1.本發(fā)明涉及一種銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法，屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

2.現(xiàn)有銅生產(chǎn)通過的是火法生產(chǎn)，而火法生產(chǎn)的重要一步就是造锍溶煉，其中包括三個(gè)步驟，即爐渣的形成、銅锍的富集以及銅锍與爐渣的分離。通常情況下，此三個(gè)過程都在同一個(gè)生產(chǎn)設(shè)備中完成，即從冶煉爐排出的銅锍與爐渣是已經(jīng)分離好的，這樣的傳統(tǒng)設(shè)備有反射爐、電爐以及鼓風(fēng)爐。在現(xiàn)代銅冶金所采用的冶煉爐設(shè)備都是富氧強(qiáng)化熔煉，其中進(jìn)行的過程只歷經(jīng)了前述的前兩個(gè)過程，所以需要進(jìn)一步的分離銅锍與爐渣就需要第三個(gè)設(shè)備參與。為了生產(chǎn)出高品位的銅锍，則必然使得爐渣貧化成為火法煉銅流程中一個(gè)必不可少的工序。與此同時(shí)，在強(qiáng)化熔煉中，吹煉所產(chǎn)生的含銅量高的爐渣也不能像傳統(tǒng)銅冶煉生產(chǎn)工藝方法那樣再返回到熔煉工藝中去，所以這就更加的強(qiáng)調(diào)了爐渣貧化的重要性。

3.目前，工業(yè)上銅渣的貧化主要有火法貧化和選礦法。火法貧化法處理銅渣的主要有兩種，其一是返回重熔，其二是還原造锍。其基本原理是通過向高溫銅渣中加入硫鐵礦或碳質(zhì)還原劑，還原渣中的磁性氧化礦物，渣中的銅則以銅锍的形式聚集，最終實(shí)現(xiàn)渣-锍分離?；鸱ㄘ毣淖畲髢?yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)渣中有價(jià)金屬銅、鎳、鈷等在锍中的富集，但是由于需要加入大量的碳質(zhì)還原劑與硫或含硫原料，使得該法的處理成本高。浮選法回收其中的有價(jià)金屬主要是根據(jù)其表面親疏水的性質(zhì)，采用相應(yīng)的捕收劑、起泡劑、調(diào)整劑以及抑制劑，可以浮選出品位很高的銅精礦。浮選法由于具有浮選流程短，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，一直被廣泛應(yīng)用；但浮選法也存在需要大量的緩冷場地，以及大量浮選藥劑的投入。

4.傳統(tǒng)銅渣貧化的方法流程冗長，操作復(fù)雜，設(shè)備復(fù)雜，急需一種高效還原貧化銅渣的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)下氧氣底吹銅熔煉過程產(chǎn)生的爐渣含銅量高，貧化效率低、成本高的問題，提供一種銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法，在底吹爐沉降區(qū)還原劑將熔渣中的fe3o4充分還原，降低渣的粘度，提高了熔池的流動(dòng)性，使分散在熔渣中的冰銅并聚沉降到熔池底部，達(dá)到銅渣貧化的目的。本發(fā)明流程短，工藝簡單可靠且易于操作，有效降低了爐渣中的銅含量，增加了銅锍產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。

6.本發(fā)明的目的是提供一種操作簡單、還原貧化收率高、能耗和成本低且經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益好的銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法。

7.一種銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法，具體步驟如下：

8.(1)當(dāng)?shù)状禒t熔煉區(qū)產(chǎn)生的熔渣厚度為25～55cm時(shí)，進(jìn)行熔渣爐內(nèi)還原沉降；

9.(2)通過沉降區(qū)的噴槍向沉降區(qū)的高溫熔融銅渣噴吹還原劑；

10.(3)在高溫熔融銅渣的余熱下，由還原劑對(duì)沉降區(qū)的熔融銅渣進(jìn)行爐內(nèi)還原貧化處理；熔煉產(chǎn)生的高溫熔融銅渣在沉降區(qū)還原氣氛下進(jìn)一步反應(yīng)，在還原性氣氛下可避免

銅锍因爐渣粘度大被fe3o4夾帶而損失在爐渣中，保證了貧化爐渣與夾雜銅锍分離的時(shí)間，降低有價(jià)金屬的損失，提高有價(jià)金屬的分離效率和回收率；

11.(4)銅渣還原貧化結(jié)束后，澄清分離得到下層冰銅和上層貧化爐渣，下層冰銅經(jīng)放銅口放出進(jìn)入吹煉工序，上層貧化爐渣經(jīng)放渣口放出，水淬后可用作建筑輔料；銅锍品位大于70％，經(jīng)爐內(nèi)還原貧化后的貧化爐渣中含銅量可降低至0.35％以下；

12.所述銅渣貧化在熔煉區(qū)和沉降區(qū)為一體的富氧底吹煉爐中進(jìn)行；

13.所述步驟(1)高溫熔融銅渣的溫度為1180～1250℃，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，高溫熔融銅渣含有cu 1～6％、tfe 40～50％、cao 1～10％和sio

2 20～30％；

14.所述步驟(2)還原劑為生物質(zhì)油、煤粉、天然氣中的一種或多種；

15.所述還原貧化的溫度為1200～1300℃，時(shí)間為1～3h。

16.本發(fā)明的有益效果是：

17.(1)本發(fā)明在底吹爐中的沉降區(qū)進(jìn)行還原貧化，取消了電爐，縮短了熔煉流程，提高了冶煉效率；

18.(2)本發(fā)明通過采用熔煉區(qū)和沉降區(qū)為一體的底吹熔煉爐進(jìn)行銅渣爐內(nèi)貧化，并在沉降區(qū)中加入還原劑，將fe3o4還原為feo，降低渣中的fe3o4含量，避免了銅锍被夾帶進(jìn)入爐渣中而損失，有效提高了爐渣與銅锍的分離效率，提高冶煉的效率；

19.(3)本發(fā)明熔煉區(qū)中產(chǎn)生釋放的熱量可直接擴(kuò)散至沉降區(qū)內(nèi)，可以減少沉降區(qū)額外熱量的輸入；

20.(4)本發(fā)明引入的反應(yīng)物質(zhì)少，安全性高，還原劑用量少，對(duì)環(huán)境污染極低，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，實(shí)現(xiàn)了對(duì)銅、鐵等有價(jià)組分的綜合回收，達(dá)到了資源綜合利用。

附圖說明

21.圖1是本發(fā)明工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

22.下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。

23.實(shí)施例1：一種銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法，具體步驟如下：

24.(1)采用熔煉區(qū)和沉降區(qū)為一體的富氧底吹煉爐，在底吹爐熔煉區(qū)產(chǎn)生的熔渣厚度為25cm時(shí)，進(jìn)行高溫熔融銅渣還原沉降，熔渣溫度為1180℃，銅渣含有cu 4.6％、tfe 45％、cao 3.46％和sio2 22.5％；

25.(2)通過沉降區(qū)上方的噴槍向沉降區(qū)的高溫熔融銅渣噴吹還原劑柴油，噴吹流量為100l/h；

26.(3)在高溫熔融銅渣的余熱下，還原劑柴油對(duì)沉降區(qū)的熔融銅渣進(jìn)行爐內(nèi)還原貧化處理1h；熔煉產(chǎn)生的高溫熔融銅渣在沉降區(qū)還原氣氛(h2、co以及ch4)下進(jìn)一步反應(yīng)，在還原性氣氛下可避免銅锍因爐渣粘度大被fe3o4夾帶而損失在爐渣中，保證了貧化爐渣與夾雜銅锍分離的時(shí)間，降低有價(jià)金屬的損失，提高有價(jià)金屬的分離效率和回收率；

27.(4)銅渣還原貧化結(jié)束后，澄清分離得到下層冰銅和上層貧化爐渣，下層冰銅經(jīng)放銅口放出進(jìn)入吹煉工序，上層貧化爐渣經(jīng)放渣口放出，水淬后可用作建筑輔料；銅锍品位為70.2％，經(jīng)爐內(nèi)還原貧化后的貧化爐渣中含銅量可降低至0.34％；

28.本實(shí)施例的高溫熔融銅渣在爐內(nèi)還原貧化過程產(chǎn)生的煙氣通過鍋爐回收余熱以及靜電除塵，回收煙氣中的鋅、鉛等易揮發(fā)有價(jià)組分，最后通過制酸回收煙氣中所含的so2氣體，達(dá)到排空要求后排入大氣。

29.實(shí)施例2：一種銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法，具體步驟如下：

30.(1)采用熔煉區(qū)和沉降區(qū)為一體的富氧底吹煉爐，在底吹爐熔煉區(qū)產(chǎn)生的熔渣厚度為40cm時(shí)，進(jìn)行高溫熔融銅渣還原沉降，熔渣溫度為1200℃，銅渣含有cu 5.10％、tfe 42％、cao 2.15％和sio2 21.33％；

31.(2)通過沉降區(qū)上方的噴槍向沉降區(qū)的高溫熔融銅渣噴吹還原劑天然氣，噴吹流量為100l/h；

32.(3)在高溫熔融銅渣的余熱下，還原劑天然氣對(duì)沉降區(qū)的熔融銅渣進(jìn)行爐內(nèi)還原貧化處理120min；熔煉產(chǎn)生的高溫熔融銅渣在沉降區(qū)還原氣氛(h2、co以及ch4)下進(jìn)一步反應(yīng)，在還原性氣氛下可避免銅锍因爐渣粘度大被fe3o4夾帶而損失在爐渣中，保證了貧化爐渣與夾雜銅锍分離的時(shí)間，降低有價(jià)金屬的損失，提高有價(jià)金屬的分離效率和回收率；

33.(4)銅渣還原貧化結(jié)束后，澄清分離得到下層冰銅和上層貧化爐渣，下層冰銅經(jīng)放銅口放出進(jìn)入吹煉工序，上層貧化爐渣經(jīng)放渣口放出，水淬后可用作建筑輔料；銅锍品位為71.3％，經(jīng)爐內(nèi)還原貧化后的貧化爐渣中含銅量可降低至0.31％；

34.本實(shí)施例的高溫熔融銅渣在爐內(nèi)還原貧化過程產(chǎn)生的煙氣通過鍋爐回收余熱以及靜電除塵，回收煙氣中的鋅、鉛等易揮發(fā)有價(jià)組分，最后通過制酸回收煙氣中所含的so2氣體，達(dá)到排空要求后排入大氣。

35.實(shí)施例3：一種銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法，具體步驟如下：

36.(1)采用熔煉區(qū)和沉降區(qū)為一體的富氧底吹煉爐，在底吹爐熔煉區(qū)產(chǎn)生的熔渣厚度為55cm時(shí)，進(jìn)行高溫熔融銅渣還原沉降，熔渣溫度為1250℃，銅渣含有cu 2.9％、tfe 41％、cao 3.41％和sio2 20.53％；

37.(2)通過沉降區(qū)上方的噴槍向沉降區(qū)的高溫熔融銅渣噴吹還原劑柴油，噴吹流量為100l/h；

38.(3)在高溫熔融銅渣的余熱下，還原劑柴油對(duì)沉降區(qū)的熔融銅渣進(jìn)行爐內(nèi)還原貧化處理150min；熔煉產(chǎn)生的高溫熔融銅渣在沉降區(qū)還原氣氛(h2、co以及ch4)下進(jìn)一步反應(yīng)，在還原性氣氛下可避免銅锍因爐渣粘度大被fe3o4夾帶而損失在爐渣中，保證了貧化爐渣與夾雜銅锍分離的時(shí)間，降低有價(jià)金屬的損失，提高有價(jià)金屬的分離效率和回收率；

39.(4)銅渣還原貧化結(jié)束后，澄清分離得到下層冰銅和上層貧化爐渣，下層冰銅經(jīng)放銅口放出進(jìn)入吹煉工序，上層貧化爐渣經(jīng)放渣口放出，水淬后可用作建筑輔料；銅锍品位為70.4％，經(jīng)爐內(nèi)還原貧化后的貧化爐渣中含銅量可降低至0.28％；

40.本實(shí)施例的高溫熔融銅渣在爐內(nèi)還原貧化過程產(chǎn)生的煙氣通過鍋爐回收余熱以及靜電除塵，回收煙氣中的鋅、鉛等易揮發(fā)有價(jià)組分，最后通過制酸回收煙氣中所含的so2氣體，達(dá)到排空要求后排入大氣。

41.以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。技術(shù)特征：

1.一種銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法，其特征在于，具體步驟如下：(1)當(dāng)?shù)状禒t熔煉區(qū)熔煉產(chǎn)生的熔渣厚度為25～55cm時(shí)，進(jìn)行熔渣爐內(nèi)還原沉降；(2)通過噴槍向沉降區(qū)中的高溫熔融銅渣噴吹還原劑；(3)在高溫熔融銅渣的余熱下，由還原劑對(duì)沉降區(qū)的熔融銅渣進(jìn)行爐內(nèi)還原貧化處理；(4)銅渣還原貧化結(jié)束后，澄清分離獲得下層冰銅和上層貧化爐渣，下層冰銅進(jìn)入吹煉工序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法，其特征在于：步驟(1)所述的底吹爐的爐體分為熔煉區(qū)和沉降區(qū)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法，其特征在于：步驟(1)高溫熔融銅渣的溫度為1180～1250℃，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，高溫熔融銅渣含有cu 1～6％、tfe 40～50％、cao 1～10％和sio

2 20～30％。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法，其特征在于：步驟(2)還原劑為生物質(zhì)油、煤粉、天然氣中的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法，其特征在于：還原貧化的溫度為1200～1300℃，時(shí)間為1～3h。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法，屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域。其步驟如下：當(dāng)?shù)状禒t熔煉區(qū)產(chǎn)生的熔渣厚度為25～55cm時(shí)，通過噴槍向沉降區(qū)的高溫熔融銅渣噴吹還原劑；在高溫熔融銅渣的余熱下，由還原劑對(duì)沉降區(qū)的熔融銅渣進(jìn)行爐內(nèi)還原貧化處理；銅渣經(jīng)還原貧化后，澄清分離獲得下層冰銅和上層貧化爐渣，下層冰銅進(jìn)入吹煉工序。本發(fā)明銅锍品位大于70％，貧化爐渣中銅含量小于0.35％；本發(fā)明銅渣爐內(nèi)還原貧化的方法可以提高銅渣還原貧化的效率，取消了電爐貧化工序，縮短了熔煉流程，提高了冶煉效率。提高了冶煉效率。提高了冶煉效率。

技術(shù)研發(fā)人員：李博 楊應(yīng)寶 周世偉 陳全坤 張?bào)w富 魏永剛 余小呂 羅京 朱云鋒

受保護(hù)的技術(shù)使用者：易門銅業(yè)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.01.07

技術(shù)公布日：2022/8/29