一種高雜質(zhì)銅精礦的冶煉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有色金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高雜質(zhì)銅精礦的冶煉方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在銅冶煉行業(yè)內(nèi)，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(yáng)極精煉工序—陽(yáng)極銅—電解精煉工序—高純陰極銅。
[0003]近年來(lái)，隨著銅冶煉行業(yè)飛速發(fā)展，老冶煉廠和新建冶煉廠挖潛改造使銅產(chǎn)量增加較快，而且這種趨勢(shì)還會(huì)一直持續(xù)下去，造成優(yōu)質(zhì)銅精礦的供應(yīng)變得越來(lái)越緊張。對(duì)于買(mǎi)礦企業(yè)來(lái)說(shuō)，采購(gòu)優(yōu)質(zhì)的銅精礦比采購(gòu)含雜質(zhì)高的銅精礦成本要高。因此，冶煉廠從自身效益出發(fā)，采購(gòu)的原料變得越來(lái)越復(fù)雜，雜質(zhì)成分越來(lái)越高，主要有鉛、鋅、砷、銻、鉍、錫等雜質(zhì)元素。這些高雜質(zhì)銅精礦投入生產(chǎn)后，使得熔煉工序需要承受和面對(duì)處理高雜質(zhì)銅精礦所帶來(lái)的一系列困難和問(wèn)題，使得吹煉工序需要承受和面對(duì)處理高雜質(zhì)冰銅所帶來(lái)的一系列困難和問(wèn)題，使得陽(yáng)極精煉工序需要承受和面對(duì)處理高雜質(zhì)粗銅所帶來(lái)的一系列困難和問(wèn)題，使得電解精煉工序需要承受和面對(duì)處理高雜質(zhì)陽(yáng)極銅所帶來(lái)的一系列困難和問(wèn)題，使用高雜質(zhì)銅精礦給整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的正常生產(chǎn)帶來(lái)了顯著的消極影響;且自從高雜質(zhì)銅精礦源源不斷地進(jìn)入熔煉工序被處理，即意味著上述高雜質(zhì)元素進(jìn)入了銅冶煉流程，但是目前的整個(gè)銅冶煉流程中沒(méi)有有效地將上述雜質(zhì)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(zhì)元素只進(jìn)不出”的模式，造成上述雜質(zhì)元素隨著高雜質(zhì)銅精礦源源不斷地進(jìn)入銅冶煉流程，而在整個(gè)銅冶煉流程中不斷地循環(huán)且逐漸地富集，從而進(jìn)一步地提高了上述各個(gè)生產(chǎn)工序所處理的原料中的雜質(zhì)含量水平，進(jìn)一步地增加了上述各個(gè)工序在處理高雜質(zhì)原料的過(guò)程中所遇到的困難的程度，以上兩點(diǎn)結(jié)合顯著地降低了企業(yè)的生產(chǎn)效率，顯著地提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0004]因此，如何盡量徹底地，且盡量在靠近整個(gè)銅冶煉流程的源頭的地方將雜質(zhì)元素鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫從整個(gè)銅冶煉流程中脫除出去，以利于下游工序正常生產(chǎn)，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，且提高雜質(zhì)元素鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫的回收率，為企業(yè)創(chuàng)造效益是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于上述說(shuō)明，本發(fā)明的目的在于提供一種高雜質(zhì)銅精礦的冶煉方法，該方法能夠較徹底地，且在緊鄰整個(gè)銅冶煉流程的源頭的地方將雜質(zhì)元素鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫從整個(gè)銅冶煉流程中脫除出去，以利于下游工序正常生產(chǎn)，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，且提高雜質(zhì)元素鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫的回收率，為企業(yè)創(chuàng)造效益。
[0006]為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種高雜質(zhì)銅精礦的冶煉方法，包括先后進(jìn)行的熔煉工序、吹煉工序以及陽(yáng)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(shè)置在精煉爐底壁上的進(jìn)液管和出液管浸入到所述盛銅容器內(nèi)冰銅熔液的上液面以下一定深度，然后開(kāi)啟與所述精煉爐連通的真空栗將所述精煉爐內(nèi)的空腔抽成真空狀態(tài)，此時(shí)在精煉爐內(nèi)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(jìn)液管和所述出液管內(nèi)的空腔通道上升流入所述精煉爐的空腔內(nèi)；
[0009]所述精煉爐的外形是立式柱狀，內(nèi)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(nèi)表面的耐火材料內(nèi)襯，所述精煉爐的頂部設(shè)置有用于與所述真空栗連接的出氣口；
[0010]所述進(jìn)液管與所述出液管均包括鋼制內(nèi)殼、設(shè)置在所述鋼制內(nèi)殼的內(nèi)表面的耐火材料內(nèi)襯以及設(shè)置在所述鋼制內(nèi)殼的外表面的耐火材料外襯，所述進(jìn)液管與所述出液管的長(zhǎng)度相同；
[0011]所述進(jìn)液管與所述出液管固定設(shè)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(nèi)的空腔與所述進(jìn)液管中的空腔通道相互連通，所述精煉爐內(nèi)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(jìn)行密封處理以防止破壞所述精煉爐內(nèi)的真空狀態(tài)；
[0012]2)向所述進(jìn)液管內(nèi)的冰銅熔液中噴吹帶壓的驅(qū)動(dòng)氣體，然后在大氣壓差及驅(qū)動(dòng)氣體的帶動(dòng)下所述盛銅容器中的冰銅熔液不斷地由所述進(jìn)液管上升流入所述精煉爐內(nèi)，然后所述精煉爐內(nèi)的冰銅熔液再通過(guò)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(nèi)，在所述盛銅容器、進(jìn)液管、精煉爐以及出液管之間形成冰銅熔液的循環(huán)流動(dòng)；
[0013]同時(shí)，所述精煉爐內(nèi)的冰銅熔液中所包括的雜質(zhì)元素的全部含量的一部分以硫化物形態(tài)直接揮發(fā)，全部含量的一部分以單質(zhì)形態(tài)直接揮發(fā)，實(shí)現(xiàn)脫除雜質(zhì)元素的精煉過(guò)程；
[0014]同時(shí)，在所述精煉爐內(nèi)，向所述精煉爐內(nèi)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(fā)的雜質(zhì)元素的硫化物和單質(zhì)氧化成氧化物，然后氣體進(jìn)入與精煉爐連通的冷凝器被冷凝，得到冷凝后的凝聚態(tài)的雜質(zhì)元素的氧化物混合物，且控制含氧氣體氣流的流體性質(zhì)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(zhì)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(jìn)行一段時(shí)間后，取樣化驗(yàn)精煉脫雜后的冰銅熔液的組分及含量，若化驗(yàn)結(jié)果達(dá)到目標(biāo)設(shè)計(jì)要求，則首先破除所述精煉爐內(nèi)的真空狀態(tài)，然后將設(shè)置在所述精煉爐底壁上的進(jìn)液管和出液管脫離所述盛銅容器內(nèi)的冰銅熔液，精煉脫雜處理結(jié)束;若化驗(yàn)結(jié)果未達(dá)到目標(biāo)設(shè)計(jì)要求，繼續(xù)精煉脫雜，直至化驗(yàn)結(jié)果達(dá)到目標(biāo)設(shè)計(jì)要求;精煉脫雜結(jié)束得到脫雜后的冰銅熔液、凝聚態(tài)的雜質(zhì)元素的氧化物混合物以及由所述真空栗排出的煙氣。
[0017]優(yōu)選的，所述步驟2)中，通過(guò)氧槍以頂吹氣體的方式向所述精煉爐內(nèi)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(nèi)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(zhì)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(gè)內(nèi)外套裝的空心管的多層內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)，所述氧槍包括由空心管內(nèi)的空腔或相鄰兩個(gè)內(nèi)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(gè)內(nèi)外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于對(duì)所述氧槍進(jìn)行冷卻保護(hù)的冷卻循環(huán)水通道，所述冷卻循環(huán)水通道與冷卻水供給裝置連通；
[0020]所述氧槍設(shè)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(dòng)。
[0021]優(yōu)選的，在精煉脫雜過(guò)程中，當(dāng)所述精煉爐內(nèi)的空腔處于真空狀態(tài)時(shí)，通過(guò)氧槍以頂吹氣體的方式向所述精煉爐內(nèi)噴吹可燃?xì)怏w和含氧氣體，將所述可燃?xì)怏w和所述含氧氣體點(diǎn)燃燃燒，利用所述可燃?xì)怏w和所述含氧氣體的燃燒反應(yīng)放出的熱量對(duì)所述精煉爐內(nèi)的冰銅熔液進(jìn)行補(bǔ)充加熱處理，利用所述可燃?xì)怏w和所述含氧氣體的燃燒反應(yīng)放出的熱量對(duì)噴濺在所述精煉爐內(nèi)壁上的冰銅熔液冷卻后形成的結(jié)瘤物進(jìn)行清除處理；
[0022]所述氧槍的出氣口位于所述精煉爐內(nèi)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(gè)內(nèi)外套裝的空心管的多層內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)，所述氧槍包括由空心管內(nèi)的空腔或相鄰兩個(gè)內(nèi)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?xì)怏w的可燃?xì)怏w通道，所述可燃?xì)怏w通道與所述可燃?xì)怏w的氣源裝置連通；
[0024]所述氧槍還包括由空心管內(nèi)的空腔或相鄰兩個(gè)內(nèi)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(gè)內(nèi)外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于對(duì)所述氧槍進(jìn)行冷卻保護(hù)的冷卻循環(huán)水通道，所述冷卻循環(huán)水通道與冷卻水供給裝置連通；
[0026]所述氧槍設(shè)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(dòng)。
[0027]優(yōu)選的，當(dāng)所述精煉爐內(nèi)的空腔處于大氣壓狀態(tài)時(shí)，通過(guò)氧槍以頂吹氣體的方式向所述精煉爐內(nèi)噴吹可燃?xì)怏w和含氧氣體，將所述可燃?xì)怏w和所述含氧氣體點(diǎn)燃燃燒，利用所述可燃?xì)怏w和所述含氧氣體的燃燒反應(yīng)放出的熱量對(duì)噴濺在所述精煉爐內(nèi)壁上的冰銅熔液冷卻后形成的結(jié)瘤物進(jìn)行熔化清除處理，利用所述可燃?xì)怏w和所述含氧氣體的燃燒反應(yīng)放出的熱量對(duì)所述精煉爐進(jìn)行烘爐處理；
[0028]所述氧槍為包括多個(gè)內(nèi)外套裝的空心管的多層內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)，所述氧槍包括由空心管內(nèi)的空腔或相鄰兩個(gè)內(nèi)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?xì)怏w的可燃?xì)怏w通道，所述可燃?xì)怏w通道與所述可燃?xì)怏w的氣源裝置連通；
[0029]所述氧槍還包括由空心管內(nèi)的空腔或相鄰兩個(gè)內(nèi)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(gè)內(nèi)外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于對(duì)所述氧槍進(jìn)行冷卻保護(hù)的冷卻循環(huán)水通道，所述冷卻循環(huán)水通道與冷卻水供給裝置連通；
[0031]所述氧槍設(shè)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(dòng)。
[0032]優(yōu)選的，所述步驟3)中，當(dāng)化驗(yàn)結(jié)果達(dá)到目標(biāo)設(shè)計(jì)要求時(shí)，在破除所述精煉爐內(nèi)的真空狀態(tài)之前，通過(guò)設(shè)置于所述盛銅容器底部的底吹裝置對(duì)所述盛銅容器中冰銅熔液進(jìn)行底吹氣體處理，然后再破除所述精煉爐內(nèi)的真空狀態(tài)，所述底吹裝置噴吹的氣體為氮?dú)饣?