一种铜精矿的冶炼工艺

技术领域

本发明涉及一种有色金属冶金行业的铜精矿冶炼工艺，具体是一种用于铜精矿采用富氧侧吹双区熔池炉冶炼工艺，产出冰铜，该工艺渣含铜低、节能、烟气能制酸、环保效果好、回收率高、自动化程度高。

背景技术

铜精矿通常用熔池熔炼或闪速熔炼处理，渣含铜高，需要电炉贫化或缓冷选矿回收铜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回收率高、流程短、自动化程度高、节能效果明显、环保好的富氧侧吹双区处理铜精矿工艺。

本发明提供的富氧侧吹双区熔池熔炼法熔炼铜精矿工艺包括如下步骤：

1)配料

将铜精矿、硫铁矿、石英砂、石灰石、碎煤和其它冷料等物料由汽车或其他运输方式运至原料仓库，各种物料经抓斗抓入配料仓待用。

铜精矿、石英砂、石灰石、碎煤和其它冷料按工艺要求计量后，经过皮带转运加入富氧侧吹双区炉熔炼区，在熔炼区中进行富氧造锍熔炼；硫铁矿、熔剂、碎煤和其它冷料按工艺要求计量后，经过皮带转运加入富氧侧吹双区炉贫化区，在贫化区进行贫化熔炼。电子皮带秤可以瞬时计量和累计，给料量可以根据生产的需要及时调整。

2)富氧侧吹熔炼区：

将炉料主要包括铜精矿、熔剂、粒煤通过皮带秤计量后，用胶带机输送至富氧侧吹双区炉熔炼区内。从熔炼区两侧的风口鼓入富氧空气。鼓入的富氧空气强烈搅动产生鼓泡层，加入的炉料迅速熔化，并与燃料、铜精矿、熔剂发生强烈反应生成高品位冰铜和炉渣，熔炼过程所需的热量，主要来自硫化物氧化反应热、碎煤燃烧热和造渣反应热。熔炼生成的冰铜和炉渣在风口以下的静止渣层中沉淀分离，冰铜沉降在炉缸底层，含铜较低的渣浮在熔体上层。渣通过双区炉中间隔墙下部空间排出流入贫化区；冰铜由两侧或炉端的虹吸口排出送吹炼。

另外，从炉体中排出的含SO

3)富氧侧吹贫化区：高温熔炼渣通过双区炉中间隔墙下部空间排出流入贫化区；其它炉料主要包括硫铁矿、熔剂、粒煤和其它冷料通过皮带秤计量后，用胶带机输送至富氧侧吹双区炉的贫化区上部，通过炉顶盖板上的下料孔进入炉内。从贫化区炉体两侧的风口鼓入富氧空气。鼓入的富氧空气强烈搅动产生鼓泡层，加入的炉料迅速熔化，并与燃料、还原剂、硫铁矿发生强烈反应生成较低品位冰铜和炉渣。熔炼过程所需的热量，主要来自热渣带来的物理热、碎煤燃烧热。熔炼生成的低冰铜和炉渣在风口以下的静止渣层中沉淀分离，冰铜沉降在炉缸底层，含铜较低的渣浮在熔体上层。贫化区生成的低冰铜与熔炼区生成的冰铜混合一起后由两侧或炉端的虹吸口排出送吹炼。渣通过贫化区端墙渣孔放出水碎；水碎渣堆存或外售。

从贫化区炉体中产出的含SO

本发明工艺特点是：

本发明采用富氧侧吹双区炉冶炼铜精矿，产出冰铜、贫化炉渣、烟尘和含SO

本发明能够充分利用熔炼区生成的高温熔炼渣的物理热，因而在贫化时只需补充少量煤，节能效果非常明显，生产成本低。同时减少了常规的从熔炼到贫化电炉的放渣操作，劳动强度小，环境保护好。

在熔炼区，控制渣中的Fe:SiO

炉料备料简单，由于熔炼过程中鼓入富氧空气氧气浓度高，产出的烟气含SO

本发明的工艺主要特点分述如下：

(一)本工艺采用富氧侧吹双区炉贫化含锡炉渣，双区炉的主要特点如下：1中间隔墙将富氧侧吹双区熔池熔炼炉分为熔炼区与贫化区，隔墙底部高度低于一次风口0～350mm。

2熔炼区的底与贫化区的共炉缸，底部平齐。炉缸深度低于一次风口1000mm～1400mm。过深炉底难保温，也没有必要；过浅存贮冰铜量太少，不便于操作。

3贫化区前端墙铜水套上设立排渣口，其中心线高度高于一次风口450±200mm。

4冰铜虹吸放出，虹吸孔可根据工艺需要，设在富氧侧吹炉的侧面或端部，另外根据工艺需要可以开设多个虹吸冰铜孔。

5双区炉上部连通，贫化区烟气经过熔炼区上部，一同进入余热锅炉及电收尘后送制酸。

6冰铜虹吸孔内外高度以炉内冰铜面600mm作为计算依据；熔炼区面积以600m

(二)在熔炼区加入适量的熔剂，控制熔炼渣的铁硅比在0.8～1.0；提高渣中SiO

(三)在贫化区继续加入适量的煤和黄铁矿

控制贫化区与渣共存冰铜品位，根据铜在渣和冰铜中的平衡浓度遵循分配定律，可以得到到较低的渣含铜。控制较强的还原性气氛，促使反应(15)向右进行；黄铁矿在高温分解产生的FeS促使反应(9)、(17)、(18)向右进行，使渣中Fe

未反应的较大粒度的黄铁矿在沉降时把渣中悬浮的小冰铜粒子凝结起来，使其沉降加快，将冰铜颗粒从渣中分离出来。FeS不仅是硫化剂，还是冰铜的优良熔剂，因此可以认为硫化剂既能减少渣中氧化铜的损失，又能减少渣中夹杂冰铜颗粒数量，起到很好的贫化作用。

在熔炼区、贫化区，冶炼过程的主要学反应有：

C+O

C(s)+1/2O

C(s)+CO

CO+1/2O

2CuFeS

2CuS＝Cu2S+1/2S

2Cu

2CuFeS

FeS

3FeS

2CuS+O

3Cu

FeS+3/2O

1/2S

C+Fe

2FeO+SiO

3Fe

Cu

附图说明

图1是本发明的工艺流程图

具体实施

下面将结合本发明，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护的范围。

从图1可以看出，本发明工艺主要包括原料库及配料、富氧侧吹双区炉熔炼区熔炼、富氧侧吹双区炉贫化区渣贫化熔炼等主要过程，具体步骤如下：

(一)配料铜精矿经过配料，处理量为50t/h。配料后主要成分如下:

表1实施例铜精矿主要成分表

(二)其它基本条件：

熔炼区：Fe/SiO

(三)通过热平衡计算，主要结果如下：1加入料单为(物料为干基的量)：铜精矿50t/h，石英砂7.19t/h，石灰石3.38t/h,煤2.14t/h。

2一次风氧浓85％，混合气量为11100m

3熔炼区产出的主要数据如下：

K＝0.016，熔炼区的冰铜流量为17.58t/h,冰铜主要成分：

表2熔炼区冰铜主要元素成分表

熔炼区的渣流量为34.55t/h,渣主要成分：

表3熔炼区渣主要成分表

熔炼区的烟气主要成分和流量为：

表4熔炼区烟气主要成分表

4贫化区的料单为：硫铁矿2.0t/h，石英砂0.25t/h,石灰石0.12t/h,煤0.94t/h。

5贫化区一次风氧浓60％，混合气量为2000m

6贫化区产出的主要数据如下：贫化区的冰铜流量为2.8t/h,冰铜主要成分：

表5贫化区冰铜主要元素成分表

K＝0.056，贫化区的渣流量为33.57t/h，渣主要成分：

表6贫化区渣主要成分表

贫化区的烟气主要成分及流量为：

表7贫化区烟气主要成分表

7熔炼区与贫化区冰铜合并后的冰铜流量为20.38t/h,成分为：

表8合并后的冰铜主要元素成分表

8熔炼区与贫化区烟气合并后的成分为：

表9合并后烟气主要成分表

9实施本发明工艺主要技术经济指标如下：

上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员理解和使用本发明，熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。