CN116574913A - 一种综合处理铜冶炼烟尘的方法 - Google Patents
一种综合处理铜冶炼烟尘的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116574913A CN116574913A CN202310544660.5A CN202310544660A CN116574913A CN 116574913 A CN116574913 A CN 116574913A CN 202310544660 A CN202310544660 A CN 202310544660A CN 116574913 A CN116574913 A CN 116574913A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- roasting
- copper smelting
- primary
- flue gas
- slag
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 131
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 124
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 114
- 239000000428 dust Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 239000000779 smoke Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 62
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 44
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 22
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 36
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 34
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 23
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 38
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- IKWTVSLWAPBBKU-UHFFFAOYSA-N a1010_sial Chemical compound O=[As]O[As]=O IKWTVSLWAPBBKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229960002594 arsenic trioxide Drugs 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 3
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- COHDHYZHOPQOFD-UHFFFAOYSA-N arsenic pentoxide Chemical compound O=[As](=O)O[As](=O)=O COHDHYZHOPQOFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N arsenic trioxide Inorganic materials O1[As]2O[As]1O2 GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- JEMGLEPMXOIVNS-UHFFFAOYSA-N arsenic copper Chemical compound [Cu].[As] JEMGLEPMXOIVNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000413 arsenic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical class [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSMSIOKMMFKNIL-UHFFFAOYSA-N calcium;silicon Chemical compound [Ca]=[Si] OSMSIOKMMFKNIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- BMWMWYBEJWFCJI-UHFFFAOYSA-K iron(3+);trioxido(oxo)-$l^{5}-arsane Chemical compound [Fe+3].[O-][As]([O-])([O-])=O BMWMWYBEJWFCJI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N zinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Zn+2] RNWHGQJWIACOKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/02—Working-up flue dust
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/02—Roasting processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B13/00—Obtaining lead
- C22B13/02—Obtaining lead by dry processes
- C22B13/025—Recovery from waste materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0026—Pyrometallurgy
- C22B15/0028—Smelting or converting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/20—Obtaining zinc otherwise than by distilling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/30—Obtaining zinc or zinc oxide from metallic residues or scraps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B30/00—Obtaining antimony, arsenic or bismuth
- C22B30/04—Obtaining arsenic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/001—Dry processes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明提供一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法包括如下步骤：(1)混合铜冶炼烟尘和含碳粉料，制粒后得到焙烧料；(2)对步骤(1)所得焙烧料进行一次焙烧，得到液态粗铅、一次焙烧渣和一次烟气；(3)混合盐酸和步骤(2)所得一次焙烧渣，而后进行二次焙烧，得到二次焙烧渣和二次烟气。本发明通过采用二级焙烧的方法处理铜冶炼烟尘，实现了冶金危废铜冶炼烟尘的安全处置和综合利用，分级焙烧温度低于常规焙烧，节能降耗，降低铜冶炼烟尘处理成本。
Description
技术领域
本发明属于有色冶金和固废资源回收利用技术领域，涉及一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，尤其涉及一种通过分级焙烧铜冶炼烟尘分离砷铅锌和富集铜的工艺方法。
背景技术
近年来，铜材产量逐渐增加，铜的消耗量和对原材料的需求也在不断增加。由于高品位铜矿的短缺，铜冶炼烟尘回收利用十分必要，对其高效处置已经成为了铜冶炼可持续发展的关键问题。
铜冶炼烟尘中含有大量的剧毒砷化物和有价金属铅锌等元素，需要分别开展无害化分离和资源化回收，才能返回铜冶炼工序回用。已有发明通过火法、湿法和火法湿法联用等工艺对铜冶炼烟尘进行无害化和资源化处理。
CN 111676374A公开一种铜冶炼烟尘及含铅二次物料清洁生产方法，通过在铜冶炼烟尘和/或含铅二次物料中加入含硅、钙的氧化物料、含铁氧化物和粘结剂，与焦碳配比在鼓风熔炼炉内完成预热，还原，熔炼分离，分层回收各金属。CN 115198114A公开了一种从铜冶炼烟灰中回收单质砷的系统，该系统包括回转窑、输气装置以及加热装置，回转窑分为加热段、还原段以及收集段，可以连续进料、持续生产，实现自动化砷回收和铜冶炼烟尘的无害化。CN 114990341A公开了一种氧化锌与铜白烟尘混合浸出的方法，将氧化锌、铜白烟尘、废电解液混合后进行中性浸出，中性浸出渣加入硫酸进行酸性浸出，酸浸液先后加入氧化锌、锌粉，得到铜渣和沉铜脱氯后液，对沉铜脱氯后液进行氧压沉铁除砷，得到砷酸铁渣，提高了铜砷分离的效果。CN 107779607A公开了一种铜冶炼烟尘高效分离铜砷的方法，采用适量水、稀硫酸溶液或二段浸出液对铜冶炼烟尘进行浆化，并进行常压浸出，烟尘中砷、铜、铁、锌和镉等的金属氧化物和盐类被浸出进入溶液，难以浸出的砷、铜等硫化物残存在渣中。浸出渣经加压浸出进一步提高砷、铜等浸出率，实现烟尘中铜、砷等的高效脱除与回收。CN 110669941A公开了一种白烟尘选择性脱砷和有价金属回收方法，将铜冶炼产生的含砷白烟尘、硫酸、添加剂按比例混匀酸化，将配好的酸化料在250-600℃焙烧1-6小时，将白烟尘中的砷以三氧化二砷的形式挥发进入烟尘，有价金属以硫酸盐等形式入渣，实现脱砷，再将焙烧渣加水浸出，从滤液中回收铜和锌，从滤渣中回收其他金属。
通过分析上述专利提供的方法可知：火法焙烧温度高，能耗高，仅能脱除砷或铅，锌等金属需要其他方式脱除；而湿法通过添加多种药剂进行元素分离，药剂消耗量大，且产生大量废水。
因此，提供一种能耗低、药剂消耗量少、流程简单且成本低的处理方法已经是本领域亟需解决的问题之一。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种综合处理铜冶炼烟尘的方法。本发明通过采用分级焙烧的方法解决了铜冶炼烟尘无害化和资源化过程中能耗高，药剂消耗量大，流程复杂，总体成本高的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)混合铜冶炼烟尘和含碳粉料，制粒后得到焙烧料；
(2)对步骤(1)所得焙烧料进行一次焙烧，得到液态粗铅、一次焙烧渣和一次烟气；
(3)混合盐酸和步骤(2)所得一次焙烧渣，而后进行二次焙烧，得到二次焙烧渣和二次烟气。
本发明通过一级焙烧过程分离了铜冶炼烟尘中的砷和铅，通过二级焙烧过程分离了铜冶炼烟尘中的铜和锌。本发明所述一次焙烧和二次焙烧过程均在空气氛围下进行，其中一次焙烧过程在熔炼炉中进行，二次焙烧过程在沸腾炉中进行。本发明步骤(2)所得液态粗铅在底部排出，一次烟气从炉顶排出，一次焙烧渣从中下部排渣口排出；步骤(3)所得二次焙烧渣从底部排出，二次烟气从炉顶排出。
本发明步骤(3)所述盐酸与一次焙烧料中铅锌铜铁等元素的氧化物反应生成金属氯化物。
本发明步骤(1)所述制粒包括：混合铜冶炼烟尘、含碳粉料、水以及粘结剂，通过制粒机制备得到焙烧料。
作为本发明的一个优选技术方案，步骤(1)所述含碳粉料包括焦粉、煤粉或活性炭粉，典型但非限制性的组合包括：焦粉和煤粉的组合，焦粉和活性炭粉的组合，煤粉和活性炭粉的组合，或焦粉、煤粉和活性炭粉的组合。
优选地，所述含碳粉料的平均粒径为2～4mm，例如可以是2mm、2.5mm、3mm、3.5mm或4mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，所述铜冶炼烟尘的平均粒径为4～8mm，例如可以是4mm、5mm、6mm、7mm或8mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述含碳粉料中碳元素与铜冶炼除尘灰中铅和砷元素的摩尔比C:(As+Pb)＝(1.2～2):1，例如可以是1.2:1、1.4:1、1.6:1、1.8:1或2:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
值得注意的是，本发明中含碳粉料用于还原剂和提供热量，其含量过高会导致铅锌铜铁的氧化物还原以及温度高能耗高，含量过低则会导致五氧化二砷没有充分还原为三氧化二砷且温度过低。
优选地，步骤(1)所述焙烧料的粒径为10～20mm，例如可以是10mm、12mm、14mm、16mm、18mm或20mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
作为本发明的一个优选技术方案，步骤(2)所述一次焙烧的温度为400～550℃，例如可以是400℃、420℃、440℃、460℃、480℃、500℃、520℃或540℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
值得注意的是，本发明一次焙烧的温度为400～550℃，一次焙烧温度过高会导致焙烧料中铅锌物料挥发，温度过低则会导致砷氧化物挥发不完全。
优选地，步骤(2)所述一次焙烧的时间为1～2h，例如可以是1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h或2h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
作为本发明的一个优选技术方案，步骤(2)所述一次烟气为含砷烟气。
优选地，所述含砷烟气中包含有As2O3。
作为本发明的一个优选技术方案，步骤(3)所述混合前还包括对一次焙烧渣的降温处理。
优选地，所述降温处理的终点为：一次焙烧渣的温度≤100℃，例如可以是80℃、70℃、60℃、50℃、40℃或30℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
作为本发明的一个优选技术方案，步骤(3)所述盐酸的浓度为1～5mol/L，例如可以是1mol/L、2mol/L、3mol/L、4mol/L或5mol/L，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，所述盐酸中Cl元素与一次焙烧渣中Zn和Cu的摩尔比为：Cl:(Zn+Cu)＝2.1～2.5，例如可以是2.1、2.15、2.2、2.25、2.3、2.35、2.4或2.45，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
作为本发明的一个优选技术方案，步骤(3)所述二次焙烧的温度为700～850℃，例如可以是720℃、740℃、760℃、780℃、800℃、820℃或840℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
值得注意的是，本发明二次焙烧的温度为700～850℃，二次焙烧温度过高会导致一次焙烧渣中氯化铜挥发，温度过低则会导致氯化锌挥发不完全。
优选地，步骤(3)所述二次焙烧的时间为0.5～1h，例如可以是0.55h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h或0.95h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
作为本发明的一个优选技术方案，步骤(3)所述二次焙烧渣为富铜焙烧渣。
优选地，所述富铜焙烧渣中Cu的含量为12-18wt％，例如可以是12wt％、14wt％、16wt％或18wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述二次烟气为含锌烟气。
优选地，所述含锌烟气中包含有ZnCl2。
作为本发明的一个优选技术方案，所述方法还包括：分别对一次烟气和二次烟气的后处理过程。
优选地，所述后处理过程包括依次进行的冷却处理以及回收处理。
优选地，所述冷却处理的终点为：温度≤200℃，例如可以是190℃、180℃、160℃、150℃、140℃、120℃或100℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，所述回收处理包括采用高效除尘器捕集回收。
作为本发明的优选技术方案，本发明提供的综合处理铜冶炼烟尘的方法包括如下步骤：
(1)混合平均粒径为4～8mm的铜冶炼烟尘和平均粒径为2～4mm的含碳粉料，制粒后得到粒径为10～20mm的焙烧料；所述含碳粉料中碳元素与铜冶炼除尘灰中铅和砷元素的摩尔比C:(As+Pb)＝(1.2～2):1；
(2)对步骤(1)所得焙烧料在400～550℃下进行1～2h的一次焙烧，得到液态粗铅、一次焙烧渣和包含有As2O3的一次烟气；所述一次烟气降温至200℃以下后采用高效除尘器捕集回收；
(3)混合浓度为1～5mol/L的盐酸和降温至100℃以下的一次焙烧渣，而后在700～850℃下进行0.5～1h的二次焙烧，得到富铜焙烧渣和含有ZnCl2的二次烟气；
所述盐酸中Cl元素与一次焙烧渣中Zn和Cu的摩尔比为：Cl:(Zn+Cu)＝2.1～2.5；所述二次烟气降温至200℃以下后采用高效除尘器捕集回收。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明在常规一级焙烧基础上，控制焙烧温度，实现气砷、液铅、固渣的分层回收，实现铜冶炼烟尘无害化；
(2)本发明通过对一次焙烧渣进行盐酸化处理，实现了将锌、铜等元素转化为低沸点氯化物，通过二次焙烧沸腾去除氯化锌并回收，得到富铜渣可作为铜精矿，实现多金属的资源化利用；
(3)本发明提供的综合处理铜冶炼烟尘的方法相对火法湿法联用或湿法，工艺流程较短，能耗低，回收效率高且成本低。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的综合处理铜冶炼烟尘的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
下述实施例和对比例中铜冶炼烟尘中的金属元素含量如表1所示：
表1
| 金属元素 | 铜 | 铅 | 砷 | 锌 | 其他成分 |
| 含量/％ | 9.55 | 17.75 | 4.65 | 8.15 | 59.90 |
实施例1
本实施例提供了一种如图1所示的综合处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)混合平均粒径为4mm的铜冶炼烟尘和平均粒径为2mm的焦粉，制粒后得到粒径为10mm的焙烧料；所述焦粉中碳元素与铜冶炼除尘灰中铅和砷元素的摩尔比C:(As+Pb)＝1.4:1；所述焦粉中95％含量为C元素，加入焦粉与铜冶炼烟尘质量比为2.85％；
(2)对步骤(1)所得焙烧料在450℃下进行1.5h的一次焙烧，得到液态粗铅、一次焙烧渣和包含有As2O3的一次烟气；所述一次烟气降温至200℃以下后采用高效除尘器捕集回收；
(3)混合浓度为2mol/L的盐酸和降温至100℃以下的一次焙烧渣，而后在750℃下进行0.5h的二次焙烧，得到富铜焙烧渣和含有ZnCl2的二次烟气；
所述盐酸中Cl元素与一次焙烧渣中Zn和Cu的摩尔比为：Cl:(Zn+Cu)＝2.1；所述二次烟气降温至200℃以下后采用高效除尘器捕集回收。
实施例2
本实施例提供了一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)混合平均粒径为8mm的铜冶炼烟尘和平均粒径为4mm的焦粉，制粒后得到粒径为20mm的焙烧料；所述焦粉中碳元素与铜冶炼除尘灰中铅和砷元素的摩尔比C:(As+Pb)＝2:1；所述焦粉中95％含量为C元素；
(2)对步骤(1)所得焙烧料在400℃下进行2h的一次焙烧，得到液态粗铅、一次焙烧渣和包含有As2O3的一次烟气；所述一次烟气降温至150℃以下后采用高效除尘器捕集回收；
(3)混合浓度为1mol/L的盐酸和降温至90℃以下的一次焙烧渣，而后在700℃下进行1h的二次焙烧，得到富铜焙烧渣和含有ZnCl2的二次烟气；
所述盐酸中Cl元素与一次焙烧渣中Zn和Cu的摩尔比为：Cl:(Zn+Cu)＝2.5；所述二次烟气降温至200℃以下后采用高效除尘器捕集回收。
实施例3
本实施例提供了一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)混合平均粒径为6mm的铜冶炼烟尘和平均粒径为3mm的焦粉，制粒后得到粒径为15mm的焙烧料；所述含碳粉料中碳元素与铜冶炼除尘灰中铅和砷元素的摩尔比C:(As+Pb)＝1.2:1；
(2)对步骤(1)所得焙烧料在550℃下进行1h的一次焙烧，得到液态粗铅、一次焙烧渣和包含有As2O3的一次烟气；所述一次烟气降温至180℃以下后采用高效除尘器捕集回收；
(3)混合浓度为10mol/L的盐酸和降温至80℃以下的一次焙烧渣，而后在850℃下进行0.5h的二次焙烧，得到富铜焙烧渣和含有ZnCl2的二次烟气；
所述盐酸中Cl元素与一次焙烧渣中Zn和Cu的摩尔比为：Cl:(Zn+Cu)＝2.3；所述二次烟气降温至150℃以下后采用高效除尘器捕集回收。
实施例4
本实施例提供了一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法与实施例1的区别仅在于：
本实施例将步骤(1)所述含碳粉料中碳元素与铜冶炼除尘灰中铅和砷元素的摩尔比修改为C:(As+Pb)＝1.6:1；
并将步骤(2)所述一次焙烧的温度修改为500℃，时间修改为1.5h。
实施例5
本实施例提供了一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法与实施例1的区别仅在于：
本实施例将步骤(3)所述盐酸中Cl元素与一次焙烧渣中Zn和Cu的摩尔比修改为：Cl:(Zn+Cu)＝2.3；
并将步骤(3)所述二次焙烧的温度修改为800℃，时间修改为40min。
实施例6
本实施例提供了一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法与实施例4的区别仅在于：
本实施例将步骤(1)所述的焦粉修改为煤粉。
实施例7
本实施例提供了一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法与实施例4的区别仅在于：
本实施例将步骤(2)所述一次焙烧的温度修改为380℃。
实施例8
本实施例提供了一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法与实施例4的区别仅在于：
本实施例将步骤(2)所述一次焙烧的温度修改为560℃。
实施例9
本实施例提供了一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法与实施例4的区别仅在于：
本实施例将步骤(3)所述二次焙烧的温度修改为680℃。
实施例10
本实施例提供了一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法与实施例4的区别仅在于：
本实施例将步骤(3)所述二次焙烧的温度修改为870℃。
对比例1
本对比例提供了一种处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)混合平均粒径为4mm的铜冶炼烟尘和平均粒径为2mm的焦粉，制粒后得到粒径为10mm的焙烧料；所述焦粉中碳元素与铜冶炼除尘灰中铅和砷元素的摩尔比C:(As+Pb)＝1.4:1；所述焦粉中95％含量为C元素，加入焦粉与铜冶炼烟尘质量比为2.85％；
(2)将步骤(1)所得焙烧料在1000℃下进行焙烧2h，得到含有单质铅、锌、铜以及铅锌铜氧化物的混合物，且物料发生烧结，成为块状。
对比例2
本对比例提供了一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，所述方法与实施例4的区别仅在于：
本对比例将步骤(3)所述的盐酸修改为硫酸，并将硫酸中硫酸根与一次焙烧渣中Zn和Cu的摩尔比修改为：1.2。
采用实施例1-10以及对比例1-2提供的方法得到的富铜焙烧渣中含有As、Pb、Zn和Cu，其含量如表2所示；采用实施例1-10以及对比例1-2提供的方法回收As、Pb和Zn回收率结果如表2所示。
表2
通过分析表2可知：
(1)分析实施例4和6可知，含碳粉料的选择会影响原料含碳量，进而影响还原反应速率。
(2)分析实施例4和实施例7-8可知，一次焙烧过程中的温度会影响砷铅锌铜的还原反应和砷挥发速率，进而影响砷铅铜的回收率。
(3)分析实施例4和实施例9-10可知，二次焙烧过程中的温度会影响锌和铜的挥发速率。
(4)分析实施例4和对比例1可知，本发明提供的分级焙烧过程可以分级回收砷铅锌，相较于单次焙烧可以提高锌的回收率，减少铜的挥发；
(5)分析实施例4和对比例2可知，盐酸可以提高锌的回收率，硫酸虽然可以提供酸性环境，但是硫酸盐沸点过高，硫酸锌挥发量低于氯化锌。
综上所述，本发明通过采用二级焙烧的方法处理铜冶炼烟尘，实现了冶金危废铜冶炼烟尘的安全处置和综合利用，分级焙烧温度低于常规焙烧，节能降耗，降低铜冶炼烟尘处理成本。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种综合处理铜冶炼烟尘的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)混合铜冶炼烟尘和含碳粉料，制粒后得到焙烧料；
(2)对步骤(1)所得焙烧料进行一次焙烧，得到液态粗铅、一次焙烧渣和一次烟气；
(3)混合盐酸和步骤(2)所得一次焙烧渣，而后进行二次焙烧，得到二次焙烧渣和二次烟气。
2.根据权利要求1所述综合处理铜冶炼烟尘的方法，其特征在于，步骤(1)所述含碳粉料包括焦粉、煤粉或活性炭粉中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述含碳粉料的平均粒径为2～4mm；
优选地，所述铜冶炼烟尘的平均粒径为4～8mm；
优选地，步骤(1)所述含碳粉料中碳元素与铜冶炼除尘灰中铅和砷元素的摩尔比C:(As+Pb)＝(1.2～2):1；
优选地，步骤(1)所述焙烧料的粒径为10～20mm。
3.根据权利要求1或2所述综合处理铜冶炼烟尘的方法，其特征在于，步骤(2)所述一次焙烧的温度为400～550℃；
优选地，步骤(2)所述一次焙烧的时间为1～2h。
4.根据权利要求1-3任一项所述综合处理铜冶炼烟尘的方法，其特征在于，步骤(2)所述一次烟气为含砷烟气；
优选地，所述含砷烟气中包含有As2O3。
5.根据权利要求1-4任一项所述综合处理铜冶炼烟尘的方法，其特征在于，步骤(3)所述混合前还包括对一次焙烧渣的降温处理；
优选地，所述降温处理的终点为：一次焙烧渣的温度≤100℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述综合处理铜冶炼烟尘的方法，其特征在于，步骤(3)所述盐酸的浓度为1～5mol/L；
优选地，所述盐酸中Cl元素与一次焙烧渣中Zn和Cu的摩尔比为：Cl:(Zn+Cu)＝2.1～2.5。
7.根据权利要求1-6任一项所述综合处理铜冶炼烟尘的方法，其特征在于，步骤(3)所述二次焙烧的温度为700～850℃；
优选地，步骤(3)所述二次焙烧的时间为0.5～1h。
8.根据权利要求1-7任一项所述综合处理铜冶炼烟尘的方法，其特征在于，步骤(3)所述二次焙烧渣为富铜焙烧渣；
优选地，所述富铜焙烧渣中Cu的含量为12-18wt％；
优选地，步骤(3)所述二次烟气为含锌烟气；
优选地，所述含锌烟气中包含有ZnCl2。
9.根据权利要求1-8任一项所述综合处理铜冶炼烟尘的方法，其特征在于，所述方法还包括：分别对一次烟气和二次烟气的后处理过程；
优选地，所述后处理过程包括依次进行的冷却处理以及回收处理；
优选地，所述冷却处理的终点为：温度≤200℃；
优选地，所述回收处理包括采用高效除尘器捕集回收。
10.根据权利要求1-9任一项所述综合处理铜冶炼烟尘的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)混合平均粒径为4～8mm的铜冶炼烟尘和平均粒径为2～4mm的含碳粉料，制粒后得到粒径为10～20mm的焙烧料；所述含碳粉料中碳元素与铜冶炼除尘灰中铅和砷元素的摩尔比C:(As+Pb)＝(1.2～2):1；
(2)对步骤(1)所得焙烧料在400～550℃下进行1～2h的一次焙烧，得到液态粗铅、一次焙烧渣和包含有As2O3的一次烟气；所述一次烟气降温至200℃以下后采用高效除尘器捕集回收；
(3)混合浓度为1～5mol/L的盐酸和降温至100℃以下的一次焙烧渣，而后在700～850℃下进行0.5～1h的二次焙烧，得到富铜焙烧渣和含有ZnCl2的二次烟气；
所述盐酸中Cl元素与一次焙烧渣中Zn和Cu的摩尔比为：
Cl:(Zn+Cu)＝2.1～2.5；所述二次烟气降温至200℃以下后采用高效除尘器捕集回收。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310544660.5A CN116574913A (zh) | 2023-05-15 | 2023-05-15 | 一种综合处理铜冶炼烟尘的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310544660.5A CN116574913A (zh) | 2023-05-15 | 2023-05-15 | 一种综合处理铜冶炼烟尘的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116574913A true CN116574913A (zh) | 2023-08-11 |
Family
ID=87539149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310544660.5A Pending CN116574913A (zh) | 2023-05-15 | 2023-05-15 | 一种综合处理铜冶炼烟尘的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116574913A (zh) |
-
2023
- 2023-05-15 CN CN202310544660.5A patent/CN116574913A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104911356B (zh) | 一种固废瓦斯灰、含锌铁钒渣综合回收工艺 | |
| CN108998657B (zh) | 一种含砷烟尘脱砷并回收有价金属的方法 | |
| CN109371252B (zh) | 一种火法与湿法联合处理炼锑砷碱渣的装置及方法 | |
| CN203728902U (zh) | 一种固废瓦斯灰、含锌铁钒渣综合回收装置 | |
| CN110564970A (zh) | 一种从高炉布袋灰中回收钾、钠、锌的工艺方法 | |
| CN109928413B (zh) | 一种铝灰苏打烧结脱氮同步制备铝酸钠的方法 | |
| CN107090551B (zh) | 一种钒钛磁铁矿的直接提钒的方法 | |
| CN106011489A (zh) | 处理铁矾渣的方法 | |
| CN111235397A (zh) | 一种高效处理铜冶炼烟尘的工艺 | |
| CN110669941A (zh) | 一种白烟尘选择性脱砷和有价金属回收方法 | |
| CN110863219B (zh) | 一种含锌转炉尘泥资源化利用的方法 | |
| CN112609084A (zh) | 一种烟化炉高锌铅锡烟尘综合处理方法 | |
| CN104152671B (zh) | 一种由含锡铁矿制备炼铁用铁精矿的方法 | |
| CN1453379A (zh) | 从废触媒中湿法提取钒和/或钼的工艺 | |
| CN113862464B (zh) | 一种黑铜泥中铜及稀散金属回收的方法 | |
| CN113755704A (zh) | 一种含碳砷金精矿梯级分离综合回收的方法 | |
| CN101403041A (zh) | 一种脱除难处理金精矿中砷硫元素的方法 | |
| CN114558440B (zh) | 一种高氯锌灰氨-硫铵法高效提锌耦合矿浆法烟气脱硫固碳的工艺 | |
| CN106119546A (zh) | 一种通过回转窑焙烧次氧化锌粉富集有价金属的方法 | |
| CN116574913A (zh) | 一种综合处理铜冶炼烟尘的方法 | |
| CN110564969B (zh) | 一种综合回收高炉瓦斯灰中铅、锌、铁的方法 | |
| CN1048287C (zh) | 锌的硫化矿的复合催化氧化直接浸出工艺 | |
| CN111254287B (zh) | 一种含铅锌富集氧化物的冶炼回收方法 | |
| CN113265545A (zh) | 一种高炉瓦斯灰的处理装置及处理方法 | |
| CN112813278A (zh) | 一种铜浮渣的回收处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |