度为100kW/m2～250kW/m2；S12，将从综合回收炉底部排出的合金相铜锍经水碎或风碎后磨矿至选矿标准，进行磁选和/或浮选后产出含铜量30wt％～75wt％的铜锍、含铁量大于80wt％的铁粉和尾渣。
在S11步骤中，综合回收炉的操作温度优选为1400℃～1500℃，功率强度为优选150kW/m2～200kW/m2。碳质还原剂可以是煤等。在回收工序中还可以添加添加剂，添加剂可以包括Si和/或Ca。包含Si的添加剂可以是但不限于，石英、石英石、硅氧、硅土、硅石、硅酐、石英砂、河砂、海砂、硅铁合金等。含有Ca的添加剂可以是但不限于，氧化钙、石灰石、生石灰、熟石灰、煅烧石灰、煅石灰、稀释用石灰、纳米氧化钙、钙粉、白云石等。该步骤中还可以包括其他添加剂。进入CR炉的铜渣若直接从铜熔炼工序，那么从熔炼工序中排出的铜渣会携带烟气进入CR炉。
在S12步骤中，浮选产生的铜锍返回铜冶炼工序。尾渣可以用于制作水泥熟料。
本发明的铜渣处理方法，还可以包括烟气回收步骤，烟气回收步骤包括：S21，将铜渣处理过程产生的烟气经过电荷或过滤收集铅锌；S22，经收集铅锌后的烟气再通过骤冷收集砷。
在S21步骤中电荷或过滤收集铅锌的工作温度为200℃～400℃。可以通过电收尘器或过滤型收尘器进行收集铅锌。在收集铅锌之前，烟气可以先经余热回收再进行电荷收集铅锌。可以通过余热回收锅炉回收余热。
在S22步骤中骤冷收集砷的工作温度为50℃～300℃。可以通过骤冷塔进行骤冷收集砷。
本发明的烟气回收步骤可以独立铜渣处理方法，用于其他烟气回收。例如焙烧炉、底吹炉等产生的烟气。
本发明一实施例的铜渣处理系统，如图2所示，包括回收装置1、粉碎装置2和选矿装置3。
回收装置1可以包括综合回收炉(CR炉)，通过CR炉回收合金相铜锍(冰铜)。铜渣通过铜渣进口1进入CR炉，碳质还原剂及石英石、石灰石等添加剂可以通过上料皮带12被引入CR炉，上一工序中的烟气也可能引入CR炉。CR炉采用高温操作，操作温度1350℃～1550℃，优先操作温度1400℃～1500℃，加入占加入铜渣质量3％～20％的碳质还原剂，还可以加入0％～20％石英石、石灰石等添加剂。在CR炉中包括铜锍及部分还原所得金属铁的冰铜层14聚集沉降进入熔池底部，冰铜从冰铜放出口15排出；熔池上层的渣层13从尾渣放出口16进入尾渣容池17中。尾渣经过渣型调整后可用作水泥熟料。
从回收装置1排出的冰铜进入粉碎装置2。首先经过水碎或风碎形成粒状冰铜21进入磨矿机22经磨矿至选矿标准，最后进入选矿装置3。
选矿装置3可以包括选矿机31。将达到选矿标准的矿粉进行磁选和/或浮选后最终产出30％～75％铜锍和铁品位大于80％的铁粉产品。
铜渣处理系统还可以包括烟气回收装置4。烟气回收装置4收集回收装置1排出的烟气，进行铅、锌和砷的收集。在进行烟气中金属的收集之前还可以先收集余热，即回收装置1的烟气通过出烟口41进入烟气回收装置4。通过出烟口41的烟气先进行余热收集，例如通过余热锅炉42收集烟气中的余热。收集余热后的烟气进行收集铅锌，可以通过电收尘器43或过滤型收尘器收集烟气中的铅锌。收集铅锌后的烟气骤冷收集砷，可以通过骤冷塔44使含砷的粉尘沉降落入布袋收尘器45。最后，除去铅、锌和砷的烟气从烟气回收装置4中排出。
本发明的烟气回收装置可以独立铜渣回收装置，用于其他烟气回收。例如焙烧炉、底吹炉等。
以下实施例将详细解释说明本发明的发明构思。
实施例1
利用图2所示铜渣回收装置进行渣的资源化处理。
将熔炼炉铜渣从熔炼炉内流入CR炉内，提升炉内渣的温度至1450℃；加入8％还原剂块煤和5％添加剂石英石。所得合金相铜锍由CR炉底部放出口排出。经水碎或风碎后磨矿至选矿标准，进行磁选和/或浮选后最终产出铜品位67％的铜锍和铁含量为91.5％的铁粉产品。铅锌砷从挥发尘中回收，挥发尘的回收采用分级回收系统，挥发尘随烟排出后首先经余热锅炉和高温电收尘300度左右，收集铅锌烟灰后，再由骤冷塔和布袋收尘器骤冷收砷100度左右。尾渣向水泥厂出售。
采用实施例1相同的方式处理100万吨铜精矿，精矿含铜20％，含锌2％；熔炼渣65万吨，熔炼渣中铜、铅、锌、锑、砷含量分别为3.5％、1.05％、3.44％％、0.98％、0.44％。经过实施例1相同的方法的熔炼渣资源化处理装置处理后，得到58万吨尾渣、铅锌烟灰和砷，尾渣中铜、铅、锌、锑、砷含量分别为0.23％、0.082％、0.12％、0.0059％、0.0046。整个系统铜回收率约98.5％，锌回收率约为90％。与现有技术相比多回收90％锌。
本发明解决了当前传统电炉贫化工艺尾渣含铜高、不能综合回收铅锌锑等有价金属；选矿工艺处理铜熔炼渣不能回收渣中铅锌锑、尾渣二次污染隐患、流程长、设备多、占地面积大、投资大等问题；较之前CR炉工艺增加了锑和部分铁的回收以及对渣中砷等有害物质的深度脱除，经过无害化处理和调制后的渣，可用作水泥熟料，实现了铜渣的全面资源化应用。
另外，本发明的方法和装置可以直接处理液态铜熔炼渣，充分利用液态铜熔炼渣热资源，节约能源、降低能耗。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种铜渣处理方法，其特征在于，包括：
S11，将铜渣、占所述铜渣质量3％～20％的碳质还原剂置于综合回收炉中熔炼，所述综合回收炉的操作温度为1350℃～1550℃，操作功率强度为100kW/m2～250kW/m2；
S12，将从所述综合回收炉底部排出的合金相铜锍经水碎或风碎后磨矿至选矿标准，进行磁选和/或浮选后产出含铜量30wt％～75wt％的铜锍、含铁量大于80wt％的铁粉和尾渣。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述S11步骤中，所述综合回收炉的操作温度为1400℃～1500℃，功率强度为150kW/m2～200kW/m2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述综合回收炉还添加含有Si和/或Ca的添加剂。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有Si的添加剂选自石英、石英石、硅氧、硅土、硅石、硅酐、石英砂、河砂、海砂、硅铁合金中的一种或多种；所述含有Ca的添加剂选自氧化钙、石灰石、生石灰、熟石灰、煅烧石灰、煅石灰、纳米氧化钙、钙粉、白云石中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S12步骤中磁选和/或浮选后产出的铜锍返回铜冶炼工序。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述尾渣用于制作水泥熟料。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括烟气回收步骤，所述烟气回收步骤包括：
S21，将铜渣处理过程产生的烟气经过电荷或过滤收集铅锌；
S22，经收集铅锌后的烟气再通过骤冷收集砷。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述S21步骤中所述烟气经余热回收后再进行所述收集铅锌。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述S21步骤中所述收集铅锌的工作温度为200℃～400℃。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述S22步骤中所述骤冷收集砷的工作温度为50℃～300℃。
11.一种铜渣处理系统，其特征在于，包括：
回收装置，用于回收合金相铜锍；
粉碎装置，粉碎从所述回收装置排出的所述合金相铜锍；
选矿装置，对粉碎的合金相铜锍进行磁选和/或浮选。
12.根据权利要求11所述的铜渣处理系统，其特征在于，还包括烟气回收系统，所述烟气回收系统包括：
铅锌收集装置，用于收集烟气中的铅锌；
砷收集装置，用于收集烟气中的砷。
13.根据权利要求11所述的铜渣处理系统，所述烟气回收系统还包括余热回收装置。
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