多源复杂低品位铜矿混合熔炼产出白冰铜的方法技术

本发明专利技术公开了一种多源复杂低品位铜矿混合熔炼产出白冰铜的方法，包括按照铜精矿的含铜量、废杂铜的含铜量、黄铜矿精炼渣的含铜量的质量比为1∶0.30～0.45∶0.002～0.006进行配料，将铜精矿、废杂铜和黄铜矿精炼渣加入到熔炼炉中，并向熔炼炉中加入占铜精矿、废杂铜和黄铜矿精炼渣的总质量5％～19％的无烟煤，在富氧空气下熔炼生成白冰铜。本发明专利技术的方法投资规模小、能耗低、连续作业、可实现铜资源的循环利用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，包括按照铜精矿的含铜量、废杂铜的含铜量、黄铜矿精炼渣的含铜量的质量比为1∶0.30～0.45∶0.002～0.006进行配料，将铜精矿、废杂铜和黄铜矿精炼渣加入到熔炼炉中，并向熔炼炉中加入占铜精矿、废杂铜和黄铜矿精炼渣的总质量5％～19％的无烟煤，在富氧空气下熔炼生成白冰铜。本专利技术的方法投资规模小、能耗低、连续作业、可实现铜资源的循环利用。【专利说明】
本专利技术属于重有色冶金
，涉及一种利用低品位铜矿熔炼白冰铜的方法， 具体涉及一种。
技术介绍
金属铜的冶炼技术已有几千年的历史，发展至今日，铜已成为当今工业中仅次于 钢铁、铝的第三大金属必需品。在现代铜冶炼工艺技术中，受经济指标、技术指标、环境指标 等因素的影响，铜冶炼企业一方面要考虑以最少的生产成本最大限度的提高产量，另一方 面，也要力求对环境的零污染。因此，其对铜冶炼工艺又提出了新的要求。 在铜冶炼过程中，白冰铜的生产是主要的冶炼工艺之一。提高白冰铜的品位，可以 降低单位生产能耗，提高铜产出率，进而降低企业的生产成本。迄今为止，国内外很多企业 已在富氧条件下生产出高品位的白冰铜。如美国犹他铜矿采用诺兰达法冶炼制得白冰铜品 位可达 65 %?70 %，奥斯麦特和艾萨法所产白冰铜品位在56 %?62 %之间，湖南水口山冶 炼厂冶炼得到的白冰铜品位在67%以上等。然而，采用上述方法存在一定的缺陷：制得的 白冰铜还渣量较高，部分生产工艺的烟尘率较高，设备比较复杂。 随着社会经济的发展，世界对于铜产品的需求日益加大，有限的资源使得铜矿石 的供应日趋紧张，价格不断上涨。鉴于此，利用黄铜矿精炼渣、矿渣、废杂铜等低品位原料进 行铜冶炼，从而实现资源循环利用已成为该行业发展的趋势。国内根据原料中含铜品位高 低将冶炼方法分为三种：对于铜含量大于98%的高品位铜采用一步法直接加工成铜材；对 于铜含量90 %?98 %左右的较高品位的原料采用火法熔炼-精炼处理；而对于铜含量小于 90 %的原料则采用熔炼-火法熔炼-精炼处理。除一步法处理高品位废杂铜的工艺和技术 比较成熟外，其他较低品位的含铜原料处理技术都比较落后。特别是对于大部分的黄铜矿 精炼渣、矿渣等原料，其铜含量只有百分之零点几至百分之几，大多还采用鼓风炉等淘汰落 后的工艺设备进行处理，能耗高、投资成本大，而且会对环境产生严重的污染。 对黄铜矿精炼渣、矿渣、废杂铜等低品位的原料进行铜冶炼的技术，由于原料来源 广，不同批次的原料中铜含量不一，在加料过程中加料量会因为这些差异而产生很大的不 同，从而导致冶炼过程中的热力学性能不稳定，影响白冰铜的品位。因此，在冶炼过程中还 需考虑物料平衡的问题。 对于多源复杂低品位铜矿的处理至今还没有一个有效的办法。国外有少数几家公 司尝试对低品位铜矿进行处理，如德国的凯撒冶炼厂、美国柯麦柯厂、南阿斯顿厂等，但由 于投资较大、能耗偏高、间歇作业、操作频繁、冶炼炉寿命短、渣含铜量高等缺点，这些处理 技术至今还没有获得大范围的推广。因此，亟需寻求一种新的方法来处理低品位的铜矿。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种投资规模小、能耗低、 连续作业、可实现铜资源循环利用的。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为一种多源复杂低品位铜矿混合熔 炼产出白冰铜的方法，包括以下步骤：按照铜精矿的含铜量、废杂铜的含铜量、黄铜矿精炼 渣的含铜量的质量比为1 : 〇· 30?0.45 : 0.002?0.006进行配料，将铜精矿、废杂铜和 黄铜矿精炼渣加入到熔炼炉中，并向熔炼炉中加入占铜精矿、废杂铜和黄铜矿精炼渣的总 质量5%?19%的无烟煤，在富氧空气下熔炼生成白冰铜。 上述的方法中，优选的，所述熔炼过程中，所述熔炼炉的炉温控制在1130-- 121(TC〇 上述的方法中，优选的，所述富氧空气中氧气的体积浓度为60%?95%。 上述的方法中，优选的，所述废杂铜的粒度控制在< 100mm，所述黄铜矿精炼渣的 粒度控制在< 100mm。 上述的方法中，更优选的，所述废杂铜的粒度为55圓?100mm，所述黄铜矿精炼渣 的粒度为45謹?100mm。 上述的方法中，优选的，所述废杂铜的铜含量（即铜的质量分数，下同）<40%。 更优选的，所述废杂铜的铜含量为25 %?40%。 上述的方法中，优选的，所述黄铜矿精炼渣中的铜含量彡1%。 本专利技术的方法中，根据铜精矿的含铜量、废杂铜的含铜量、黄铜矿精炼渣的含铜量 的质量比可知，铜精矿、废杂铜、黄铜矿精炼渣中的铜含量均大于0。 本专利技术的方法中所涉及的主要化学反应如下： 2Cu0+C = 2Cu+C02 Δ G = -515. 702kJ/mol (1) 2Cu+FeS = Cu2S+Fe AG = -21. 62kJ/mol (2) Fe+Fe304 = 4Fe0 AG = -63. 62kJ/mol (3) 2Fe0+Si02 = 2Fe0 · Si02 Δ G = -135. 6kJ/mol (4) 总反应为： 2Cu0+C+FeS+Fe304+Si02 = Cu2S+2Fe0 · Si02+C02+2Fe0 从上述化学反应关系式看出，对于黄铜矿精炼渣中含有的氧化铜首先与无烟煤反 应生成单质铜。之后，生成的单质铜与铜精矿、废杂铜（Cu) -起与硫化亚铁（FeS)反应，生 成白冰铜，并将四氧化三铁（Fe304)还原为低价态的氧化亚铁（FeO)。最后，利用氧化亚铁与 石英进行造渣，使得渣与白冰铜分离。由此可见，在上述反应过程中，不但可以实现还原白 冰铜中的FeS，提高白冰铜的品位，而且可以回收黄铜矿精炼渣等低品位铜矿中的铜元素， 实现了铜元素的资源循环利用。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于： 1.在现有的白冰铜制造工艺过程中，不但加入了废杂铜，而且加入了低品位的黄 铜矿精炼渣，其按照一定比例进行混合，可以实现对于黄铜矿精炼渣中的低品位铜的回收。 2.在现有的铜精矿熔炼过程中，加入了低品位的黄铜矿精炼渣、废杂铜等原料一 起熔炼生成白冰铜，低品位的黄铜矿精炼渣中的铜可以通过碳进行还原，还原得到的单质 铜与废杂铜一起熔炼，节省了因处理黄铜矿精炼渣、废杂铜的设施投资。 3.由于在白冰铜制造过程中，所存在的反应均为放热反应，因此，可以充分利用反 应过程中的反应热，减少冷铜料熔化所需要的燃料量，从而可以降低单位生成过程的能耗。 4.由于在本过程中单质铜同时来源于废杂铜与黄铜矿精炼渣。因此，可以促使单 质铜与硫化铁、四氧化三铁等磁性铁材料反应，进一步降低渣中的铜含量。 5·在传统的冶炼过程中，由于锍与炉渣相互溶解度很小且密度不同，所以需要不 断地摆动转炉倾倒炉渣，延长了工作周期，增加了劳动强度。用本专利技术的方法，可以实现一 次造渣，缩短了生产周期，降低了劳动强度。 【具体实施方式】 以下结合具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的 保护范围。 将铜精矿粉、废杂铜、黄铜矿精炼渣按照一定的含铜比例混合熔炼，同时加 入一定 量的无烟煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多源复杂低品位铜矿混合熔炼产出白冰铜的方法，包括以下步骤：按照铜精矿的含铜量、废杂铜的含铜量、黄铜矿精炼渣的含铜量的质量比为1∶0.30～0.45∶0.002～0.006进行配料，将铜精矿、废杂铜和黄铜矿精炼渣加入到熔炼炉中，并向熔炼炉中加入占铜精矿、废杂铜和黄铜矿精炼渣的总质量5％～19％的无烟煤，在富氧空气下熔炼生成白冰铜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王富源，张虎，姚小龙，李立清，张晓峰，曹佐英，肖克，
申请(专利权)人：济源市欣欣实业有限公司，中南大学，
类型：发明
国别省市：河南;41