一種高雜質(zhì)銅冶煉渣的資源化回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及資源回收環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高雜質(zhì)銅冶煉渣的資源化回收系統(tǒng)。
【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+熔煉渣—吹煉工序—粗銅+吹煉渣—陽極精煉工序—陽極銅—電解精煉工序—高純陰極銅。
[0003]銅冶煉渣包括在銅冶煉生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的多種渣，絕大部分是熔煉渣，還有少部分的吹煉渣等等。其中銅熔煉渣主要包括0.90 %?3.0 %的Cu，35 %?44 %的Fe，25 %?35% 的 S12o
[0004]現(xiàn)今的銅冶煉渣處理目的是回收銅冶煉渣中的銅元素，產(chǎn)出銅元素含量較高的渣精礦(一種從渣中回收產(chǎn)生的銅精礦)，銅冶煉渣中原有的鐵、硅等殘留在尾礦中，作為固體廢棄物應(yīng)用在建筑行業(yè)等行業(yè)中。隨著技術(shù)進步，個別前沿專利技術(shù)提出改進型銅冶煉渣處理方法，在產(chǎn)出渣精礦的同時，產(chǎn)出鐵精礦和較高SO2含量的含硅產(chǎn)品。
[0005]眾所周知，銅冶煉渣里還包括鉛、鋅、砷、鋪、祕和/或錫等雜質(zhì)元素。這部分雜質(zhì)元素來源于投入熔煉爐的銅精礦。從整個銅冶煉流程的元素平衡角度計算，在冶煉過程中，原料銅精礦中的雜質(zhì)元素很大部分進入了銅冶煉渣中，其中，進入銅熔煉渣中的雜質(zhì)元素比例最大。
[0006]這部分雜質(zhì)元素，一方面，影響后續(xù)銅冶煉渣處理后所產(chǎn)出的鐵精礦和含硅產(chǎn)品的質(zhì)量和純度，例如:鉛、鋅、砷、銻、鉍以及錫等雜質(zhì)元素是鐵精礦中嚴格限制含量上限的元素種類，國標(biāo)中對鐵精礦中的雜質(zhì)元素含量進行了嚴格的分級要求，雜質(zhì)元素會對煉鐵過程和煉鋼過程產(chǎn)生非常顯著的消極影響，嚴重影響生產(chǎn)過程、設(shè)備壽命以及產(chǎn)品質(zhì)量等等。
[0007]另一方面，提及雜質(zhì)元素，行業(yè)技術(shù)人員習(xí)慣性的思維是“壞的東西，盡量除去的東西”，殊不知，換個思維角度，這部分雜質(zhì)元素也是一種可以產(chǎn)生經(jīng)濟效益的資源。如果銅冶煉企業(yè)將這部分雜質(zhì)元素較好地回收，然后以金屬產(chǎn)品的形式外售，與外售陰極銅板一樣，也可以產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。目前，還未有現(xiàn)有技術(shù)提出對銅冶煉渣中的這部分雜質(zhì)元素進行回收。
[0008]綜上，目前的銅冶煉渣處理方法，以及前沿專利技術(shù)中提及的改進型銅冶煉渣處理方法，均未考慮銅冶煉渣中所含的大量雜質(zhì)元素的問題。這部分雜質(zhì)元素既給現(xiàn)有的產(chǎn)品質(zhì)量帶來很大的消極影響，耗費大量資源以及能源，提高了銅冶煉企業(yè)的生產(chǎn)成本，又沒有發(fā)揮其本身所固有的經(jīng)濟價值，沒有為銅冶煉企業(yè)帶來應(yīng)有的經(jīng)濟效益，一邊是成本升高，一邊是沒有產(chǎn)出經(jīng)濟效益，兩邊相加，給銅冶煉企業(yè)的經(jīng)濟盈利空間帶來了顯著的消極影響，降低了銅冶煉企業(yè)的盈利能力。
[0009]再者，近年來，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，而且這種趨勢還會一直持續(xù)下去，造成優(yōu)質(zhì)銅精礦的供應(yīng)變得越來越緊張。對于買礦企業(yè)來說，采購優(yōu)質(zhì)的銅精礦比采購含雜質(zhì)高的銅精礦成本要高得多。因此，銅冶煉企業(yè)從自身效益出發(fā)，采購的原料變得越來越復(fù)雜，雜質(zhì)成分越來越高，主要有鉛、鋅、砷、銻、鉍、錫等雜質(zhì)元素。雜質(zhì)含量高的銅精礦比優(yōu)質(zhì)的銅精礦價格要便宜一定程度，雜質(zhì)含量越高，銅精礦越便宜。這些高雜質(zhì)銅精礦投入生產(chǎn)后，進一步地提高了銅冶煉渣中的雜質(zhì)元素含量。根據(jù)上述，換個思維角度，雜質(zhì)元素也是一種資源，也可以產(chǎn)生經(jīng)濟效益，如果銅冶煉企業(yè)以較低的價格采購高雜質(zhì)銅精礦，然后，再將其中所含的雜質(zhì)元素以金屬產(chǎn)品的形式外售，產(chǎn)出經(jīng)濟效益，一進一出，兩頭結(jié)合，既降低了原料成本，又增加了額外的經(jīng)濟收入，這將顯著地提高銅冶煉企業(yè)的盈利能力，這對于目前低迷的銅冶煉行業(yè)來說將是一個具有很大吸引力的經(jīng)營模式。
[0010]因此，如何將銅冶煉渣中的雜質(zhì)元素脫除以利于產(chǎn)出純度更高質(zhì)量更好的下游產(chǎn)品，同時將雜質(zhì)元素回收以金屬產(chǎn)品的形式外售，為銅冶煉企業(yè)帶來經(jīng)濟效益，提高銅冶煉企業(yè)的盈利能力，同時減少資源浪費，減少環(huán)境污染是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]基于上述說明，本發(fā)明的目的在于提供一種高雜質(zhì)銅冶煉渣的資源化回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)~冶煉渣中的雜質(zhì)元素脫除以利于產(chǎn)出純度更高質(zhì)量更好的下游產(chǎn)品，同時將雜質(zhì)元素回收以金屬產(chǎn)品的形式外售，為銅冶煉企業(yè)帶來經(jīng)濟效益，提高銅冶煉企業(yè)的盈利能力，同時減少資源浪費，減少環(huán)境污染。
[0012]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0013]—種高雜質(zhì)銅冶煉渣的資源化回收系統(tǒng)，包括用于盛裝銅冶煉渣熔液的盛渣容器、精煉爐、進液管、出液管、真空栗、驅(qū)動氣體管、頂吹噴嘴、用于對處理過程中產(chǎn)生的氣態(tài)揮發(fā)物以及煙氣進行冷卻的冷凝器以及用于升降所述精煉爐的升降裝置；
[0014]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，所述精煉爐的出氣口與所述冷凝器的進氣口連通，所述冷凝器的出氣口與所述真空栗連通；
[0015]所述進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；
[0016]所述進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行密封處理以防止破壞所述精煉爐內(nèi)的真空狀態(tài)；
[0017]所述驅(qū)動氣體管設(shè)置在所述進液管上以向所述進液管內(nèi)的銅冶煉渣熔液中噴吹帶壓的驅(qū)動氣體；
[0018]所述頂吹噴嘴設(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以用于通過所述頂吹噴嘴以頂吹氣體的方式向所述精煉爐內(nèi)的銅冶煉渣熔液中吹送含氧氣體；
[0019]所述頂吹噴嘴為包括多個內(nèi)外套裝的空心管的多層內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)，所述頂吹噴嘴包括由空心管內(nèi)的空腔或相鄰兩個內(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第一含氧氣體通道，所述第一含氧氣體通道與所述含氧氣體的氣源裝置連通；
[0020]所述頂吹噴嘴還包括由相鄰兩個內(nèi)外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于對所述頂吹噴嘴進行冷卻保護的冷卻循環(huán)水通道，所述冷卻循環(huán)水通道與冷卻水供給裝置連通；
[0021]所述頂吹噴嘴的出氣口位于所述精煉爐內(nèi)的銅冶煉渣熔液的上液面以上且與銅冶煉渣熔液的上液面相距一定距離。
[0022]優(yōu)選的，所述頂吹噴嘴還包括由空心管內(nèi)的空腔或相鄰兩個內(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。
[0023]優(yōu)選的，所述頂吹噴嘴還包括由空心管內(nèi)的空腔或相鄰兩個內(nèi)外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于輸送配合所述可燃氣體燃燒的含氧氣體的第二含氧氣體通道，所述第二含氧氣體通道與所述含氧氣體的氣源裝置連通。
[0024]優(yōu)選的，所述可燃氣體通道與所述第二含氧氣體通道為一體式結(jié)構(gòu)，且所述可燃氣體通道與所述第二含氧氣體通道的一體式結(jié)構(gòu)與所述第一含氧氣體通道為分體式結(jié)構(gòu)，所述可燃氣體通道與所述第二含氧氣體通道的一體式結(jié)構(gòu)可相對于所述第一含氧氣體通道在豎直方向上上下滑動。
[0025]優(yōu)選的，所述精煉爐的側(cè)面下部設(shè)置有側(cè)吹噴嘴以用于以浸沒吹送的方式向所述精煉爐內(nèi)的銅冶煉渣熔液的上液面以下吹送含氧氣體，所述側(cè)吹噴嘴的出氣口位于所述精煉爐內(nèi)的銅冶煉渣熔液的上液面以下；
[0026]所述側(cè)吹噴嘴為包括多個內(nèi)外套裝的空心管的多層內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)，所述側(cè)吹噴嘴包括由空心管內(nèi)的空腔或相鄰兩個內(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；
[0027]所述側(cè)吹噴嘴還包括由相鄰兩個內(nèi)外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于對所述側(cè)吹噴嘴進行冷卻保護的冷卻循環(huán)水通道，所述冷卻循環(huán)水通道與冷卻水供給裝置連通。
[0028]優(yōu)選的，所述盛渣容器為冶煉渣爐，所述冶煉渣爐包括在其爐壁上開設(shè)的且用于所述精煉爐下降進入或上升出去的開口。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種高雜質(zhì)銅冶煉渣的資源化回收系統(tǒng)，該資源化回收系統(tǒng)具有以下有益的技術(shù)效果:
[0030]1.本發(fā)明針對真空蒸餾直接精煉銅冶煉渣熔液，銅冶煉渣中的雜質(zhì)元素的脫除速率和脫除效果都很不理想的問題，提出了改進型技術(shù)方案:在真空蒸餾過程中向所述精煉爐內(nèi)的銅冶煉渣熔液吹送含氧氣體，利用含氧氣體中的氧元素將所述精煉爐內(nèi)的銅冶煉渣熔液中所包括的雜質(zhì)元素氧化成相應(yīng)的雜質(zhì)元素的氧化物，將雜質(zhì)元素從復(fù)雜的礦物相中解放出來，產(chǎn)出相應(yīng)的雜質(zhì)元素的氧化物，該雜質(zhì)元素的氧化物能夠獨立存在，氧化形成的雜質(zhì)元素的氧化物在真空環(huán)境下變成氣態(tài)氧化物揮發(fā)脫除，在揮發(fā)過程中不再受到銅冶煉渣熔液中其它物質(zhì)的阻礙，能夠憑借其本身