JP6030246B2 - 銅精錬スラグを減少させる方法および装置 - Google Patents

銅精錬スラグを減少させる方法および装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6030246B2
JP6030246B2 JP2015545661A JP2015545661A JP6030246B2 JP 6030246 B2 JP6030246 B2 JP 6030246B2 JP 2015545661 A JP2015545661 A JP 2015545661A JP 2015545661 A JP2015545661 A JP 2015545661A JP 6030246 B2 JP6030246 B2 JP 6030246B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slag
copper
molten slag
cleaning
copper smelting
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
JP2015545661A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015537121A (ja
Inventor
ジョウ、ソンリン
リウ、ウェイドン
ワン、フー
Original Assignee
陽谷祥光銅業有限公司
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 陽谷祥光銅業有限公司 filed Critical 陽谷祥光銅業有限公司
Publication of JP2015537121A publication Critical patent/JP2015537121A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6030246B2 publication Critical patent/JP6030246B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0002Preliminary treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0026Pyrometallurgy
    • C22B15/0028Smelting or converting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0026Pyrometallurgy
    • C22B15/0028Smelting or converting
    • C22B15/0047Smelting or converting flash smelting or converting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0026Pyrometallurgy
    • C22B15/0054Slag, slime, speiss, or dross treating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00Crucible or pot furnaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/02Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces of single-chamber fixed-hearth type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/20Arrangements of heating devices
    • F27B3/205Burners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0033Charging; Discharging; Manipulation of charge charging of particulate material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/02Supplying steam, vapour, gases, or liquids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001Heating elements or systems
    • F27D99/0033Heating elements or systems using burners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working 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
    • C22B7/04Working-up slag
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00Crucible or pot furnaces
    • F27B2014/002Smelting process, e.g. sequences to melt a specific material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00Crucible or pot furnaces
    • F27B2014/002Smelting process, e.g. sequences to melt a specific material
    • F27B2014/004Process involving a smelting step, e.g. vaporisation
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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)

Description

本出願は、「銅精錬溶融スラグを清浄する方法および銅精錬溶融スラグを清浄する清浄装置」という名称で、2013年7月23日に中国国家知識産権局(SIPO)に出願された中国特許出願第201310311055.X号の優先権を主張し、当該出願はその全体を本出願に参照して組み込む。
本発明は、非鉄冶金学の技術分野、特に、銅精錬溶融スラグを清浄する方法および銅精錬溶融スラグを清浄する清浄装置とに関する。
銅乾式冶金産業においては、一つの方法は粗銅を硫化銅濃縮物から間接的に生産しており、これは一般に二つのステップからなる。即ち、先ず、硫化銅濃縮物が脱硫及び除鉄を受け精錬されて高品位な銅マットを得て、次いで、この結果として生じる銅マットが脱硫及び除鉄を更に受けて、粗銅を与えるように変換される。他の方法は粗銅を銅濃縮物から直接に生産しており、これはオーストラリアのOlympic Dam製錬所、ポーランドのGlogow製錬所、及びザンビアのKCM製錬所によって実際的な生産に採用されている。これらの方法は、生産から生じたスラグがCuO及びFeを比較的に大量に含有するという共通の特徴を有する。一般に、このスラグは10重量%乃至20重量%の銅と、30重量%乃至50重量%のFeとを包含する。
スラグ中の銅含有量が高いために、上記のすべてのプロセスで、スラグは、スラグ中の銅含有量を低下させるために電気炉清浄にて処理される。電気炉清浄の間、典型的には還元剤を添加してスラグを還元処理し、電気炉は還元のための熱力学的基礎を保証するための温度を維持する。しかし、電気炉清浄は、単に還元のための熱力学的基礎を提供するだけで、低い反応効率となり、スラグ中のCuO及びFeを低減するための時間が非常に長い。すなわち、清浄時間が長く、エネルギ消費が高く、処理されたスラグが1重量%乃至4重量%の銅含有量を有する。すなわち、スラグは、まだ比較的高い銅含有量を有しており、利用する前に選鉱のような処理をさらに受ける必要がある。このように、比較的高い投資および生産コストの問題を生じ、生産には好適ではない。
上記の技術的問題を解決するために、本発明は、銅精錬溶融スラグを清浄する方法および銅精錬溶融スラグを清浄する清浄装置を提供する。当該方法は、スラグの清浄に高い反応効率を有し、最終スラグの銅含有量を低減でき、スラグを選鉱のような更なる処理なしで利用に供することができる。
本発明は、銅精錬溶融スラグを清浄する方法を提供し、
清浄装置内で、銅精錬溶融スラグ、還元剤および加圧不活性ガスを混合して清浄を行い、それにより清浄スラグを得る工程であって、前記不活性ガスは100kPa乃至800kPaの圧力を有する、工程を備える。
好ましくは、前記清浄装置は、
炉本体を備え、前記炉本体は、内部に溶融貯まりを備え、ガスノズル、供給口およびスラグ排出口が設けられており、
前記ガスノズルは、炉本体の側壁に配置され、前記溶融貯まりの中間部分につながっている。
好ましくは、前記銅精錬溶融スラグと前記還元剤は、ランナを通じて前記供給口を介して前記清浄装置にそれぞれ導入され、
前記不活性ガスは、前記ガスノズルを介して前記清浄装置に導入される。
好ましくは、前記炉本体には、その上部に燃料バーナーが設けられ、
燃料と助燃剤が前記燃料バーナーに導入される。
好ましくは、前記助燃剤は、酸素濃度が95重量%より大きな工業用酸素ガスである。
好ましくは、前記不活性ガスは、窒素ガスである。
好ましくは、前記銅精錬溶融スラグは、1050℃乃至1350℃の温度である。
好ましくは、前記還元剤は、FeSおよびCuSを含有する銅精鉱である。
好ましくは、前記還元剤中の硫黄成分の前記銅精錬溶融スラグ中の酸素成分に対する質量比は、(0.6〜1.5):1である。
本発明は銅精錬溶融スラグを清浄する清浄装置を提供し、
炉本体を備え、前記炉本体は、内部に溶融貯まりを備え、ガスノズル、供給口およびスラグ排出口が設けられており、前記ガスノズルは、炉本体の側壁に配置され、前記溶融貯まりの中間部分につながっている。
先行技術と比較すると、本発明は、銅精錬溶融スラグと還元剤とを清浄装置に導入し、100kPa乃至800kPaの圧力を有する加圧不活性ガスを清浄装置に導入し、前記材料を混合し清浄を行い、清浄スラグを得る。本発明では、銅精錬溶融スラグの顕熱を用いて還元剤を溶融し、スラグ中のCuOとFeとを還元剤で還元する。導入された不活性ガスは、反応材料を激しく撹拌し、溶融スラグを沸騰させ、還元剤を溶融スラグに引き込み、CuOとFeと還元剤とを衝突し、凝集し、互いに反応させて、スラグ相を形成させる。不活性ガスとの激しい撹拌により、本発明は、反応材料の急速再生を推進し、反応進捗を強化し、スラグの性質を急速に変え、その一方で溶融銅小滴の衝突と合体の確率を増大する。結果として、本発明におけるこのような強化されたプロセスは、最終スラグ中の銅含有量を低減させることができる。実施によれば、本発明により最終スラグ中の銅含有量は0.35重量%以下に低減され、Fe含有量は4重量%以下に低減され、清浄スラグは、選鉱のような更なる処理なしで、造粒プロセスで直接造粒された後に他の産業用素材として利用できることが、示される。
図1は、本発明の実施形態として提供される銅精錬溶融スラグを清浄する清浄装置の概略構造図を示す。
本発明の更なる理解のために、本発明の好ましい実施形態を例と組み合わせて以下に表すが、これらの説明は単に本発明の特徴及び利点を更に例示するだけであって、本発明の特許請求の範囲を限定するものではないことを理解されたい。
本発明は、次の工程を備える銅精錬溶融スラグを清浄する方法を提供し、清浄装置内で銅精錬溶融スラグ、還元剤および加圧不活性ガスを混合し、続いて清浄を実施し、それにより清浄スラグを得る工程で、不活性ガスは、100kPa乃至800kPaの圧力を有する。
冶金学の発展を採用し、選鉱技術の欠陥を克服するために、本発明により提供される銅精錬溶融スラグを清浄する方法は、スラグ清浄の改良方法であり、処理されたスラグ中の銅含有量を低減させることができ、最終スラグは、選鉱のような更なる処理なしで、造粒された後に他の産業用素材として利用することができる。投資コストと生産コストは比較的低い。
加えて、銅精錬溶融スラグが清浄される間に銅マットが得られ、それは、低温素材として直前の銅精錬処置に戻される。
本発明の実施形態では、銅精錬溶融スラグと還元剤とを清浄装置に導入し、100kPa乃至800kPaの圧力の加圧不活性ガスを清浄装置に充填する。それから材料は混合され、清浄が実施されて、それにより清浄スラグを得る。
本発明では、銅精錬溶融スラグは、CuOとFeに富んだスラグであり、溶融状態であり、当業者に周知の銅精錬プロセスから得られる。本発明では、銅精錬溶融スラグの成分に対しては特別な制限はなく、銅は酸化された状態で、通常は10重量%乃至20重量%の量であり、Feは通常は30重量%乃至50重量%の量である。銅精錬溶融スラグは顕熱を有し、その温度は、好ましくは1050℃乃至1350℃である。本発明は、銅精錬溶融スラグの顕熱を還元剤を溶融するのに利用し、還元剤の溶融を補助するのに追加の熱を補う必要はなく、それにより良好なエネルギ節約効果と経済的なコスト削減とを実現する。
本発明では、還元剤は銅精錬溶融スラグと混合され、スラグ中のCuOとFeとを還元し、スラグ中の銅が高まり、清浄装置の底に堆積し、上部層のスラグは清浄される。本発明では還元剤に特別な制限はない。好ましくは、還元剤はFeSとCuSを含有する銅精鉱であり、低い生産コストと環境へのやさしさを含む。FeSとCuSとを含有する銅精鉱は、当該技術分野で通常の銅精錬プロセスで用いられる硫黄含有銅精鉱として知られており、主に黄銅鉱である。本発明ではその原料に特別な制限はない。
本発明の例による清浄プロセスの間に、銅精鉱中のFeSは、未処理スラグ中に搬送される酸化銅CuOを硫化物CuSに変換し、新たに生成されたCuSは、銅精鉱に搬送されるCuSとFeSと結合し、銅マットを形成する。同時に、銅精鉱のFeSは、スラグ中の鉄の高原子価酸化物Feを低原子価酸化物FeOに還元し、スラグの特性を変化させる。すなわち、スラグ中に搬送される鉄化合物は、高融点のFeから低融点のFeOに変換される。FeOは、スラグをスラグ中に搬送されるSiOとともに、低融点を有する2FeO・SiOを形成するようにさせ、それにより最終スラグの特性を変化させ、その粘性を低減させ、銅マットの沈殿と分離を容易にし、上部層のスラグの銅含有量を低下させる。溶融スラグは銅精鉱と比例的に混合され、銅精鉱中の硫黄成分の銅精錬溶融スラグ中の酸素成分に対する質量比(S/O)は、好ましくは(0.6−1.5): 1であり、さらに好ましくは(0.6−1.2):1である。
本発明では、溶融スラグを沸騰させ、激しい撹拌作用を生成する力は、加圧不活性ガスを上記の反応材料に導入することにより提供される。本発明の一例では、導入された不活性ガスは、反応材料を激しく撹拌し、溶融スラグを沸騰させ、FeSとCuSとを含有する銅精鉱を溶融スラグ中に引き入れ、CuO、FeおよびFeSを衝突させ、凝集させ、互いに反応させ、よって、生成されたCuSとFeSとの小液滴を互いに結合し、銅マットを形成するようにし、生成したFeOをSiOを伴うスラグを作るようにし、それにより分離したスラグ相と銅マット相とを形成する。
不活性ガスとの激しい撹拌により、本発明は、反応材料の急速な最新化を推進し、反応の進行を強化し、スラグの特性を急速に変更し、また同時に、液滴間での衝突と結合の確率を増加させる。結果として、本発明のこのような強化プロセスは、最終スラグ中の銅含有量を低減する。加えて、不活性ガスとの撹拌は、還元剤と還元されたCuSとFeOが酸化されることを、還元剤の使用量の増加なしで、高効率、低コストで、防止できる。
本発明では、不活性ガスは、100kPa乃至800kPaの圧力、好ましくは200kPa乃至600kPaの圧力、さらに好ましくは300kPa乃至500kPaの圧力を有する。不活性ガスは、好ましくは窒素ガスであり、それは反応材料間の接触を増加させ、反応効率を高めることができる。さらに、不活性ガスとしての窒素ガスは、還元したCuSとFeOを再酸化させることがなく、スラグ清浄に有利である。
本発明では、銅精錬溶融スラグを清浄装置に導入し、還元剤を比例的に添加し、加圧不活性ガスを清浄装置に導入するのが好ましい。本発明では、清浄装置は好ましくは以下に述べる清浄装置である。
本発明は、銅精錬溶融スラグを清浄する清浄装置を提供し、炉本体を備え、炉本体は内部に溶融貯まりを備え、ガスノズル、供給口およびスラグ排出口が設けられる。
ガスノズルは、炉本体の側壁に配置され、溶融貯まりの中間部分につながる。
本発明で提供される清浄装置は、銅精錬溶融スラグの清浄に用いられ、処理されたスラグの銅含有量を低下するという利点がある。
本発明の例で提供される銅精錬溶融スラグを清浄する清浄装置は、側方吹込み冶金炉であり、その構造を図1に示す。図1は、本発明の例で提供される銅精錬溶融スラグを清浄する清浄装置の概略構造図である。
図1において、1は銅精錬溶融スラグを、2は還元剤を、3は加圧不活性ガスを、4は炉本体を、411はガスノズルを、412は燃料バーナーを、413は供給口を、414は上昇煙道を、415は銅マット排出口を、416はスラグ排出口を、5は燃料を、6は助燃剤を、7はスラグ層を、8は銅マット層を表わす。
本発明では、炉本体4は溶融貯まりを備え、そこでスラグ清浄が主に行われる。本発明の一例では、炉本体4は、その中に、溶融貯まりに連通する上昇煙道414をさらに備える。清浄プロセスで生成する、SOを含有する炉ガスは、上昇煙道414を通って排出され、冷却され、除塵され、それから排気される。
炉本体4はその上に供給口413が設けられ、供給口413を通じて銅精錬溶融スラグと還元剤が添加される。好ましくは、銅精錬溶融スラグ1と還元剤2はそれぞれ、ランナを通って供給口413を介して清浄装置に導入される。
炉本体4は、その上にガスノズル411が設けられ、ガスノズル411は炉本体の側壁上に位置し、溶融貯まりの中間部分につながる。溶融貯まりの中間部分とは、形成されたスラグ層に対応する位置をいう。ガスノズル411は、炉本体4の1つの側壁または2つの側壁に位置してもよい。本発明では、1つの側壁に、少なくとも1つ、好ましくは5つのガスノズルがある。
本発明では、不活性ガス3は、好ましくはガスノズル411を介して生産装置に導入される。ガスノズル411は、炉本体4の側壁に配置され、溶融貯まりの溶融物中に沈められる、すなわち、不活性ガスはスラグ層に導入されるので、導入された不活性ガス3は、より上手く溶融スラグを沸騰させ、生産物をスラグに再撹拌することなく激しい撹拌を形成する力を提供し、よって生産物の沈殿と分離に有利であり、高効率である。
本発明の一例では、炉本体4はその上部に燃料バーナー412が設けられ、そこに燃料5と助燃剤6が導入される。本発明では燃料5を燃料バーナー412で燃焼させるのが好ましく、生成された熱は、還元反応の熱平衡を維持する。当該技術分野でよく用いられる燃料を使用する。助燃剤は、好ましくは、比較的少量の炉ガスを確実にするため、酸素濃度が95重量%より大きな工業用酸素ガスであり、炉ガスにより持ち去られる熱を充分に小さくする。本発明では、燃焼により生成される全熱量が還元反応の熱平衡を維持できる限り、燃料や助燃剤の量には特別な制限はない。
本発明では、スラグ排出口416は炉本体に配される。本発明の一例では、供給口413は、炉本体4の一端の上部に配置され、反応材料が均整よく連続的に添加される。スラグ排出口416は、炉本体4の他端の下方部分に配置される。新たに生成されたスラグは、スラグ排出口416から連続的に排出され、造粒されて他の産業用素材として利用される。
本発明の一例では、銅マット排出口415は炉本体4に配され、炉本体4の底部分でスラグ排出口と同じ端部に配置される。銅マットは、銅マット排出口415から排出され、造粒されて粗銅生産の素材として利用されてもよい。
本発明の炉本体、ガスノズルおよび燃料バーナーの材質とサイズには特別な制限はなく、当該技術分野でよく用いられる材質とサイズが利用される。供給口、スラグ排出口、 銅マット排出口、 溶融貯まりおよび上昇煙道のサイズは、当業者に周知の技術内容であり、本発明ではそれらに特別な制限はない。
本発明の一例に従ってスラグ清浄が行われるとき、銅精錬溶融スラグ1は、炉本体4の一端でランナを通って供給口413を介して炉本体4に導入され、FeSとCuSを含有する銅精鉱2は、ランナを通って供給口413を介して比例的に添加され、加圧不活性ガス3は、炉本体4の2つの側壁に配設されて溶融貯まりの溶融物に沈められたガスノズル411を介して連続的に導入され、それにより、溶融スラグを沸騰させ、銅精鉱を溶融スラグに引き入れ、混合物を形成する。
本プロセスにおいて、スラグの顕熱は、銅精鉱を溶融させ、銅精鉱中のFeSは、スラグ中のCuOをCuSに還元し、同時にスラグ中のFeをFeOに還元する。導入された不活性ガスは反応材料を激しく撹拌し、Fe、CuOおよびFeSを衝突させ、凝集させ、互いに反応させ、生成されたCuSおよびFeSの小液滴を互いに結合させて銅マットを形成し、生成されたFeOを、SiOとともにスラグを作るようにさせ、それにより炉本体4内で分離されたスラグ層7と銅マット層8を形成する。
加えて、本発明の一例によれば、燃料5と助燃剤6は、炉本体4の上部に配置された燃料バーナー412に導入され、還元反応の熱平衡がバーナーの燃料5の燃焼により維持される。燃料5の燃焼に用いられる助燃剤6は、酸素濃度が95重量%より大きな工業用酸素ガスであり、少量の炉ガスを確実なものとし、炉ガスにより持ち去られる熱が十分に小さいことを保証する。
炉本体4の他端で、液相の銅マットは、底部分に配置された銅マット排出口415から排出され、液相の清浄スラグは、スラグ排出口416から排出される。一方、上記のプロセスで生成されたSOを含有する炉ガスは、上昇煙道414を介して排出され、冷却され、除塵され、脱硫され、それから排気される。
分離された銅マットと清浄スラグは、清浄の完了後に得られる。当該技術分野の試験標準によると、スラグは、0.35重量%以下の銅を含み、造粒された後に他の産業用素材として利用できる。銅マットは、45重量%〜65重量%の銅を含み、造粒された後に低温素材として直前の銅精錬処置に戻されてもよい。
要約すれば、本発明で提供される銅精錬溶融スラグを清浄する方法は、反応効率が高く、尾鉱は、低い銅含有量を有する。加えて、本発明の方法は、プロセスが単純で制御と運転に便利なだけではなく、小さな装置、低いエネルギ消費、低い投資および汎用化に適するという利点を有する。
本発明をさらに理解するために、本発明により提供される銅精錬溶融スラグを清浄する方法および銅精錬溶融スラグを清浄する清浄装置について、例とともに具体的に以下に説明する。
以下の例で用いた銅精錬溶融スラグは、20%の銅成分と30%の酸素成分を有し、1250℃の温度である。銅精鉱中の3種の主要要素としての銅、硫黄および鉄の質量比は、1:1:1であり、この3種の主要要素の質量は、銅精鉱の全質量の75%を占める。
図1に示す清浄装置において、銅精錬溶融スラグ1がランナを通って供給口413を介して炉本体4に導入され、FeSとCuSを含有する銅精鉱2がランナを通って供給口413を介して比例的に添加され、加圧窒素ガス3が、炉本体4の2つの側壁に配置され溶融貯まりの溶融物に沈められたガスノズル411を介して連続的に導入された。これらの材料は混合され、スラグ洗浄された。分離されたスラグ層7と銅マット層8とが、炉本体4内で形成された。
未処理スラグは100t/時間の割合で処理され、銅精鉱は20t/時間の割合で添加された。窒素ガスは、100kPaの圧力であった。銅精鉱中の硫黄成分の銅精錬溶融スラグ中の酸素成分に対する質量比(S/O)は、(0.6〜1.2):1であった。
燃料5と工業用酸素ガス6が炉本体4の上部に配置された燃料バーナー412に導入され、バーナーでの燃料5の燃焼により還元反応の熱平衡が維持された。
液相の清浄スラグはスラグ排出口416を介して排出され、最下部の銅マットは銅マット排出口415から排出された。一方、上記プロセスで生成されたSOを含有する炉ガスは、上昇煙道414を介して排出され、冷却され、除塵され、脱硫され、それから排気された。
分離された銅マットと清浄スラグが得られた。当該技術分野における試験標準によれば、スラグは0.35重量%の銅を含有し、銅マットは45重量%の銅を含有する。
実施例1の方法に従い、800kPaの圧力の窒素ガスを用い、銅精鉱中の硫黄成分の銅精錬溶融スラグ中の酸素成分に対する質量比(S/O)を(0.6〜1.2):1にして銅精錬溶融スラグの清浄を行い、分離された銅マットと清浄スラグを得た。
分離された銅マットと清浄スラグを得た後、当該技術分野における試験標準によれば、清浄スラグは0.35重量%の銅を含有し、銅マットは45重量%の銅を含有する。
上記の実施例より、本発明により提供される銅精錬溶融スラグを清浄する方法は、処理されたスラグ中の銅含有量を低下させることができ、最終スラグは、選鉱などのさらなる処理なしで、造粒された後に他の産業用素材として利用でき、したがって、投資と生産を低コストで可能にする。さらに、本発明により銅精錬溶融スラグを清浄する間に銅マットを得ることができ、低温素材として直前の銅精錬処置に戻されてもよい。
加えて、本発明の方法は、単純なプロセス、便利な制御と運転という利点を有し、汎用化するように適用できる。
例を伴う上記の説明は、本発明の方法とその中心的な思想を理解することを目的としたものに過ぎない。本発明の原理から逸脱することなく当業者によって種々の改良や改変が行われ得るもので、そのような改良や改変のすべては本発明の特許請求の範囲によってカバーされる保護範囲内であることが示されている。

Claims (7)

  1. 銅精錬溶融スラグを清浄する方法であって:
    清浄装置内で、銅精錬溶融スラグ、還元剤および加圧不活性ガスを混合し、清浄を行い、それにより清浄スラグを得る工程であって、前記不活性ガスは100kPa乃至800kPaの圧力を有する、工程を備え;
    銅精錬溶融スラグ中で、酸化された状態の銅は、10重量%乃至20重量%の量であり;
    前記清浄装置は、炉本体を備え、複数のガスノズルが前記炉本体の側壁に配置され、前記ガスノズルは、溶融貯まりの溶融物中に沈められ、前記溶融貯まりの中間部分に延び、ここで、前記溶融貯まりの前記中間部分とは、形成されたスラグ層に対応する位置をいい、前記ガスノズルは、前記加圧不活性ガスを前記溶融スラグ中に導入することで、溶融スラグを沸騰させ激しい撹拌を生じさせる力を提供し;
    前記還元剤は、FeSとCu Sを含有する銅精鉱であり、前記還元剤中の硫黄成分の前記銅精錬溶融スラグ中の酸素成分に対する質量比は、(0.6〜1.5):1である;
    方法。
  2. 前記清浄装置は、
    前記炉本体に配置された供給口およびスラグ排出口をさらに備えることを特徴とする;
    請求項1の方法。
  3. 前記銅精錬溶融スラグと前記還元剤はそれぞれ、ランナを通って前記供給口を介して前記清浄装置に導入され;
    前記不活性ガスは、前記ガスノズルを介して前記清浄装置に導入されることを特徴とする;
    請求項2の方法。
  4. 前記炉本体には上部に燃料バーナーが設けられ;
    燃料と助燃剤が前記燃料バーナーに導入されることを特徴とする;
    請求項3の方法。
  5. 前記助燃剤は、酸素濃度が95重量%より大きな工業用酸素ガスであることを特徴とする;
    請求項4の方法。
  6. 前記不活性ガスは、窒素ガスであることを特徴とする;
    請求項1乃至5のいずれか1項の方法。
  7. 前記銅精錬溶融スラグは、1050℃乃至1350℃の温度であることを特徴とする; 請求項1乃至5のいずれか1項の方法。
JP2015545661A 2013-07-23 2014-05-21 銅精錬スラグを減少させる方法および装置 Active JP6030246B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

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
CN201310311055.X 2013-07-23
PCT/CN2014/077950 WO2015010500A1 (zh) 2013-07-23 2014-05-21 铜冶炼炉渣贫化方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015537121A JP2015537121A (ja) 2015-12-24
JP6030246B2 true JP6030246B2 (ja) 2016-11-24

Family

ID=49242209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015545661A Active JP6030246B2 (ja) 2013-07-23 2014-05-21 銅精錬スラグを減少させる方法および装置

Country Status (8)

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

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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
ES2735333T3 (es) 2019-12-18
JP2015537121A (ja) 2015-12-24
RU2633428C2 (ru) 2017-10-12
US20150307959A1 (en) 2015-10-29
EP3026131A1 (en) 2016-06-01
CN103334014A (zh) 2013-10-02
CL2015001670A1 (es) 2016-01-15
AU2014295665A1 (en) 2015-07-02
WO2015010500A1 (zh) 2015-01-29
RU2015121634A (ru) 2017-08-29
US9903005B2 (en) 2018-02-27
EP3026131A4 (en) 2017-03-15
EP3026131B1 (en) 2019-04-17
CN103334014B (zh) 2016-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6030246B2 (ja) 銅精錬スラグを減少させる方法および装置
JP6047242B2 (ja) 粗銅を生産する方法及び装置
JP5467142B2 (ja) 銅精鉱から直接に粗銅を生産する方法
CN105803201B (zh) 一种一步冶金的闪速炉及冶金方法
CN103540763B (zh) 铜精矿闪速-熔池复合熔炼工艺及实施该工艺的奥托昆普闪速炉
CN203462108U (zh) 用于精炼铜精矿的装置
CN103757170A (zh) 一种镍冶炼炉渣喷吹还原提铁的方法
JP5183638B2 (ja) 液中プラズマでの電熱製錬を使用する亜鉛及び鉛産業の副産物からの非鉄金属の回収
CN104032147A (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
JP2018109223A (ja) 高ヒ素硫化銅鉱の製錬方法
EP1553193A1 (en) Method of recovering platinum group element and apparatus therefor
JP5074332B2 (ja) 白金族元素の回収装置
KR101844707B1 (ko) 구리 함유 재료를 전환하는 방법
CN112899495A (zh) 一种从阳极炉中高效深度去除粗铜中砷锑的方法
CN203049009U (zh) 铅闪速熔炼炉
CN211057207U (zh) 富锰渣的制备装置
Wang et al. Development and Industrial Application of an Improved Lead Oxygen‐Enriched Flash Smelting Process
WO2016171613A1 (en) Method and furnace equipment for production of black copper
CN115216641A (zh) 一种无碳化铅冶炼装置及方法
CN115404344A (zh) 增强富铅锑锌渣还原效果的冶炼方法及系统
JP2011032510A (ja) SiC系物質からの金および/または白金族元素の回収方法
KR20170047227A (ko) 규산철암 가공 방법 및 장치
JP2013234373A (ja) 電気炉還元スラグの改質方法及びコンクリート用骨材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150605

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160513

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160524

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160818

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160920

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161019

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6030246

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250