ES2735333T3 - Método y aparato para reducir escoria de fundición de cobre - Google Patents

Método y aparato para reducir escoria de fundición de cobre Download PDF

Info

Publication number
ES2735333T3
ES2735333T3 ES14830180T ES14830180T ES2735333T3 ES 2735333 T3 ES2735333 T3 ES 2735333T3 ES 14830180 T ES14830180 T ES 14830180T ES 14830180 T ES14830180 T ES 14830180T ES 2735333 T3 ES2735333 T3 ES 2735333T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
slag
copper
molten
reducing agent
cleaning
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.)
Active
Application number
ES14830180T
Other languages
English (en)
Inventor
Songlin Zhou
Weidong Liu
Hu Wang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XIANG GUANG COPPER CO Ltd
Original Assignee
XIANG GUANG COPPER CO Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XIANG GUANG COPPER CO Ltd filed Critical XIANG GUANG COPPER CO Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2735333T3 publication Critical patent/ES2735333T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0002—Preliminary treatment
    • 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
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0026—Pyrometallurgy
    • C22B15/0028—Smelting or converting
    • C22B15/0047—Smelting or converting flash 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
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0026—Pyrometallurgy
    • C22B15/0054—Slag, slime, speiss, or dross treating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/02—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces of single-chamber fixed-hearth type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/20—Arrangements of heating devices
    • F27B3/205—Burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0033—Charging; Discharging; Manipulation of charge charging of particulate material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/02—Supplying steam, vapour, gases, or liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001—Heating elements or systems
    • F27D99/0033—Heating elements or systems using burners
    • 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
    • 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
    • C22B7/04—Working-up slag
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B2014/002—Smelting process, e.g. sequences to melt a specific material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B2014/002—Smelting process, e.g. sequences to melt a specific material
    • F27B2014/004—Process involving a smelting step, e.g. vaporisation
    • 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)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Un método para limpiar escoria fundida de fundición de cobre, que comprende los siguientes pasos: en un dispositivo de limpieza, mezclar escoria fundida de fundición de cobre, un agente reductor y gas inerte presurizado para realizar la limpieza para obtener por ello escoria limpia, en donde el gas inerte tiene una presión de 100 kPa a 800 kPa, en la escoria fundida de fundición de cobre, el cobre en estado oxidado está en una cantidad del 10% al 20% en peso, el agente reductor es concentrado de cobre que contiene FeS y Cu2S, y una relación en masa de contenido de azufre en el agente reductor a contenido de oxígeno en la escoria fundida de fundición de cobre es (0,6-1,5):1.

Description

DESCRIPCIÓN
Método y aparato para reducir escoria de fundición de cobre
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo técnico de la metalurgia no ferrosa, en particular, a un método para limpiar escoria fundida de fundición de cobre.
Antecedentes de la invención
En la industria pirometalúrica de cobre, un método es producir cobre blister indirectamente a partir de concentrado de sulfuro de cobre, que generalmente comprende dos pasos: primero, el concentrado de sulfuro de cobre se somete a desulfuración y eliminación de hierro y fundición para obtener una mata de cobre de alta calidad; y luego la mata de cobre resultante se somete además a desulfuración y eliminación de hierro y conversión para dar cobre blister. Otro método es producir cobre blister directamente a partir de concentrado de cobre, que se adopta en la producción práctica por la fundición Olympic Dam en Australia, la fundición Glogow en Polonia y la fundición KCM en Zambia. Estos métodos tienen una característica común de que la escoria resultado de la producción contiene Cu2O y Fe3O4 en una cantidad relativamente grande. En general, la escoria contiene del 10% al 20% en peso de cobre y del 30% al 50% en peso de Fe3O4.
Debido al alto contenido de cobre en la escoria, en todos los procesos anteriores la escoria se trata por medio de limpieza con horno eléctrico para disminuir el contenido de cobre en la escoria. Durante la limpieza con horno eléctrico, se añade típicamente agente reductor para tratar la escoria por reducción, y el horno eléctrico podría mantener la temperatura para garantizar el fundamento termodinámico para la reducción. No obstante, la limpieza con horno eléctrico meramente proporciona un fundamento termodinámico para la reducción, pero conduce a una baja eficiencia de reacción, de manera que el tiempo para reducir Cu2O y Fe3O4 en escoria es excesivamente largo, es decir, el tiempo de limpieza es largo, el consumo de energía es alto y la escoria tratada tiene un contenido de cobre del 1% al 4% en peso, es decir, la escoria todavía tiene un contenido de cobre relativamente grande y necesita ser sometida a tratamientos adicionales como beneficio antes de la aplicación. De esta forma, causa el problema de una inversión y coste de producción relativamente altos, y es desfavorable para la producción.
Compendio de la invención
Con el fin de resolver el problema técnico anterior, la presente invención según la reivindicación independiente 1 proporciona un método para limpieza de escoria fundida de fundición de cobre y un dispositivo de limpieza para la limpieza de escoria fundida de fundición de cobre. El método tiene una alta eficiencia de reacción para limpieza de escoria, podría disminuir el contenido de cobre en la escoria final y permite que la escoria sea aplicada sin tratamiento adicional tal como beneficio.
La presente invención proporciona un método para limpiar escoria fundida de fundición de cobre, que comprende los siguientes pasos:
en un dispositivo de limpieza, mezclar escoria fundida de fundición de cobre, un agente reductor y gas inerte presurizado para realizar la limpieza para obtener por ello escoria limpia, en donde el gas inerte tiene una presión de 100 kPa a 800 kPa en escoria fundida de fundición de cobre, el cobre en estado oxidado está en una cantidad del 10% al 20% en peso,
el agente reductor es concentrado de cobre que contiene FeS y Cu2S, y una relación en masa de contenido de azufre en el agente reductor a contenido de oxígeno en la escoria fundida de fundición de cobre es (0,6-1,5): 1. Preferiblemente, el dispositivo de limpieza comprende:
un cuerpo de horno, que comprende un baño de fusión en su interior y se dota dentro del mismo con una boquilla de gas, un puerto de alimentación y un puerto de descarga de escoria;
en donde la boquilla de gas está dispuesta en la pared lateral del cuerpo de horno y conduce a la parte media del baño de fusión.
Preferiblemente, la escoria fundida de fundición de cobre y el agente reductor se introducen en el dispositivo de limpieza a través del puerto de alimentación a través de un orificio de colada, respectivamente;
el gas inerte se introduce en el dispositivo de limpieza a través de la boquilla de gas.
Preferiblemente, el cuerpo de horno se dota con un quemador de combustible en la parte superior;
el combustible y un mejorador de combustión se introducen en el quemador de combustible.
Preferiblemente, el mejorador de combustión es un gas de oxígeno industrial con una concentración de oxígeno superior al 95% en peso.
Preferiblemente, el gas inerte es gas nitrógeno.
Preferiblemente, la escoria fundida de fundición de cobre está a una temperatura de 1050°C a 1350°C.
Un dispositivo de limpieza para limpieza de escoria fundida de fundición de cobre, que no es parte de la invención, comprende:
un cuerpo de horno, que comprende un baño de fusión en su interior y está dotado dentro del mismo con una boquilla de gas, un puerto de alimentación y un puerto de descarga de escoria; en donde la boquilla de gas está dispuesta en la pared lateral del cuerpo de horno y conduce a la parte media del baño de fusión.
En comparación con la técnica anterior, como se describe en el documento CN 101705360 A, la presente invención introduce escoria fundida de fundición de cobre y un agente reductor a un dispositivo de limpieza, introduce gas inerte presurizado con una presión de 100 kPa a 800 kPa al dispositivo de limpieza, mezcla los materiales y lleva a cabo la limpieza para obtener escoria limpia. En la presente invención, el calor razonable de la escoria fundida de fundición de cobre se utiliza para fundir el agente reductor, y el Cu2O y el Fe3O4 en la escoria se reducen por el agente reductor. El gas inerte introducido agita intensamente los materiales de reacción, hace hervir la escoria fundida, arrastra el agente reductor a la escoria fundida y fuerza al Cu2O y al Fe3O4 y al agente reductor a impactar, añadir y reaccionar interactivamente para formar una fase de escoria. Mediante agitación intensiva con gas inerte, la presente invención, como se describe en la reivindicación independiente 1, fomenta una rápida restauración de los materiales de reacción, intensifica el progreso de la reacción, cambia la naturaleza de la escoria rápidamente, y mientras tanto aumenta la probabilidad de colisión y combinación entre las gotitas de cobre fundido. En consecuencia, tal proceso intensificado en la presente invención puede reducir el contenido de cobre en la escoria final. La práctica muestra que mediante la presente invención, el contenido de cobre en la escoria final se reduce al 0,35% en peso o menos, el contenido de Fe3O4 se reduce al 4% en peso o menos, y la escoria limpia, sin tratamientos adicionales tales como beneficio, puede servir como materia prima para otras industrias después de ser granulada directamente con un proceso de granulación.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 muestra un diagrama esquemático estructural del dispositivo de limpieza para la limpieza de escoria fundida de fundición de cobre que se proporciona en la realización de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
Para una comprensión adicional de la presente invención, las realizaciones preferidas de la presente invención se representan a continuación en combinación con ejemplos, pero se debería entender que la representación es meramente para ilustrar aún más las características y los méritos de la presente invención, más que para limitar las reivindicaciones de la presente invención.
La presente invención proporciona un método para limpiar escoria fundida de fundición de cobre, que comprende los siguientes pasos:
en un dispositivo de limpieza, mezclar escoria fundida de fundición de cobre, un agente reductor y gas inerte presurizado seguido por realizar la limpieza para obtener por ello escoria limpia, en donde el gas inerte tiene una presión de 100 kPa a 800 kPa.
Para adaptarse al desarrollo de la metalurgia y superar las deficiencias de la técnica anterior, el método para limpiar escoria fundida de fundición de cobre proporcionado por la presente invención es un método mejorado para limpieza de escoria, que podría reducir el contenido de cobre en la escoria tratada de manera que la escoria final, sin tratamientos adicionales como beneficio, puede servir como materia prima para otras industrias después de ser granulada. La inversión y los costes de producción son relativamente bajos.
Además, se obtiene una mata de cobre mientras que se limpia la escoria fundida de fundición de cobre, y se puede devolver al procedimiento de fundición de cobre anterior como materia prima fría.
En una realización de la presente invención, la escoria fundida de fundición de cobre y un agente reductor se introducen en un dispositivo de limpieza, y se carga gas inerte presurizado a una presión de 100 kPa a 800 kPa en el dispositivo de limpieza. Los materiales entonces se mezclan para realizar la limpieza, para obtener por ello escoria limpia.
En la presente invención, la escoria fundida de fundición de cobre es rica en escoria en Cu2O y Fe3O4 y en estado fundido, que resulta de un proceso de fundición de cobre bien conocido por los expertos en la técnica. En la presente invención, no hay ninguna limitación especial para los componentes de la escoria fundida de fundición de cobre, donde el cobre está en estado oxidado y generalmente en una cantidad del 10% al 20% en peso, y el Fe3O4 generalmente está en una cantidad del 30% al 50% en peso. La escoria fundida de fundición de cobre tiene calor razonable, y la temperatura del mismo es preferiblemente de 1050°C a 1350°C. La presente invención utiliza el calor razonable de la escoria fundida de fundición de cobre para fundir el agente reductor, y no necesita complementar calor adicional para ayudar a la fusión del agente reductor, logrando por ello un buen efecto de ahorro de energía y un ahorro en el coste económico.
En la presente invención, un agente reductor se mezcla con la escoria fundida de fundición de cobre para reducir el Cu2O y el Fe3O4 en la escoria, de manera que el cobre en la escoria se enriquece y se asienta en la parte inferior del dispositivo de limpieza y se limpia la escoria de la capa superior. No hay ninguna limitación especial para el agente reductor en la presente invención. Preferiblemente, el agente reductor es un concentrado de cobre que contiene FeS y Cu2S, lo que implica un coste de producción bajo y es respetuoso con el medio ambiente. El concentrado de cobre que contiene FeS y Cu2S se refiere al concentrado de cobre que contiene sulfuro empleado en un proceso de fundición de cobre ordinario en la técnica, siendo principalmente calcopirita. No hay ninguna limitación especial a la fuente del mismo en la presente invención.
Durante un proceso de limpieza según un ejemplo de la presente invención, el FeS en el concentrado de cobre convierte el óxido de cobre Cu2O transportado en la escoria en bruto en sulfuro Cu2S, el Cu2S recién generado puede combinarse con el Cu2S y el FeS transportados en el concentrado de cobre para formar una mata de cobre; al mismo tiempo, el FeS en el concentrado de cobre reduce el óxido de hierro de alta valencia, Fe3O4 , en la escoria a FeO de óxido de baja valencia para cambiar la propiedad de la escoria. Esto es, el compuesto de hierro transportado en la escoria se convierte de Fe3O4 de alto punto de fusión a FeO de bajo punto de fusión. El FeO además hace escoria con SiO2 transportado en la escoria para formar 2FeO S O que tiene un punto de fusión más bajo, cambiando por ello las propiedades de la escoria final, reduciendo la viscosidad de la misma, facilitando la sedimentación y separación de la mata de cobre y disminuyendo el contenido de cobre en la escoria de la capa superior. La escoria fundida se mezcla proporcionalmente con el concentrado de cobre, y una relación en masa de contenido de azufre en el concentrado de cobre a contenido de oxígeno en la escoria fundida de fundición de cobre (S/O) es preferiblemente (0,6-1,5):1, más preferiblemente, (0,6-1,2): 1.
En la presente invención, la potencia para hacer hervir escoria fundida y generar una acción de agitación intensiva se proporciona introduciendo gas inerte presurizado en los materiales de reacción anteriores. En un ejemplo de la presente invención, el gas inerte introducido agita intensamente los materiales de reacción, hace hervir la escoria fundida, y arrastra el concentrado de cobre que contiene FeS y Cu2S a la escoria fundida, para forzar al Cu2O, Fe3O4 y FeS a impactar, añadir y reaccionar de manera interactiva, fomenta de este modo que las pequeñas gotitas generadas de Cu2S y FeS se combinen unas con otras para formar una mata de cobre y fomenta que el FeO generado haga escoria con SiO2 , formando por ello una fase de escoria y una fase de mata de cobre separadas. Mediante la agitación intensa con gas inerte, la presente invención fomenta la actualización rápida de los materiales de reacción, intensifica el progreso de la reacción y cambia la propiedad de la escoria rápidamente, y al mismo tiempo aumenta la probabilidad de colisión y combinación entre las gotitas de líquido. En consecuencia, tal proceso intensificado en la presente invención puede reducir el contenido de cobre en la escoria final. Además, la agitación con gas inerte puede evitar que el agente reductor y el Cu2S y FeO reducidos se oxiden, sin aumento en cantidad de uso de agente reductor, alta eficiencia y bajo coste.
En la presente invención, el gas inerte tiene una presión de 100 kPa a 800 kPa, preferiblemente de 200 kPa a 600 kPa, y más preferiblemente, de 300 kPa a 500 kPa. El gas inerte es preferiblemente gas nitrógeno, y puede aumentar el contacto entre los materiales de reacción y mejorar la eficiencia de la reacción. Además, el gas nitrógeno como gas inerte no volvería a oxidar el Cu2S y FeO reducidos, siendo beneficioso para la limpieza de escoria.
Se prefiere en la presente invención introducir escoria fundida de fundición de cobre en un dispositivo de limpieza, añadir proporcionalmente un agente reductor e introducir gas inerte presurizado en el dispositivo de limpieza. En la presente invención, el dispositivo de limpieza es preferiblemente un dispositivo de limpieza descrito de la siguiente manera.
La presente invención proporciona un dispositivo de limpieza para la limpieza de escoria fundida de fundición de cobre, que comprende:
un cuerpo de horno, que comprende un baño de fusión en su interior y está dotado dentro del mismo con una boquilla de gas, un puerto de alimentación y un puerto de descarga de escoria;
La boquilla de gas está dispuesta en la pared lateral del cuerpo de horno y conduce a la parte media del baño de fusión.
El dispositivo de limpieza proporcionado por la presente invención se usa en la limpieza de escoria fundida de fundición de cobre, y es beneficioso para disminuir el contenido de cobre de la escoria tratada.
El dispositivo de limpieza para la limpieza de escoria fundida de fundición de cobre proporcionado en los ejemplos de la presente invención es un horno metalúrgico de soplado lateral, cuya estructura se muestra en la Figura 1. La Figura 1 muestra un diagrama esquemático estructural del dispositivo de limpieza para la limpieza de escoria fundida de fundición de cobre que se proporciona en los ejemplos de la presente invención.
En la Figura 1, 1 representa escoria fundida de fundición de cobre, 2 representa un agente reductor, 3 representa gas inerte presurizado, 4 representa un cuerpo de horno, 411 representa una boquilla de gas, 412 representa un quemador de combustible, 413 representa un puerto de alimentación, 414 representa una chimenea ascendente, 415 representa un puerto de descarga de mata de cobre, 416 representa un puerto de descarga de escoria, 5 representa combustible, 6 representa un mejorador de combustión, 7 representa una capa de escoria y 8 representa una capa de mata de cobre.
En la presente invención, el cuerpo de horno 4 comprende un baño de fusión donde se realiza principalmente la limpieza de la escoria. En un ejemplo de la presente invención, el cuerpo de horno 4 comprende además dentro del mismo una chimenea ascendente 414 que está en comunicación con el baño de fusión. El gas del horno que contiene SO2 generado en el proceso de limpieza se descarga a través de la chimenea ascendente 414, se enfría, se desempolva y luego se deja escapar.
El cuerpo de horno 4 está dotado en el mismo con un puerto de alimentación 413 a través del cual se añaden la escoria fundida de fundición de cobre y el agente reductor. Preferiblemente, la escoria fundida de fundición de cobre 1 y el agente reductor 2 se introducen en el dispositivo de limpieza a través del puerto de alimentación 413 a través de un orificio de colada, respectivamente.
El cuerpo de horno 4 está dotado en el mismo con una boquilla de gas 411, que está situada en la pared lateral del cuerpo de horno y conduce a la parte media del baño de fusión. La parte media del baño de fusión se refiere a la posición correspondiente a la capa de escoria formada. La boquilla de gas 411 se puede situar en una pared lateral o dos paredes laterales del cuerpo de horno 4. En la presente invención, puede haber una o más boquillas de gas, preferiblemente 5, en una pared lateral.
En la presente invención, el gas inerte 3 se introduce preferiblemente en el dispositivo de producción a través de la boquilla de gas 411. Dado que la boquilla de gas 411 está dispuesta en la pared lateral del cuerpo de horno 4 y se puede sumergir en la masa fundida en el baño de fusión, es decir, el gas inerte se puede introducir en la capa de escoria, el gas inerte 3 introducido puede proporcionar mejor la potencia para hacer hervir la escoria fundida y formar una agitación intensiva, sin volver a agitar el producto en la escoria, por lo que es beneficioso para la sedimentación y separación del producto, y es de alta eficiencia.
En un ejemplo de la presente invención, el cuerpo de horno 4 está dotado en la parte superior con un quemador de combustible 412 en el que se introducen un combustible 5 y un mejorador de combustión 6. En la presente invención se prefiere quemar combustible 5 en el quemador de combustible 412, y el calor generado puede mantener el equilibrio térmico de la reacción de reducción. Se emplean combustibles comúnmente usados en la técnica. El mejorador de combustión es preferentemente gas de oxígeno industrial con una concentración de oxígeno superior al 95% en peso para asegurar una cantidad relativamente pequeña de gas de horno, de manera que el calor que se transporta lejos mediante el gas de horno sea lo suficientemente pequeño. No hay ninguna limitación especial a las cantidades del combustible y del mejorador de combustión en la presente invención, siempre que el calor total generado en la combustión pueda mantener el equilibrio térmico de la reacción de reducción.
En la presente invención, un puerto de descarga de escoria 416 está dispuesto en el cuerpo de horno. En un ejemplo de la presente invención, el puerto de alimentación 413 está situado en la parte superior en un extremo del cuerpo de horno 4, y los materiales de reacción se pueden añadir de manera proporcional y continua. El puerto de descarga de escoria 416 está situado en la parte inferior del otro extremo del cuerpo de horno 4. La escoria recién generada se descarga continuamente desde el puerto de descarga de escoria 416 y se granula para servir como materia prima para otras industrias.
En un ejemplo de la presente invención, un puerto de descarga de mata de cobre 415 está dispuesto en el cuerpo de horno 4, y situado en la parte más inferior del cuerpo de horno 4 y en el mismo extremo que el puerto de descarga de escoria. La mata de cobre se puede descargar desde el puerto de descarga de mata de cobre 415 y se puede granular para servir como materia prima para la producción de cobre blister.
No hay ninguna limitación especial para los materiales y tamaños del cuerpo de horno, la boquilla de gas y el quemador de combustible en la presente invención, y se emplean materiales y tamaños usados comúnmente en la técnica. Los tamaños del puerto de alimentación, del puerto de descarga de escoria, del puerto de descarga de mata de cobre, del baño de fusión y de la chimenea ascendente son contenido técnico bien conocido por los expertos en la técnica, y no hay ninguna limitación especial para ellos en la presente invención.
Cuando la limpieza de escoria se lleva a cabo según un ejemplo de la presente invención, la escoria fundida de fundición de cobre 1 se introduce en el cuerpo de horno 4 a través del puerto de alimentación 413 a través de un orificio de colada en un extremo del cuerpo de horno 4, se añade proporcionalmente concentrado de cobre 2 que contiene FeS y Cu2S a través del puerto de alimentación 413 a través de un orificio de colada, y se introduce continuamente gas inerte presurizado 3 a través de las boquillas de gas 411 que están dispuestas en dos paredes laterales del cuerpo de horno 4 y se sumergen en la masa fundida en el baño de fusión, para hacer hervir la escoria fundida y arrastrar el concentrado de cobre a la escoria fundida para formar la mezcla.
En el proceso, el calor razonable de la escoria entrega el concentrado de cobre fundido, y el FeS en el concentrado de cobre reduce el Cu2O en la escoria a Cu2S, y al mismo tiempo reduce el Fe3O4 en la escoria a FeO. El gas inerte introducido agita intensamente los materiales de reacción, fuerza a que el Fe3O4 , Cu2O y FeS impacten, añadan y reaccionen interactivamente, fomenta que las pequeñas gotitas generadas de Cu2S y FeS se combinen unas con otras para formar una mata de cobre y fomenta que el FeO generado haga escoria con el SiO2 , formando por ello la capa de escoria 7 y la capa de mata de cobre 8 separadas en el cuerpo de horno 4.
Además, según un ejemplo de la presente invención, el combustible 5 y el mejorador de combustión 6 se introducen en el quemador de combustible 412 dispuesto en la parte superior del cuerpo de horno 4, y el equilibrio térmico de la reacción de reducción se mantiene mediante la combustión del combustible 5 en el quemador. El mejorador de combustión 6 usado para la combustión del combustible 5 es un gas de oxígeno industrial con una concentración de oxígeno superior al 95% en peso, para asegurar una pequeña cantidad de gas de combustión, para garantizar que el calor transportado lejos por el gas de horno sea lo suficientemente pequeño.
En el otro extremo del cuerpo de horno 4, la mata de cobre en fase líquida se descarga desde el puerto de descarga de mata de cobre 415 que está dispuesto en la parte más inferior, y la escoria limpia en fase líquida se descarga desde el puerto de descarga de escoria 416. Además, el gas de horno que contiene SO2 generado en el proceso anterior se descarga a través de la chimenea ascendente 414, se enfría, se desempolva, se desulfuriza y luego se deja escapar.
La mata de cobre y la escoria limpia separadas se obtienen después de la terminación de la limpieza. Según el estándar de pruebas en la técnica, la escoria contiene cobre en una cantidad del 0,35% en peso o menos, y puede servir como materia prima para otras industrias después de ser granulada. La mata de cobre contiene cobre en una cantidad del 45% al 65% en peso, y se puede devolver al procedimiento de fundición de cobre anterior como materia prima fría después de ser granulada.
En resumen, el método para limpiar la escoria fundida de fundición de cobre proporcionado en la presente invención tiene una alta eficacia de reacción, y la cola tiene bajo contenido de cobre. Además, el método de la presente invención no solamente es simple en el proceso y cómodo para el control y la operación, sino que también tiene los méritos de un dispositivo pequeño, un bajo consumo de energía, menos inversión e idoneidad para su generalización.
Para una comprensión adicional de la presente invención, el método para limpiar escoria fundida de fundición de cobre y el dispositivo de limpieza para la limpieza de escoria fundida de fundición de cobre proporcionados en la presente invención se describen particularmente en combinación con los ejemplos a continuación.
La escoria fundida de fundición de cobre usada en los siguientes ejemplos tiene un contenido de cobre del 20% y un contenido de oxígeno del 30%, y está a una temperatura de 1250°C. Una relación en masa de cobre, azufre y hierro como tres componentes principales en el concentrado de cobre es 1:1:1, y la masa de los tres componentes principales representa el 75% de la masa total del concentrado de cobre.
Ejemplo 1
En el dispositivo de limpieza mostrado en la Figura 1, la escoria fundida de fundición de cobre 1 se introdujo en el cuerpo de horno 4 a través del puerto de alimentación 413 a través de un orificio de colada, el concentrado de cobre 2 que contiene FeS y Cu2S se añadió proporcionalmente a través del puerto de alimentación 413 a través de un orificio de colada, y el gas nitrógeno presurizado 3 se introdujo continuamente a través de las boquillas de gas 411 que se dispusieron en dos paredes laterales del cuerpo de horno 4 y se sumergieron en la masa fundida en el baño de fusión. Los materiales se mezclaron seguidos de una limpieza de escoria. Se formaron una capa de escoria 7 y una capa de mata de cobre 8 separadas en el cuerpo de horno 4.
La escoria en bruto se trató a una velocidad de 100 t/h, se añadió concentrado de cobre a una velocidad de 20 t/h; el gas nitrógeno estaba a una presión de 100 kPa; y una relación en masa de contenido de azufre en el concentrado de cobre a contenido de oxígeno en la escoria fundida de fundición de cobre (S/O) fue (0,6-1,2): 1.
El combustible 5 y el gas de oxígeno industrial 6 se introdujeron en el quemador de combustible 412 dispuesto en la parte superior del cuerpo de horno 4, y el equilibrio térmico de la reacción de reducción se mantuvo mediante la combustión del combustible 5 en el quemador.
La escoria limpia en fase líquida se descargó a través del puerto de descarga de escoria 416, y la mata de cobre en la parte más baja se descargó desde el puerto de descarga de mata de cobre 415. Además, el gas de horno que contiene SO2 generado en el proceso anterior se descargó a través de la chimenea ascendente 414, se enfrió, se desempolvó, se desulfurizó y luego se dejó escapar.
Se obtuvieron una mata de cobre y una escoria limpia separadas. Según el estándar de pruebas en la técnica, la escoria contiene cobre en una cantidad del 0,35% en peso, y la mata de cobre contiene cobre en una cantidad del 45% en peso.
Ejemplo 2
La limpieza de la escoria fundida de fundición de cobre se llevó a cabo según el método del ejemplo 1 con gas nitrógeno a una presión de 800 kPa y una relación en masa de contenido de azufre en el concentrado de cobre a contenido de oxígeno en la escoria fundida de fundición de cobre (S/O) que fue (0,6-1,2):1, para obtener una mata de cobre y una escoria limpia separadas.
Después de obtener la mata de cobre y la escoria limpia separadas, según el estándar de pruebas en la técnica, la escoria limpia contiene cobre en una cantidad del 0,35% en peso, y la mata de cobre contiene cobre en una cantidad del 45% en peso.
A partir de los ejemplos anteriores, se puede ver que el método para limpiar la escoria fundida de fundición de cobre proporcionado por la presente invención puede disminuir el contenido de cobre en la escoria tratada, de manera que la escoria final, sin tratamientos adicionales tales como beneficio, puede servir como materia prima para otras industrias después de ser granulada, permitiendo por ello un bajo coste de inversión y producción. Además, la mata de cobre se puede obtener mientras que se limpia la escoria fundida de fundición de cobre según la presente invención, y se puede devolver al procedimiento de fundición de cobre anterior como materia prima fría.
Además, el método de la presente invención tiene los méritos de un proceso simple y un control y operación cómodas, y es aplicable para ser generalizado.
La ilustración anterior con ejemplos es meramente para ayudar a la comprensión del método de la presente invención y la idea central del mismo. Se debería indicar que se pueden hacer diversas mejoras y modificaciones por un experto en la técnica sin desviación del principio de la presente invención, y tales mejoras y modificaciones todas caen dentro del alcance de protección cubierto por las reivindicaciones de la presente invención.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un método para limpiar escoria fundida de fundición de cobre, que comprende los siguientes pasos:
en un dispositivo de limpieza, mezclar escoria fundida de fundición de cobre, un agente reductor y gas inerte presurizado para realizar la limpieza para obtener por ello escoria limpia, en donde el gas inerte tiene una presión de 100 kPa a 800 kPa,
en la escoria fundida de fundición de cobre, el cobre en estado oxidado está en una cantidad del 10% al 20% en peso,
el agente reductor es concentrado de cobre que contiene FeS y Cu2S, y una relación en masa de contenido de azufre en el agente reductor a contenido de oxígeno en la escoria fundida de fundición de cobre es (0,6-1,5): 1.
2. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de limpieza comprende:
un cuerpo de horno, el cuerpo de horno comprende un baño de fusión en su interior y se dota dentro del mismo con una boquilla de gas, un puerto de alimentación y un puerto de descarga de escoria;
en donde la boquilla de gas está dispuesta en la pared lateral del cuerpo de horno y conduce a la parte media del baño de fusión.
3. El método según la reivindicación 2, caracterizado porque la escoria fundida de fundición de cobre y el agente reductor se introducen en el dispositivo de limpieza a través del puerto de alimentación a través de un orificio de colada, respectivamente;
el gas inerte se introduce en el dispositivo de limpieza a través de la boquilla de gas.
4. El método según la reivindicación 3, caracterizado porque el cuerpo de horno se dota con un quemador de combustible en la parte superior;
combustible y un mejorador de combustión se introducen en el quemador de combustible.
5. El método según la reivindicación 4, caracterizado porque el mejorador de combustión es un gas de oxígeno industrial con una concentración de oxígeno superior al 95% en peso.
6. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el gas inerte es gas nitrógeno.
7. El método de producción según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la escoria fundida de fundición de cobre está a una temperatura de 1050°C a 1350°C.
ES14830180T 2013-07-23 2014-05-21 Método y aparato para reducir escoria de fundición de cobre Active ES2735333T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310311055.XA CN103334014B (zh) 2013-07-23 2013-07-23 铜冶炼熔融炉渣贫化的方法
PCT/CN2014/077950 WO2015010500A1 (zh) 2013-07-23 2014-05-21 铜冶炼炉渣贫化方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2735333T3 true ES2735333T3 (es) 2019-12-18

Family

ID=49242209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES14830180T Active ES2735333T3 (es) 2013-07-23 2014-05-21 Método y aparato para reducir escoria de fundición de cobre

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9903005B2 (es)
EP (1) EP3026131B1 (es)
JP (1) JP6030246B2 (es)
CN (1) CN103334014B (es)
CL (1) CL2015001670A1 (es)
ES (1) ES2735333T3 (es)
RU (1) RU2633428C2 (es)
WO (1) WO2015010500A1 (es)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103388082B (zh) * 2013-07-23 2015-05-20 阳谷祥光铜业有限公司 粗铜的生产方法及用于粗铜生产的生产装置
CN103334014B (zh) * 2013-07-23 2016-01-27 阳谷祥光铜业有限公司 铜冶炼熔融炉渣贫化的方法
CN105671325A (zh) * 2016-03-15 2016-06-15 东北大学 一种铜冶炼渣的贫化处理方法
CN109055720B (zh) * 2018-09-06 2019-10-25 钢研晟华科技股份有限公司 一种基于碱法改性和低温硫化还原的铜渣制备铁粉的方法
CN110629036A (zh) * 2019-08-16 2019-12-31 中国瑞林工程技术股份有限公司 连续炼铜设备及炼铜方法
CN115141935A (zh) * 2021-03-29 2022-10-04 东北大学 一种铜精炼渣贫化方法
CN115141938A (zh) * 2021-03-29 2022-10-04 东北大学 一种利用铜精炼熔渣对铜冶炼熔渣进行贫化的方法
CN114836630A (zh) * 2022-03-29 2022-08-02 中国恩菲工程技术有限公司 铜精矿协同处理含铜危废的方法及系统
CN115012003B (zh) * 2022-06-20 2024-02-06 中南大学 一种硫化锑矿熔盐电解连续化生产的方法及装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2438911A (en) * 1945-04-21 1948-04-06 Falconbridge Nickel Mines Ltd Process for recovering metal values from slags
US3281236A (en) 1964-07-01 1966-10-25 Little Inc A Method for copper refining
GB1176655A (en) 1966-04-15 1970-01-07 Noranda Mines Ltd Liquid-Liquid Extraction of Reverberatory and Converter Slags by Iron Sulphide Solutions.
GB1458269A (en) * 1973-03-05 1976-12-15 Kennecott Copper Corp Process of extracting copper and/or molybdenum from ferro- silicate slag
US3857701A (en) 1973-09-26 1974-12-31 Us Interior Smelting of copper oxides to produce blister copper
AU509658B2 (en) * 1978-01-26 1980-05-22 Q-S Oxygen Process Ltd. Treating liquid slag
CA1190751A (en) * 1982-06-18 1985-07-23 J. Barry W. Bailey Process and apparatus for continuous converting of copper and non-ferrous mattes
SU1132550A1 (ru) * 1983-07-25 1996-09-27 Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов Способ переработки медьсодержащих шлаков
SU1573963A1 (ru) * 1988-07-07 1995-11-20 Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов Агрегат для переработки шлаков
US6231641B1 (en) 1998-02-12 2001-05-15 Kennecott Utah Copper Corporation Enhanced phase interaction at the interface of molten slag and blister copper, and an apparatus for promoting same
CN1354262A (zh) * 2000-11-16 2002-06-19 承德钢铁集团有限公司 顶侧复吹转炉炼钢方法
EP2053137A1 (fr) 2007-10-19 2009-04-29 Paul Wurth S.A. Valorisation de résidus contenant du cuivre et d'autres métaux de valeur
US20100107820A1 (en) 2008-11-04 2010-05-06 Euston Charles R Method for drying copper sulfide concentrates
US8101008B2 (en) * 2008-12-20 2012-01-24 Xiangguang Copper Co., Ltd. Anode refinement method for high-sulfur content coarse copper
JP5049311B2 (ja) * 2009-03-31 2012-10-17 パンパシフィック・カッパー株式会社 銅製錬における転炉スラグの乾式処理方法及びシステム
CN101839631B (zh) * 2009-07-21 2012-12-26 中国恩菲工程技术有限公司 铜熔炼渣电热贫化炉
CN101705360B (zh) * 2009-11-26 2011-07-20 阳谷祥光铜业有限公司 铜冶炼热态炉渣提铁工艺与装置
CN101736112B (zh) * 2009-12-25 2011-07-06 昆明理工大学 惰性气体喷吹从铜渣中熔融还原提铁的方法
CN101886154B (zh) * 2010-07-02 2012-06-20 昆明理工大学 一种铜渣与铁矿石混合熔融还原制得低铜铁水的方法
CN103014369A (zh) * 2012-11-28 2013-04-03 浙江和鼎铜业有限公司 一种双侧吹熔池熔炼工艺
CN103334014B (zh) 2013-07-23 2016-01-27 阳谷祥光铜业有限公司 铜冶炼熔融炉渣贫化的方法
CN103388082B (zh) * 2013-07-23 2015-05-20 阳谷祥光铜业有限公司 粗铜的生产方法及用于粗铜生产的生产装置

Also Published As

Publication number Publication date
RU2633428C2 (ru) 2017-10-12
EP3026131A4 (en) 2017-03-15
AU2014295665A1 (en) 2015-07-02
EP3026131B1 (en) 2019-04-17
US9903005B2 (en) 2018-02-27
JP6030246B2 (ja) 2016-11-24
WO2015010500A1 (zh) 2015-01-29
CN103334014B (zh) 2016-01-27
EP3026131A1 (en) 2016-06-01
CL2015001670A1 (es) 2016-01-15
JP2015537121A (ja) 2015-12-24
CN103334014A (zh) 2013-10-02
US20150307959A1 (en) 2015-10-29
RU2015121634A (ru) 2017-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2735333T3 (es) Método y aparato para reducir escoria de fundición de cobre
ES2755992T3 (es) Método para producir cobre en bruto
FI64189C (fi) Foerfarande och anordning foer kontinuerlig framstaellning av raokoppar ur sulfidkopparmalm
US8771396B2 (en) Method for producing blister copper directly from copper concentrate
ES2666396B2 (es) Un procedimiento para fundir un mineral de sulfuro de cobre con alto contenido de arsénico
CN104032147B (zh) 一种富氧侧吹熔池熔炼铜锍的生产工艺及三侧吹熔炼炉
CN101343680B (zh) 钢包专用冶金型精炼渣及其制备方法
CN103757170A (zh) 一种镍冶炼炉渣喷吹还原提铁的方法
JP5357536B2 (ja) 高含硫粗銅の陽極精錬方法
WO2016090769A1 (zh) 一种不锈钢及其冶炼工艺
CN103866133B (zh) 硅锰合金尾渣的提炼装置及其使用方法
WO2018228075A1 (zh) 短流程炼铜方法及系统
CN203049009U (zh) 铅闪速熔炼炉
CN107739776A (zh) 钙铝复合脱氧剂
GB2601212A (en) System and method for efficient recovery of valuable metals from tin secondary raw materials
CN102352144B (zh) 一种用于降低钢中氧含量的电极防氧化涂料的制备方法
CN202279849U (zh) 铅双室圆形反射炉
CN105543498B (zh) 一种用于处理高杂质铜精矿且浅氧化无还原阳极精炼的冶炼方法
CN105695759A (zh) 一种从铜冶炼渣中回收铅、锌、砷、锑、铋以及锡的方法
UA89339C2 (uk) Спосіб ведення конвертерної плавки