一種高雜質銅精礦的冶煉方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及有色金屬冶煉技術領域，尤其是涉及一種高雜質銅精礦的冶煉方法。
【背景技術】
[0002]在銅冶煉行業內，從硫化銅精礦提銅通常采用火法冶金的方法，其流程一般為:硫化銅礦石—采選工序—銅精礦—熔煉工序—冰銅—吹煉工序—粗銅—陽極精煉工序—陽極銅—電解精煉工序—高純陰極銅。
[0003]近年來，隨著銅冶煉行業飛速發展，老冶煉廠和新建冶煉廠挖潛改造使銅產量增加較快，而且這種趨勢還會一直持續下去，造成優質銅精礦的供應變得越來越緊張。對于買礦企業來說，采購優質的銅精礦比采購含雜質高的銅精礦成本要高。因此，冶煉廠從自身效益出發，采購的原料變得越來越復雜，雜質成分越來越高，主要有鉛、鋅、砷、銻、鉍、錫等雜質元素。這些高雜質銅精礦投入生產后，使得熔煉工序需要承受和面對處理高雜質銅精礦所帶來的一系列困難和問題，使得吹煉工序需要承受和面對處理高雜質冰銅所帶來的一系列困難和問題，使得陽極精煉工序需要承受和面對處理高雜質粗銅所帶來的一系列困難和問題，使得電解精煉工序需要承受和面對處理高雜質陽極銅所帶來的一系列困難和問題，使用高雜質銅精礦給整個生產系統的正常生產帶來了顯著的消極影響;且自從高雜質銅精礦源源不斷地進入熔煉工序被處理，即意味著上述高雜質元素進入了銅冶煉流程，但是目前的整個銅冶煉流程中沒有有效地將上述雜質元素從銅冶煉流程中脫除的工序或方法，從而形成了一種“雜質元素只進不出”的模式，造成上述雜質元素隨著高雜質銅精礦源源不斷地進入銅冶煉流程，而在整個銅冶煉流程中不斷地循環且逐漸地富集，從而進一步地提高了上述各個生產工序所處理的原料中的雜質含量水平，進一步地增加了上述各個工序在處理高雜質原料的過程中所遇到的困難的程度，以上兩點結合顯著地降低了企業的生產效率，顯著地提高了企業的生產成本。
[0004]因此，如何盡量徹底地，且盡量在靠近整個銅冶煉流程的源頭的地方將雜質元素鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫從整個銅冶煉流程中脫除出去，以利于下游工序正常生產，提高企業的生產效率，降低企業的生產成本，且提高雜質元素鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫的回收率，為企業創造效益是本領域技術人員亟需解決的技術問題。
【發明內容】
[0005]基于上述說明，本發明的目的在于提供一種高雜質銅精礦的冶煉方法，該方法能夠較徹底地，且在緊鄰整個銅冶煉流程的源頭的地方將雜質元素鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫從整個銅冶煉流程中脫除出去，以利于下游工序正常生產，提高企業的生產效率，降低企業的生產成本，且提高雜質元素鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫的回收率，為企業創造效益。
[0006]為解決上述的技術問題，本發明采用如下技術方案:
[0007]—種高雜質銅精礦的冶煉方法，包括先后進行的熔煉工序、吹煉工序以及陽極精煉工序，還包括位于所述熔煉工序與所述吹煉工序之間的精煉脫雜工序，所述精煉脫雜工序具體包括以下步驟:
[0008]1)將熔融的冰銅熔液加入到用于盛裝冰銅熔液的盛銅容器中；然后將設置在精煉爐底壁上的進液管和出液管浸入到所述盛銅容器內冰銅熔液的上液面以下一定深度，然后開啟與所述精煉爐連通的真空栗將所述精煉爐內的空腔抽成真空狀態，此時在精煉爐內真空殘壓與外界大氣壓之間的大氣壓差的作用下所述盛銅容器中的冰銅熔液沿所述進液管和所述出液管內的空腔通道上升流入所述精煉爐的空腔內；
[0009]所述精煉爐的外形是立式柱狀，內部中空形成空腔，所述精煉爐包括鋼制外殼以及砌筑在所述鋼制外殼內表面的耐火材料內襯，所述精煉爐的頂部設置有用于與所述真空栗連接的出氣口；
[0010]所述進液管與所述出液管均包括鋼制內殼、設置在所述鋼制內殼的內表面的耐火材料內襯以及設置在所述鋼制內殼的外表面的耐火材料外襯，所述進液管與所述出液管的長度相同；
[0011]所述進液管與所述出液管固定設置于所述精煉爐的底壁上且與所述精煉爐的底壁密封連接，所述精煉爐內的空腔與所述進液管中的空腔通道相互連通，所述精煉爐內的空腔與所述出液管中的空腔通道相互連通，所有與所述精煉爐連接的裝置在與所述精煉爐連接的部位均進行密封處理以防止破壞所述精煉爐內的真空狀態；
[0012]2)向所述進液管內的冰銅熔液中噴吹帶壓的驅動氣體，然后在大氣壓差及驅動氣體的帶動下所述盛銅容器中的冰銅熔液不斷地由所述進液管上升流入所述精煉爐內，然后所述精煉爐內的冰銅熔液再通過所述出液管不斷地由所述精煉爐流出返回至所述盛銅容器內，在所述盛銅容器、進液管、精煉爐以及出液管之間形成冰銅熔液的循環流動；
[0013]同時，所述精煉爐內的冰銅熔液中所包括的雜質元素的全部含量的一部分以硫化物形態直接揮發，全部含量的一部分以單質形態直接揮發，實現脫除雜質元素的精煉過程；
[0014]同時，在所述精煉爐內，向所述精煉爐內的空腔的上部空間吹送含氧氣體，利用所述含氧氣體中的氧元素將變成氣體揮發的雜質元素的硫化物和單質氧化成氧化物，然后氣體進入與精煉爐連通的冷凝器被冷凝，得到冷凝后的凝聚態的雜質元素的氧化物混合物，且控制含氧氣體氣流的流體性質以用于防止含氧氣體氣流與下方的冰銅熔液接觸或混合；
[0015]所述雜質元素包括鉛、鋅、砷、銻、鉍和錫元素中的一種或多種或全部；
[0016]3)所述步驟2)進行一段時間后，取樣化驗精煉脫雜后的冰銅熔液的組分及含量，若化驗結果達到目標設計要求，則首先破除所述精煉爐內的真空狀態，然后將設置在所述精煉爐底壁上的進液管和出液管脫離所述盛銅容器內的冰銅熔液，精煉脫雜處理結束;若化驗結果未達到目標設計要求，繼續精煉脫雜，直至化驗結果達到目標設計要求;精煉脫雜結束得到脫雜后的冰銅熔液、凝聚態的雜質元素的氧化物混合物以及由所述真空栗排出的煙氣。
[0017]優選的，所述步驟2)中，通過氧槍以頂吹氣體的方式向所述精煉爐內的空腔的上部空間吹送含氧氣體，所述氧槍的出氣口位于所述精煉爐內的冰銅熔液的上液面以上且與冰銅熔液的上液面相距一定距離，且控制含氧氣體氣流的流體性質以用于防止含氧氣體氣流與下方的冰銅熔液接觸或混合；
[0018]所述氧槍為包括多個內外套裝的空心管的多層內外套管結構，所述氧槍包括由空心管內的空腔或相鄰兩個內外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于輸送所述含氧氣體的含氧氣體通道，所述含氧氣體通道與所述含氧氣體的氣源裝置連通；
[0019]所述氧槍還包括由相鄰兩個內外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于對所述氧槍進行冷卻保護的冷卻循環水通道，所述冷卻循環水通道與冷卻水供給裝置連通；
[0020]所述氧槍設置在所述精煉爐的頂壁上且可沿所述精煉爐的頂壁上下滑動。
[0021]優選的，在精煉脫雜過程中，當所述精煉爐內的空腔處于真空狀態時，通過氧槍以頂吹氣體的方式向所述精煉爐內噴吹可燃氣體和含氧氣體，將所述可燃氣體和所述含氧氣體點燃燃燒，利用所述可燃氣體和所述含氧氣體的燃燒反應放出的熱量對所述精煉爐內的冰銅熔液進行補充加熱處理，利用所述可燃氣體和所述含氧氣體的燃燒反應放出的熱量對噴濺在所述精煉爐內壁上的冰銅熔液冷卻后形成的結瘤物進行清除處理；
[0022]所述氧槍的出氣口位于所述精煉爐內的冰銅熔液的上液面以上且與冰銅熔液的上液面相距一定距離；
[0023]所述氧槍為包括多個內外套裝的空心管的多層內外套管結構，所述氧槍包括由空心管內的空腔或相鄰兩個內外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于輸送所述可燃氣體的可燃氣體通道，所述可燃氣體通道與所述可燃氣體的氣源裝置連通；
[0024]所述氧槍還包括由空心管內的空腔或相鄰兩個內外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于輸送所述含氧氣體的含氧氣體通道，所述含氧氣體通道與所述含氧氣體的氣源裝置連通；
[0025]所述氧槍還包括由相鄰兩個內外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于對所述氧槍進行冷卻保護的冷卻循環水通道，所述冷卻循環水通道與冷卻水供給裝置連通；
[0026]所述氧槍設置在所述精煉爐的頂壁上且可沿所述精煉爐的頂壁上下滑動。
[0027]優選的，當所述精煉爐內的空腔處于大氣壓狀態時，通過氧槍以頂吹氣體的方式向所述精煉爐內噴吹可燃氣體和含氧氣體，將所述可燃氣體和所述含氧氣體點燃燃燒，利用所述可燃氣體和所述含氧氣體的燃燒反應放出的熱量對噴濺在所述精煉爐內壁上的冰銅熔液冷卻后形成的結瘤物進行熔化清除處理，利用所述可燃氣體和所述含氧氣體的燃燒反應放出的熱量對所述精煉爐進行烘爐處理；
[0028]所述氧槍為包括多個內外套裝的空心管的多層內外套管結構，所述氧槍包括由空心管內的空腔或相鄰兩個內外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于輸送所述可燃氣體的可燃氣體通道，所述可燃氣體通道與所述可燃氣體的氣源裝置連通；
[0029]所述氧槍還包括由空心管內的空腔或相鄰兩個內外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于輸送所述含氧氣體的含氧氣體通道，所述含氧氣體通道與所述含氧氣體的氣源裝置連通；
[0030]所述氧槍還包括由相鄰兩個內外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于對所述氧槍進行冷卻保護的冷卻循環水通道，所述冷卻循環水通道與冷卻水供給裝置連通；
[0031]所述氧槍設置在所述精煉爐的頂壁上且可沿所述精煉爐的頂壁上下滑動。
[0032]優選的，所述步驟3)中，當化驗結果達到目標設計要求時，在破除所述精煉爐內的真空狀態之前，通過設置于所述盛銅容器底部的底吹裝置對所述盛銅容器中冰銅熔液進行底吹氣體處理，然后再破除所述精煉爐內的真空狀態，所述底吹裝置噴吹的氣體為氮氣或