CN116121554B - 一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法，包括以下步骤：一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法，包括以下步骤：S1、向铜泥内加入石灰石，搅拌混合后，经过烘干处理去除多余水分获得铜砖，向铜泥内添加石灰石，可增加铜砖的硬度；S2、将铜砖加入富氧熔炼炉中，15‑20min后在炉顶依次交替加入焦炭、石英砂和大块阳极炉渣进行熔炼，熔炼1.5‑2h后获得金属物；S3、金属物通过过滤分离，获得黑铜和冰铜。本发明富氧熔炼炉用料简单，黑铜的铜品位可高达86.2％。
Description
技术领域
本发明涉及铜回收技术领域，尤其涉及一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法。
背景技术
铜(Cuprum)是一种金属元素，也是一种过渡元素，化学符号Cu，英文copper，原子序数29。纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽，单质呈紫红色。延展性好，导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，可以组成众多种合金。铜合金机械性能优异，电阻率很低，其中最重要的数青铜和黄铜。此外，铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能。
二价铜盐是最常见的铜化合物，其水合离子常呈蓝色，而氯做配体则显绿色，是蓝铜矿和绿松石等矿物颜色的来源，历史上曾广泛用作颜料。铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿(碱式碳酸铜)。装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料。
铜是人类最早使用的金属之一。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、工具和其他器皿，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石存在。
然现有的工艺中，会产生大量的废杂铜，大自然中，也存在很多废杂铜，现有的技术里，要还原纯度高的铜，还原手段复杂，成本高。
发明内容
本发明为了解决现有技术的上述不足，提出了一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法，包括以下步骤：
S1、向铜泥内加入石灰石，搅拌混合后，经过烘干处理去除多余水分获得铜砖，向铜泥内添加石灰石，可增加铜砖的硬度；
S2、将铜砖加入富氧熔炼炉中，15-20min后在炉顶依次交替加入焦炭、石英砂和大块阳极炉渣进行熔炼，熔炼1.5-2h后获得金属物；
S3、金属物通过过滤分离，获得黑铜和冰铜。
焦炭、石英砂和阳极炉渣原料简单，阳极炉渣更是废物利用在回收，焦炭和石英沙可保证冶炼过程铜泥反应生成金属铜生产更稳定，焦炭、石英砂和阳极炉渣无配比要求，尤其是阳极炉渣，可一直持续的添加，阳极炉渣的成分主要为有价的金属及其他杂质的混合物，且铜的含量在3％左右；
富氧熔炼炉加料口水平设置，上方设有料斗架，放料时松开料车钢绳，原料、燃烧会自动卸入加料口，使料口处于封闭状态，炉膛风管从料口下方炉体侧面接入，因侧面抽风，可使料口呈负压状态，可防止炉膛烟气外逸。
根据资料，富氧熔炼炉的处理能力一般为40-60t/d.m2(除燃料以外的所有入炉料重量)，项目富氧熔炼炉年入炉料共计156939.5t/a(除焦炭外)，折合平均处理能力43.59t/d.m2，故项目富氧熔炼炉的生产能力能满足项目生产需求。
优选的，S2步骤中，向富氧熔炼炉内输送空气，且在鼓风的作用下，向富氧熔炼炉内通入纯氧进行熔炼，将富氧熔炼炉氧气含量控制在28-30％。
本发明富氧熔炼炉采用鼓风+氧气(气化后)进行熔炼，由于铜泥冶炼在是还原气氛下进行的，鼓入的氧气浓度不能过高，根据调查，一般以28-30％为宜(若氧气过量，铜会以氧化物的形式进入渣中，会降低铜的回收率，有时甚至会造成局部过热烧穿炉壁)，氧气的作用主要是为焦炭燃烧提供氧源，减少空气的鼓入量，从而减少能耗(加热的空气量减少)。
优选的，S2步骤中，加入焦炭、石英砂和大块阳极炉渣进行熔炼后，每熔炼0.5-0.8h时，回收一次炉渣，将炉渣直接导入水淬槽中进行冷却，冷却水循环使用。
优选的，富氧熔炼炉分为3层，从上至下分别为预热层、加热层和还原层，原料从预热层进入，预热层的温度为300-450℃，加热层的温度为1000-1300℃，还原层的温度为1100-1350℃。
优选的，S2步骤中，加入焦炭、石英砂和大块阳极炉渣进行熔炼后，每熔炼0.5h时，回收一次炉渣，将炉渣直接导入水淬槽中进行冷却，冷却水循环使用。
优选的，步骤1中，经烘干将铜泥含水率控制在50-60％后再于石灰石混合搅拌。
优选的，步骤S1中，铜泥放置于储存箱内，富氧熔炼炉通过管道与储存箱相连接，富氧熔炼炉的热气通过管道传输至储存箱内，现有的工厂在控制铜泥含水率都是通过自然烘干或者天然气等烘干方式对铜泥进行处理，本发明中，将富氧熔炼炉产生的热气通过通过大量的管道传输至放置铜泥的储存箱内，在可对铜泥烘干控制含水率的同时，还节约成本，节省时间。
优选的，管道上连接有空气输送管道，富氧熔炼炉的热气与空气混合后再传输至储存箱内。空气和热气的混合，加大输送力度。
与现有技术相比，本发明的具有以下效果：富氧熔炼炉用料简单，黑铜的铜品位可高达86.2％。
本发明以各种含铜的危险废物(HW22、HW17、HW48)与一般固废(高、低品味的废铜、杂铜、铜粉、铜米、氧化铜、海棉铜等等)为原料，经过科学配比拌料，高低水份搭配先压制成砖块，砖块经自然晾干或热气烘干到一定程度后，经过输送设备，与焦炭(燃料与还原剂)一起交替输送到炉子加料口，加入炉膛冶炼。因重力沉降的原因，炉膛内的料会自行下沉，先后经过预热层、加热层、熔炼层，还原层等。为了助燃，会使用罗茨风机往炉内鼓添加了纯氧的空气(氧含量28％左右)。
最终产生黑铜与冶炼渣，黑铜进入下道工艺，进行精炼产生阳极铜，阳极炉经过电解工艺产生电解铜与阳极炉。因冶炼渣还含1％之一的铜，所以，再经过浮选工艺，产生铜精矿与尾矿(水泥添加剂)，铜精矿回用于富氧熔炼炉配料，尾矿出售。
具体实施方式
下面结合实施例对发明进行详细的说明。
实施例1
一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法，包括以下步骤：
S1、先经过烘干将铜泥含水率控制在50％，向铜泥内加入石灰石，搅拌混合后，经过烘干处理去除多余水分获得铜砖；
S2、将铜砖加入富氧熔炼炉中，15min后在炉顶依次交替加入焦炭、石英砂和大块阳极炉渣进行熔炼，熔炼1.5h后获得金属物，向富氧熔炼炉内输送空气，且在鼓风的作用下，向富氧熔炼炉内通入纯氧进行熔炼，将富氧熔炼炉氧气含量控制在28％，加入焦炭、石英砂和大块阳极炉渣进行熔炼后，每熔炼0.5h时，回收一次炉渣，将炉渣直接导入水淬槽中进行冷却，冷却水循环使用，富氧熔炼炉分为3层，从上至下分别为预热层、加热层和还原层，原料从预热层进入，预热层的温度为300℃，加热层的温度为1000℃，还原层的温度为1100℃；
S3、金属物通过过滤分离，获得黑铜和冰铜。
实施例2
一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法，包括以下步骤：
S1、先经过烘干将铜泥含水率控制在56％，向铜泥内加入石灰石，搅拌混合后，经过烘干处理去除多余水分获得铜砖；
S2、将铜砖加入富氧熔炼炉中17min后在炉顶依次交替加入焦炭、石英砂和大块阳极炉渣进行熔炼，熔炼1.7h后获得金属物，向富氧熔炼炉内输送空气，且在鼓风的作用下，向富氧熔炼炉内通入纯氧进行熔炼，将富氧熔炼炉氧气含量控制在29％，加入焦炭、石英砂和大块阳极炉渣进行熔炼后，每熔炼0.75h时，回收一次炉渣，将炉渣直接导入水淬槽中进行冷却，冷却水循环使用，富氧熔炼炉分为3层，从上至下分别为预热层、加热层和还原层，原料从预热层进入，预热层的温度为350℃，加热层的温度为1150℃，还原层的温度为1250℃；
S3、金属物通过过滤分离，获得黑铜和冰铜。
在富氧熔炼炉熔炼时，含铜原料(造好的铜球、大块阳极炉渣)分批次加入富氧熔炼炉中，富氧熔炼炉原、燃料由料斗经提升机提升至炉顶操作平台，直接经过料斗自动加料。焦炭、石英砂、含铜原料在炉顶交替加入，大块阳极炉渣直接加入富氧熔炼炉中。石灰、石英砂在辅料中主要作为制砖粘接剂及造渣剂，在整个过程中，焦炭主要作为燃料及还原剂，将有价金属，尤其是铜金属还原置换出来。
实施例3
一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法，包括以下步骤：
S1、先经过烘干将铜泥含水率控制在60％，向铜泥内加入石灰石，搅拌混合后，经过烘干处理去除多余水分获得铜砖；
S2、将铜砖加入富氧熔炼炉中，20min后在炉顶依次交替加入焦炭、石英砂和大块阳极炉渣进行熔炼，熔炼2h后获得金属物，向富氧熔炼炉内输送空气，且在鼓风的作用下，向富氧熔炼炉内通入纯氧进行熔炼，将富氧熔炼炉氧气含量控制在30％，加入焦炭、石英砂和大块阳极炉渣进行熔炼后，每熔炼0.8h时，回收一次炉渣，将炉渣直接导入水淬槽中进行冷却，冷却水循环使用，富氧熔炼炉分为3层，从上至下分别为预热层、加热层和还原层，原料从预热层进入，预热层的温度为450℃，加热层的温度为1300℃，还原层的温度为1350℃；
S3、金属物通过过滤分离，获得黑铜和冰铜。
对照例1
和实施例2相比，对照例1未将富氧熔炼炉分为三层，其余同实施例2一致。
对照例2
和实施例2相比，对照例2未向炼炉内通入氧气，其余同实施例2一致。
对照例3
和实施例2相比，对照例2未加入石英砂和阳极炉渣，其余同实施例2一致。
将实施例1-3和对照例1-3获得的黑铜进行铜品位检测，具体数据见表1；
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对照例1 | 对照例2 | 对照例3 | |
| 铜品位(％) | 85.1％ | 96.2％ | 85.6％ | 63％ | 66％ | 58.5％ |
从表1可知，实施例2的黑铜纯度最高，相比对照例1-4和实施例1、实施例3都高。
上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利和保护范围应以所附权利要求书为准。
Claims (5)
1.一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向铜泥内加入石灰石，搅拌混合后，经过烘干处理去除多余水分获得铜砖；
S2、将铜砖加入富氧熔炼炉中，15-20min后在炉顶依次交替加入焦炭、石英砂和大块阳极炉渣进行熔炼，熔炼1.5-2h后获得金属物，向富氧熔炼炉内输送空气，且在鼓风的作用下，向富氧熔炼炉内通入纯氧进行熔炼，将富氧熔炼炉氧气含量控制在28-30%，富氧熔炼炉分为3层，从上至下分别为预热层、加热层和还原层，原料从预热层进入，预热层的温度为300-450℃，加热层的温度为1000-1300℃，还原层的温度为1100-1350℃；
S3、所述金属物通过过滤分离，获得黑铜和冰铜。
2.如权利要求1所述的一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法，其特征在于，所述S2步骤中，加入焦炭、石英砂和大块阳极炉渣进行熔炼后，每熔炼0.5-0.8h时，回收一次炉渣，将炉渣直接导入水淬槽中进行冷却，冷却水循环使用。
3.如权利要求2所述的一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法，其特征在于，所述步骤1中，经烘干将铜泥含水率控制在50-60%后再于石灰石混合搅拌。
4.如权利要求2所述的一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述铜泥放置于储存箱内，所述富氧熔炼炉通过管道与储存箱相连接，所述富氧熔炼炉的热气通过管道传输至储存箱内。
5.如权利要求4所述的一种采用富氧熔炼炉回收铜的方法，其特征在于，所述管道上连接有空气输送管道，富氧熔炼炉的热气与空气混合后再传输至储存箱内。
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