高雜含銅物料雙頂吹冶煉回收有價金屬的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及有色金屬冶煉技術領域，具體涉及高雜含銅物料冶煉回收有價金屬的工藝及裝置。
【背景技術】
[0002]銅精礦冶煉主要采用閃速熔煉加閃速吹煉工藝、或者艾薩熔煉加PS轉爐吹煉工藝、或者閃速熔煉和PS轉爐吹煉工藝。銅精礦閃速熔煉對銅精礦要求較高，需要對熔劑等配入物料進行磨礦至一定粒度，并輔以焙燒等處理后才能入閃速爐處理，工序過程繁雜。閃速吹煉對冰銅品位要求較高，一般要求冰銅品位在70%以上，這就使得閃速熔煉更適于處理高品位冰銅，而對于高雜冰銅物料就難以適應。此外，閃速吹煉處理的冰銅及其熔劑、返料等，都要求磨礦至一定粒度后，才能噴射進爐內處理。閃速吹煉采用鐵-鈣渣，該渣型冶煉范圍較窄，冶煉工藝過程控制要求高，過程控制稍微不慎，可能造成高熔點鈣渣沉爐底，這要求閃速爐檢修期間，需人工進爐內清理爐底沉淀的高熔點鈣渣，帶來極大的勞動強度。PS轉爐吹煉對冰銅適應能力強，但轉爐吹煉過程煙氣收集效果差，煙氣溢出而污染周邊工作環境。
[0003]此外，現有技術用于精煉粗銅的陽極爐精煉主要以空氣為燃料的助燃介質，空氣助燃后陽極爐產生釋放的廢氣量較大，廢氣帶走爐內熱量也較多，常常煙氣溫度達200°C以上，這是銅冶煉行業陽極爐精煉煙氣無法使用布袋收塵收集煙氣中有價金屬塵的主要原因，造成有價金屬粉塵飛揚或入脫硫渣而損失，也給環保脫硫帶來較大的環保壓力。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了解決上述銅精礦冶煉難以處理高雜物料的問題，提供一種可提高冶煉設備對高雜銅精礦物料等含銅物料的適應能力，以有效回收高雜銅精礦或/和高雜冰銅中的有價金屬以及冶煉過程煙氣中的有價金屬粉塵、且工藝簡單、對環境污染小的高雜含銅物料雙頂吹冶煉回收有價金屬的方法。
[0005]本發明的目的通過如下技術方案實現:
[0006]高雜含銅物料雙頂吹冶煉回收有價金屬的方法，采用頂吹熔煉爐和頂吹吹煉爐結合進行雙頂吹冶煉回收有價金屬，方法如下:
[0007]I)將高雜銅精礦與石英砂、煤、返料和/或返塵，按照Fe/Si02比例為1.2?1.4、Cu/S比例為0.6?1.2配比混料后直接加入頂吹熔煉爐并吹入氧氣熔煉；所述高雜銅精礦是指 Cu〈 15 %、S>30 %、Fe>30 %、Pb+Zn>6 %,As>l% 的銅精礦；
[0008]2)將步驟I)熔煉得到的混合熔體送入沉降電爐沉降分離出電爐渣和品位50?60%的高雜冰銅；
[0009]3)將步驟I)得到的高雜冰銅排放出來并經水淬后得到冰銅粒；水淬時，控制冰銅溫度1180?1220°C、水淬粒化水壓力為0.7?1.0MPa、水淬循環水流量與冰銅流量重量比例為10:1?15:1 ;
[0010] 4)將步驟3)產出的冰銅粒或外購的高雜冰銅、石英砂、煤、精煉渣按照Fe/Si02K例為1.4?2.0混合配料后加入頂吹吹煉爐，吹入氧氣吹煉得到粗銅和吹煉渣；所述高雜冰銅是指卩匕+211>16%、厶8>5%、313>3%、81>0.1% )的冰銅；
[0011 ] 5)將步驟2)得到的電爐渣和步驟4)得到的吹煉渣按重量比3:1?5:1的比例混合后送入渣選礦系統回收銅精礦，將回收得到的高雜銅精礦再送回步驟I)進入頂吹熔煉爐爐料的配料混料；
[0012]6)將吹煉產出的粗銅放入采用富氧助燃的陽極爐進行精煉扒出精煉渣后澆鑄成銅陽極板。
[0013]2、根據權利要求1所述的高雜含銅物料雙頂吹冶煉回收有價金屬的方法，其特征在于，步驟I)的頂吹熔煉爐熔煉時，高雜銅精礦中的硫經氧化后形成的二氧化硫隨煙氣送至制酸系統，煙氣中的粉塵經電收塵系統捕捉回收得到含有Pb、Zn、B1、In的有價金屬塵。
[0014]本發明步驟2)的沉降電爐產生的煙氣經電收塵系統收塵后送至制酸系統。
[0015]步驟4)的頂吹吹煉爐吹煉時，冰銅中的硫吹煉成二氧化硫并隨煙氣送至制酸系統。
[0016]步驟6)陽極爐精煉過程產生的含塵煙氣經脈沖式布袋收塵系統回收得到含Cu煙塵，控制進入脈沖式布袋收塵系統的含塵煙氣溫度為90?130°C;將含Cu煙塵送至步驟I)進入頂吹熔煉爐爐料的配料混料；精煉渣送回至步驟4)進入頂吹吹煉爐爐料的混合配料。
[0017]步驟4)所述頂吹吹煉爐內冶煉的過程依次為造渣期、造銅期、吹煉渣還原期，在吹煉渣還原期，投入上一個爐期冰銅重量5?10%的冰銅以及上一個爐期冰銅重量I?5%的塊煤或粉煤，吹煉渣還原過程控制煙氣CO濃度為400?800ppm，還原10分鐘后，停止吹煉，待熔池熔體沉降分離10分鐘后進行吹煉渣排渣。
[0018]本發明將步驟3)冰銅水淬過程產生的煙氣抽送至脫硫器脫硫，將煙氣含硫降低至符合排放標準。將步驟3)冰銅水淬的水淬循環水送入沉淀池，通過渣漿栗將沉淀池底部沉淀的超細冰銅抽吸送至壓濾機壓濾，回收沉淀池內400目以上的超細冰銅，將超細冰銅回送至步驟4)進入頂吹吹煉爐爐料的混合配料。
[0019]本發明在頂吹熔煉爐爐前設置有定量給料倉，實時微調頂吹熔煉爐進料量，控制頂吹熔煉爐物料進料量波動范圍在±0.1t內。
[0020]本發明可將步驟6)澆鑄銅陽極板時產生的不合格陽極板返入陽極爐重新精煉。[0021 ] 本發明采用頂吹熔煉爐和頂吹吹煉爐結合進行雙頂吹冶煉回收有價金屬，可提高冶煉設備對高雜銅精礦物料等含銅物料的適應能力。用頂吹熔煉爐和頂吹吹煉爐分別處理的高雜銅精礦、高雜冰銅以及各種返料和熔劑，均對物料的粒度無嚴格要求，入爐物料也不需做爐前焙燒等處理，過程簡單，雙頂吹爐對高雜物料適應能力較強。在頂吹熔煉爐、頂吹吹煉爐和精煉爐均采取了粉塵處理回收以及煙氣回收處理手段，可有效回收高雜銅精礦或/和高雜冰銅中的有價金屬以及冶煉過程煙氣中的有價金屬粉塵、且工藝簡單、對環境污染小。
[0022]本發明的渣選礦系統可直接單獨處理電爐渣，也可將電爐渣與低品位的吹煉渣合理配比混合后回收渣中的銅精礦，提高了高雜銅精礦原料中有價金屬銅等物料的回收率。
[0023]冰銅水淬過程采取了脫硫手段，解決了冰銅水淬過程含硫煙氣對環境的污染問題。對水淬時產生的超細冰銅進行壓濾回收，解決了循環水池超細冰銅沉淀水淬底部卻難以回收的問題。
[0024]采用本發明方法，吹煉渣含銅降低至3%以下，提高了有價金屬銅等的直收率，解決了頂吹吹煉渣含銅較高的問題，也減少了流程內循環的銅量，降低了冶煉過程能耗。
[0025]陽極爐采用富氧助燃，可明顯提高冷銅物料的熔化能力，無需再另外投資建設傾動爐、卡爾多爐或豎爐等熔化冷含銅物料爐子，減少不必要的投資以及相應能耗。陽極爐強化待料期銅水氧化脫硫，可縮短單爐期的氧化作業時間至少30min，降低噸陽極銅能耗。陽極爐富氧助燃，可將煙氣溫度穩定控制在90?130°C范圍，利于實現脈沖式布袋收塵裝置對煙氣塵的捕捉收集，降低煙氣高濃度塵含量對環保脫硫裝置的除塵壓力。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，本發明所述高雜含銅物料雙頂吹冶煉回收有價金屬的方法，是采用頂吹熔煉爐和頂吹吹煉爐結合進行雙頂吹冶煉回收有價金屬，方法如下:
[0028]I)將高雜銅精礦與熔劑、煤、返料和/或返塵，按照Fe/Si02比例為1.2?1.4、Cu/S比例為0.6?1.2配比混料后，不需要磨礦或焙燒，經皮帶上料系統直接輸送至加入頂吹熔煉爐并吹入氧氣熔煉；高雜銅精礦中的硫經氧化后形成的二氧化硫隨煙氣送至制酸系統，冶煉過程產生的煙氣，經電收塵多級電場作用后，可高效捕捉煙氣中99%的含Pb、Zn、B1、In等有價金屬塵煙塵，該煙塵可打包直接對外銷售或處理回收。在頂吹熔煉爐爐前設置定量給料倉。定量給料倉可儲存3?5t混合料，定量給料倉底部設置皮帶運輸系統并采用變頻控制，可實時微調頂吹熔煉爐進料量，確保頂吹熔煉爐物料進料量在±0.1t范圍內波動，穩定爐況，控制頂吹熔煉爐過渡段以及爐頂結渣過快形成。頂吹熔煉爐爐前可輔助設置應急煤倉，以便快速提高爐膛煙氣溫度，此外還可配置富氧-柴油/天然氣燃燒槍，可直接而快速將爐膛煙氣溫度提高至1100°C以上，直接熔化爐頂過渡段以及頂頂部過大結渣，避免結渣對冶煉過程的工藝影響，確保頂吹熔煉爐連續穩定處理高雜銅精礦物料。所述高雜銅精礦是指Cu〈 15 %、S>30 %、Fe>30 %、Pb+Zn>6 %、As〉I %的銅精礦。熔劑采用石英砂。
[0029]2)將步驟I)熔煉得到的混合熔體送入沉降電爐沉降分離出電爐渣和品位50%?60% d的高雜冰銅；沉降電爐產生的煙氣經電收塵系統收塵后送至制酸系統；冰銅經溜槽排放進水淬系統，控制冰銅溫度1180?1220°C、控制水淬粒化水壓力為0.7?1.0MPa、控制水淬循環水流量與冰銅流量比例為10:1?15:1，可確保99%的水淬冰銅粒度為3?5mm，為水淬冷冰銅顆粒轉鼓脫水創造極佳條件，減少超細冰銅在水淬循環水系統內循環量以及沉淀池內沉淀量。
[0030]3)將沉降電爐中的高雜冰銅排放出來并經水淬后得到冰銅粒；水淬時，控制冰銅溫度1180?1220°C、水淬粒化水壓力為0.7?1.0MPa、水淬循環水流量與冰銅流量重量比例為10:1?15:1。冰銅水淬系統可配置有煙氣脫硫裝置，水淬過程產生的煙氣經引風機抽送至脫硫器內脫硫，將煙氣含硫降低至符合排放標準，達標煙氣送煙囪排放。同時水淬處理的循環水系統還可配置超細冰銅回收裝置，該裝置配有渣漿栗、壓濾機，通過渣漿栗將沉淀池底部沉淀的超細冰銅抽吸送至壓濾機內壓濾，即可回收沉淀池內400目以上的超細冰銅，壓濾后的超細冰銅含水率為10%以下，可直接送至后續進入頂吹吹煉爐爐料的混合配料。
[0031 ] 4)將品位50?60 %的高雜冰銅粒、熔劑、煤、精煉渣按照Fe/Si02K例