综合利用铜尾渣的方法和系统技术方案

本发明专利技术提出了综合利用铜尾渣的方法和系统，其中，综合利用铜尾渣的方法包括：将铜尾渣、还原剂、添加剂和粘结剂进行混合和预处理，以便得到物料球团；将物料球团进行高温焙烧，以便得到焙烧产物和氧化锌粉尘；将焙烧产物进行磨矿和磁选处理，以便得到含铜铁粉；使含铜铁粉和一氧化碳发生反应，以便得到气态五羰基铁和固态渣；将合成气反应装置进行减压冷却，使气态五羰基铁转化为液态五羰基铁，以便得到固液混合物；将固液混合物进行固液分离，得到液态五羰基铁和固态尾渣；将液态五羰基铁进行气化和分解，以便得到金属铁粉和一氧化碳；以及将固态尾渣进行细磨和浮选处理，得到铜精矿和尾矿。利用该方法可以实现铜尾渣中锌、铜和铁的有效分离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金领域，具体而言，本专利技术涉及综合利用铜尾渣的方法和系统。
技术介绍
铜尾渣是指铜冶炼渣经浮选回收铜后得到的尾渣，其全铁品位一般为35％～45％、铜含量一般为0.2％～0.4％，其粒度一般为-0.045mm占90％以上。由于铜尾渣中铁含量较高，此外还含有锌、铜等有价元素，因此对有必要铜尾渣进行综合回收利用，在创造经济效益的同时，更将带来良好的环境效益和社会效益。目前，采用“直接还原—磨矿磁选”工艺处理铜尾渣时，可实现铁、锌的综合回收利用，其最终产品为含铜铁粉和氧化锌粉尘，含铜铁粉经压块后即可以作为电炉炼钢或特种钢(主要是耐候钢)的原料。但作为电炉炼钢原料时，由于铜为杂质元素，因而只能作为配料原料使用，或折价进行销售；作为耐候钢原料时，由于受到市场需求的限制，产品优势也不明显。该类铁产品采用常规方法很难实现铜、铁的高效分离，因而铁产品品质低、产品价值受限。在现有技术中，仅对钢水的脱铜技术进行过大量的研究。但到目前为止，还没有一种令人满意的实用的脱铜技术。这些方法大都因对铜的脱除能力低下或是条件太苛刻而无法进一步发展。如采用熔化分离时，只适用于处理含大量暴露铜的小块废钢；采用气化分离法，则由于工艺环节多、气体污染环境等问题难以大规模推广；采用真空分离法，则仅适用于钢水脱铜，但存在铁损失大、脱除速度慢等问题，因而难以大规模工业应用。若能实现该类铁产品的综合利用，不仅会创造更大的经济效益，更会为同类产品的综r>合利用提供新的可选方案。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出综合利用铜尾渣的方法和系统，利用该方法和系统可以实现铜尾渣中锌、铜和铁的有效分离。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种综合利用铜尾渣的方法，该方法包括：将铜尾渣、还原剂、添加剂和粘结剂进行混合和预处理，以便得到物料球团；将所述物料球团进行高温焙烧，以便得到焙烧产物和氧化锌粉尘；将所述焙烧产物进行磨矿和磁选处理，以便得到含铜铁粉；使含铜铁粉和一氧化碳在气化合成反应装置内发生反应，以便得到气态五羰基铁和含有硫化亚铜的固态渣；将所述合成气反应装置进行减压冷却，使所述气态五羰基铁转化为液态五羰基铁，以便得到固液混合物；将所述固液混合物进行固液分离，以便分别得到液态五羰基铁和固态尾渣；将所述液态五羰基铁在热解炉内进行气化和分解，以便得到金属铁粉和一氧化碳；以及将所述固态尾渣进行细磨和浮选处理，以便得到铜精矿和尾矿。本专利技术上述实施例的综合利用铜尾渣的方法，首先对铜尾渣进行高温焙烧，回收氧化锌粉尘；其次通过气化合成反应，使得高温焙烧后得到的含铜铁粉中的铁与一氧化碳反应生成气态五羰基铁，并进一步将液态五羰基铁发生气化和分解，分离并回收金属铁粉；最后剩余的固态尾渣经过细磨和浮选处理，回收得到铜精矿。因此，通过采用上述方法可以有效实现对铜尾渣中的铁、锌、铜的高效综合回收，得到高纯度和高附加值的羰基铁粉、副产氧化锌粉尘和铜精矿，经济效益显著。进而采用本专利技术上述实施例的综合利用铜尾渣的方法解决了铜尾渣利用过程中产生含铜铁粉存在的产品品质低(铜为杂质)、市场需求有限、价格较低等问题。另外，根据本专利技术上述实施例的综合利用铜尾渣的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述铜尾渣、还原剂、添加剂和粘结剂的质量配比为100：15～30：0～20：1～5。在本专利技术的一些实施例中，上述实施例的综合利用铜尾渣的方法还可以进一步包括：所述高温焙烧采用富氧燃烧技术，将其产生的一氧化碳通入所述气化合成反应装置内与所述含铜铁粉发生反应；将所述气化和分解得到的一氧化碳返回用于所述高温焙烧；将所述气化和分解得到的一氧化碳返回所述气化合成反应装置内与含铜铁粉发生反应。在本专利技术的一些实施例中，在所述气化合成反应装置内发生的反应包括：所述含铜铁粉中的铁与一氧化碳发生反应，生成气态五羰基铁；所述含铜铁粉中的硫与一氧化碳发生反应，生成羰基硫；所述羰基硫与所述含铜铁粉中的铜发生反应，生成硫化亚铜。在本专利技术的一些实施例中，使含铜铁粉和一氧化碳在气化合成反应装置内发生反应的温度为180～220摄氏度，压力为10～15MPa。在本专利技术的一些实施例中，所述气化和分解是在250～300摄氏度、常压以及氨气气氛下进行的。在本专利技术的一些实施例中，所述细磨是将所述固态尾渣磨至平均粒径不大于0.045毫米。根据本专利技术的第二方面，本专利技术还提出了一种综合利用铜尾渣的系统，所述系统用于实施前面所述的综合利用铜尾渣的方法，所述系统包括：原料处理装置；直接还原装置，所述直接还原装置具有干球入口、高温还原平台、焙烧产物出口、氧化锌粉尘出口、第一一氧化碳出口和一氧化碳入口，所述干球入口与所述原料处理装置相连；第一磨矿机，所述第一磨矿机具有焙烧产物入口、焙烧矿粉入口出口，所述焙烧产物入口与所述焙烧产物出口相连；磁选装置，所述磨矿磁选装置具有焙烧矿粉入口和含铜铁粉出口，所述焙烧矿粉入口与所述焙烧矿粉出口相连；气化合成反应装置，所述气化合成反应装置具有含铜铁粉入口、CO加压装置、固液混合物出口，所述含铜铁粉入口与所述含铜铁粉出口相连；固液分离装置，所述固液分离装置具有固液混合物入口、液态五羰基铁出口和固态尾渣出口，所述固液混合物入口与所述固液混合物出口相连；热解炉，所述热解炉具有液态五羰基铁入口、金属铁粉出口和第二一氧化碳出口，所述液态五羰基铁入口与所述液态五羰基铁出口相连；第二磨矿机，所述第二磨矿机具有固态尾渣入口和尾渣粉出口，所述固态尾渣入口与所述固态尾渣出口相连；以及浮选分离装置，所述浮选分离装置具有尾渣粉入口和铜精矿出口和尾矿出口，所述尾渣粉入口与所述尾渣粉出口相连。本专利技术上述实施例的综合利用铜尾渣的系统，首先利用直接还原装置对铜尾渣进行高温焙烧，回收氧化锌粉尘；其次利用气化合成反应装置，使得高温焙烧后得到的含铜铁粉中的铁与一氧化碳反应生成气态五羰基铁，并进一步将液态五羰基铁发生气化和分解，分离并回收金属铁粉；最后剩余的固态尾渣采用浮选分离装置经过细磨和浮选处理，回收得到铜精矿。因此，通过采用上述系统可以有效实现对铜尾渣中的铁、锌、铜的高效综合回收，得到高纯度和高附加值的羰基铁粉、副产氧化锌粉尘和铜精矿，经济效益显著。进而采用本专利技术上述实施例的综合利用铜尾渣的系统解决了铜尾渣利用过程中产生含铜铁粉存在的产品品质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种综合利用铜尾渣的方法，其特征在于，包括：将铜尾渣、还原剂、添加剂和粘结剂进行混合和预处理，以便得到物料球团；将所述物料球团进行高温焙烧，以便得到焙烧产物和氧化锌粉尘；将所述焙烧产物进行磨矿和磁选处理，以便得到含铜铁粉；使含铜铁粉和一氧化碳在气化合成反应装置内发生反应，以便得到气态五羰基铁和含有硫化亚铜的固态渣；将所述合成气反应装置进行减压冷却，使所述气态五羰基铁转化为液态五羰基铁，以便得到固液混合物；将所述固液混合物进行固液分离，以便分别得到液态五羰基铁和固态尾渣；将所述液态五羰基铁在热解炉内进行气化和分解，以便得到金属铁粉和一氧化碳；以及将所述固态尾渣进行细磨和浮选处理，以便得到铜精矿和尾矿。

【技术特征摘要】
1.一种综合利用铜尾渣的方法，其特征在于，包括：
将铜尾渣、还原剂、添加剂和粘结剂进行混合和预处理，以便得到物料球团；
将所述物料球团进行高温焙烧，以便得到焙烧产物和氧化锌粉尘；
将所述焙烧产物进行磨矿和磁选处理，以便得到含铜铁粉；
使含铜铁粉和一氧化碳在气化合成反应装置内发生反应，以便得到气态五羰基铁和含
有硫化亚铜的固态渣；
将所述合成气反应装置进行减压冷却，使所述气态五羰基铁转化为液态五羰基铁，以
便得到固液混合物；
将所述固液混合物进行固液分离，以便分别得到液态五羰基铁和固态尾渣；
将所述液态五羰基铁在热解炉内进行气化和分解，以便得到金属铁粉和一氧化碳；以
及
将所述固态尾渣进行细磨和浮选处理，以便得到铜精矿和尾矿。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铜尾渣、还原剂、添加剂和粘结剂
的质量配比为100：15～30：0～20：1～5。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
所述高温焙烧采用富氧燃烧技术，将其产生的一氧化碳通入所述气化合成反应装置内
与所述含铜铁粉发生反应；
所述一氧化碳为含有少量二氧化硫的一氧化碳气体；
将所述气化和分解得到的一氧化碳返回用于所述高温焙烧；
将所述气化和分解得到的一氧化碳返回所述气化合成反应装置内与含铜铁粉发生反
应。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述气化合成反应装置内发生的反应
包括：
所述含铜铁粉中的铁与一氧化碳发生反应，生成气态五羰基铁；
所述含铜铁粉中的硫与一氧化碳发生反应，生成羰基硫；
所述羰基硫与所述含铜铁粉中的铜发生反应，生成硫化亚铜。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使含铜铁粉和一氧化碳在气化合成反应
装置内发生反应的温度为180～220摄氏度，压力为10～15MPa。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘占华，王欣，曹志成，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32