CN110438346A - 一种侧吹炉处理高砷矿的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种侧吹炉处理高砷矿的方法,是将高砷矿与铅冰铜、石英石、煤等配料后,经过氧化、造锍、还原、氧化等步骤,将铜转变成冰铜、硫转变为二氧化硫、砷转变为三氧化二砷进行回收,得到含金、银、铜的贵金属合金,铅经过还原‑氧化后得到含铅烟尘。该方法采用侧吹炉对高砷矿进行处理,综合回收铜、铅、砷等有价元素,具有原料适应性强、有价元素分布集中、经济效益与环境效益显著的特点。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体地说涉及一种侧吹炉处理高砷矿的方法。
背景技术
目前,传统工艺中,高砷矿一般采用顶吹熔炼工艺进行处理,回收铜、金、银等有价金属。高砷矿经配料投入顶吹熔炼炉中,在炉体顶部插入喷枪通入氧气,保持炉内氧化气氛进行熔炼,产出冰铜及炉渣,冰铜与炉渣分层后分别放入冰铜包、渣包。物料中的砷氧化进入烟气,随烟气进入制酸系统后,通过净化除去。
采用这种方法处理高砷矿,使净化稀酸含砷过高,加大稀酸处理难度,制约高砷矿的配入量,入炉物料中As含量需控制在0.5%以下。此外,传统工艺顶吹熔炼炉中保持氧化气氛,物料中的铅不能有效挥发进入烟气中集中收集,超过30%的铅氧化进入熔炼炉渣中,不能有效回收,造成资源浪费。而且氧化气氛容易产生三氧化硫和五价砷,对收砷效率产生影响,砷回收率低。高砷矿成分见表1。
表1
发明内容
本发明为了解决上述问题而提供了一种侧吹炉处理高砷矿的方法。
本发明的技术方案是这样实现的:一种侧吹炉处理高砷矿的方法,包括以下步骤:
A、配料:
将金精矿、铅冰铜、高砷矿、石英石、煤、精炼烟灰按照25:5:20:0.23:1.6:
1.5的比例进行配料,控制Cu<13%、S<26%、As<3.5%、Pb<3.2%,调整产出的炉渣铁硅比达到1.2~1.4,得到符合工艺要求的混合料,加入侧吹炉内;
B、熔炼:
1)、采用富氧侧吹炉熔炼,在1200℃~1250℃的高温下,鼓入炉内的富氧空气与混合炉料发生水分蒸发等物理反应,同时高价硫化物分解、氧化,杂质元素进行氧化还原反应,并进行造锍及造渣等一些列化学反应,产生冰铜、炉渣和烟气;
2)、富氧侧吹炉内保持1.8 m-2.2 m深度由冰铜和炉渣组成的熔池,氧气及压缩空气混合,控制富氧浓度为75%,在1.4 m处的风眼吹向渣层,实现砷的挥发;
3)、块煤作为还原剂从炉顶加入,保证熔池上部的还原气氛,将氧化铅还原成单质铅,实现铅的挥发;
4)、侧吹炉炉顶通入加热后的二次风,保持烟气中残氧浓度控制在3%~4%,使单质铅氧化成氧化铅,进入烟灰;
5)、冰铜送吹炼炉系统,炉渣送渣缓冷场,烟气经过余热锅炉回收余热后进入电收尘器;
C、电收尘:
经过余热锅炉回收余热后的烟气进入电收尘器,在电场作用下收集电尘灰,电尘灰的主要成分是铅,含有部分铜、砷,返回电尘灰处理系统回收铜、铅、砷;
D、骤冷收砷:
经电收尘器收尘后的烟气进入骤冷塔,经吸收液喷淋去除三氧化硫并急剧降温后,进入布袋收砷器回收三氧化二砷,返回金属砷冶炼系统,收砷之后的烟气进入制酸系统;
优选的,所述的步骤A中的混合料经过混配后包括以下重量百分比的成分:Cu:11%~13%、Fe:26%~28%、S:24%~26%、SiO2:12%~14%、Pb:2.2%~3.2%、Zn:2.7%~3.5%、As:2.5%~3.5%、H2O:9%~11%、Au:0.002%~0.0025%、Ag:0.015%~0.04%、其他:0.2%~0.7%;
优选的,所述的步骤B中熔炼通入的氧气质量百分比为75%,侧吹炉渣池采用溢流排渣,熔炼渣不断排出,冰铜品位为45%-55%,将天燃气与氧气按照1:2的比例混合后通入渣池维持渣温,降低渣中有价元素含量,排渣温度控制在1230 ℃~1280 ℃;
优选的,所述步骤B中熔炼产生的侧吹渣氧化物主要为FeO和SiO2,侧出炉放渣时对炉渣进行取样分析,根据分析结果调整原料仓给料机的石英加入量,铁硅比控制在1.2~1.4,渣中含砷<0.2%,含铜<0.5%,含铅<0.2%,降低炉渣粘度,减少炉渣夹带的砷、铜、铅等元素。
本发明的有益效果是:本方法相对于其他方法相比,具有以下几方面的优点:
1)炉料适应性强,可大批量配入高砷矿,入炉物料中砷含量可达到2.5%~3.5%。
2)熔炼中富氧侧吹炉顶加还原剂块煤,保证熔池上部的还原气氛,将氧化铅还原成单质铅,实现铅的挥发,降低渣含铅,进入渣中铅的比例可降至8%以下,同时减少三氧化硫及五价砷的生成,三氧化硫浓度<0.07%,为后续提高收砷率创造条件。
3)炉顶通入加热后的二次风,使单质铅氧化进入烟尘中,集中回收,提高铅的回收率,且鼓入二次风,有利于减少单质硫和过多CO进入后续处理系统,避免发生生产事故。炉顶通入的二次风是利用锅炉出口余热加热后从炉顶通入或采用环集烟气作为二次补风,防止补入冷风使烟气温度下降使烟道结焦。
4)融入骤冷收砷技术,回收烟气中的三氧化二砷,使烟气更清洁,避免砷进入净化稀酸中,增加稀酸处理负担,砷回收率达到80%以上。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图;
图2为本发明所用的侧吹炉主视图;
图3为本发明所用的侧吹炉侧视图。
具体实施方式
为了更好地理解与实施,下面结合附图对本发明作进一步描述:一种侧吹炉处理高砷矿的方法,包括以下步骤:
A、配料:
将金精矿、铅冰铜、高砷矿、石英石、煤、精炼烟灰按照25:5:20:0.23:1.6:1.5的比例进行配料,调整产出的炉渣铁硅比达到1.3,得到符合工艺要求的混合料,加入侧吹炉内,混合物料元素分析表见表2;
表2
B、熔炼:
1)、采用富氧侧吹炉熔炼,在1230℃的高温下,鼓入炉内的富氧空气与混合炉料发生水分蒸发等物理反应,同时高价硫化物分解、氧化,杂质元素进行氧化还原反应,并进行造锍及造渣等一些列化学反应,产生冰铜、炉渣和烟气;
2)、富氧侧吹炉内保持1.8 m-2.2 m深度由冰铜和炉渣组成的熔池,氧气及压缩空气混合,控制富氧浓度为75%,由侧吹炉的1.4 m处的风眼吹向渣层,实现砷的挥发,冰铜品位为45%-55%,将天燃气与氧气按照1:2的比例混合后通入渣池维持渣温,降低渣中有价元素含量,排渣温度控制在1250 ℃;
3)、块煤作为还原剂从炉顶加入,保证熔池上部的还原气氛,将氧化铅还原成单质铅,实现铅的挥发;
4)、侧吹炉炉顶通入加热后的二次风,保持烟气中残氧浓度控制在3.5%,使单质铅氧化成氧化铅,进入烟灰;
5)、冰铜送吹炼炉系统,炉渣送渣缓冷场,烟气经过余热锅炉回收余热后进入电收尘器;
熔炼产生的侧吹渣氧化物主要为FeO和SiO2,侧出炉放渣时对炉渣进行取样分析,根据分析结果调整原料仓给料机的石英加入量,铁硅比控制在1.3,渣中含砷<0.2%,含铜<0.5%,含铅<0.2%,降低炉渣粘度,减少炉渣夹带的砷、铜、铅等元素;
C、电收尘:
经过余热锅炉回收余热后的烟气进入电收尘器,在电场作用下收集电尘灰,电尘灰的主要成分是铅,含有部分铜、砷,返回电尘灰处理系统回收铜、铅、砷;
D、骤冷收砷:
经电收尘器收尘后的烟气进入骤冷塔,经吸收液喷淋去除三氧化硫并急剧降温后,进入布袋收砷器回收三氧化二砷,返回金属砷冶炼系统,收砷之后的烟气进入制酸系统。
炉渣及烟灰主要成分分析见表3。
表3
Claims (4)
1.一种侧吹炉处理高砷矿的方法,其特征在于包括以下步骤:
A、配料:
将金精矿、铅冰铜、高砷矿、石英石、煤、精炼烟灰按照25:5:20:0.23:1.6:
1.5的比例进行配料,控制Cu<13%、S<26%、As<3.5%、Pb<3.2%,调整产出的炉渣铁硅比达到1.2~1.4,得到符合工艺要求的混合料,加入侧吹炉内;
B、熔炼:
1)、采用富氧侧吹炉熔炼,在1200℃~1250℃的高温下,鼓入炉内的富氧空气与混合炉料发生水分蒸发等物理反应,同时高价硫化物分解、氧化,杂质元素进行氧化还原反应,并进行造锍及造渣等一些列化学反应,产生冰铜、炉渣和烟气;
2)、富氧侧吹炉内保持1.8 m-2.2 m深度由冰铜和炉渣组成的熔池,氧气及压缩空气混合,控制富氧浓度为75%,在1.4 m处的风眼吹向渣层,实现砷的挥发;
3)、块煤作为还原剂从炉顶加入,保证熔池上部的还原气氛,将氧化铅还原成单质铅,实现铅的挥发;
4)、侧吹炉炉顶通入加热后的二次风,保持烟气中残氧浓度控制在3%~4%,使单质铅氧化成氧化铅,进入烟灰;
5)、冰铜送吹炼炉系统,炉渣送渣缓冷场,烟气经过余热锅炉回收余热后进入电收尘器;
C、电收尘:
经过余热锅炉回收余热后的烟气进入电收尘器,在电场作用下收集电尘灰,电尘灰的主要成分是铅,含有部分铜、砷,返回电尘灰处理系统回收铜、铅、砷;
骤冷收砷:
经电收尘器收尘后的烟气进入骤冷塔,经吸收液喷淋去除三氧化硫并急剧降温后,进入布袋收砷器回收三氧化二砷,返回金属砷冶炼系统,收砷之后的烟气进入制酸系统。
2.如权利要求1所述的一种侧吹炉处理高砷矿的方法,其特征在于所述的步骤A中的混合料经过混配后包括以下重量百分比的成分:Cu:11%~13%、Fe:26%~28%、S:24%~26%、SiO2:12%~14%、Pb:2.2%~3.2%、Zn:2.7%~3.5%、As:2.5%~3.5%、H2O:9%~11%、Au:0.002%~0.0025%、Ag:0.015%~0.04%、其他:0.2%~0.7%。
3.根据权利要求1所述的一种侧吹炉处理高砷矿的方法,其特征在于所述的步骤B中熔炼通入的氧气质量百分比为75%,侧吹炉渣池采用溢流排渣,熔炼渣不断排出,冰铜品位为45%-55%,将天燃气与氧气按照1:2的比例混合后通入渣池维持渣温,降低渣中有价元素含量,排渣温度控制在1230 ℃~1280 ℃。
4.根据权利要求1或3所述一种侧吹炉处理高砷矿的方法,其特征在于所述的步骤B中熔炼产生的侧吹渣氧化物主要为FeO和SiO2,侧出炉放渣时对炉渣进行取样分析,根据分析结果调整原料仓给料机的石英加入量,铁硅比控制在1.2~1.4,渣中含砷<0.2%,含铜<0.5%,含铅<0.2%,降低炉渣粘度,减少炉渣夹带的砷、铜、铅等元素。
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