一种转底炉处理铜渣的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113736940A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202110844165.7C22B19/34(2006.01)(22)申请日2021.07.26(71)申请人赛能杰高新技术股份有限公司地址100083北京市海淀区学院路30号科大天工大厦A座5层16室(72)发明人王汝芳王秋影冯鲁兴(74)专利代理机构北京欣鼎专利代理事务所(普通合伙)11834代理人卢萍(51)Int.Cl.C21B13/00(2006.01)C22B1/02(2006.01)C22B1/243(2006.01)C22B7/04(2006.01)C22B19/30(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种转底炉处理铜渣的方法(57)摘要本发明涉及一种转底炉处理铜渣的方法，包括原料处理、配料、混合、成型、物料烘干、焙烧还原、烟气处理、成品冷却、磨矿、磁选及铁粉冷压步骤，采用碳氢联合还原技术将铁氧化物还原为金属铁、氧化锌还原成金属锌后挥发再氧化收集，可使铜渣中的Fe2SiO4高效还原，中间产品直接还原铁金属化率可达到90％以上，锌脱除率达到95％以上，整个工艺铁回收率达到85％以上；采用碳氢联合还原技术，还原温度低，能耗低。本工艺还原温度在800～1230℃；还原后期采用氢气作为主要还原剂，副产物是水，绿色环保，处理每吨铜渣碳排放量是碳冶金转底炉工艺的50～70％；本工艺中的还原煤采用低阶煤，代替无烟煤，成本低。CN113736940ACN113736940A权利要求书1/2页1.一种转底炉处理铜渣的方法，其特征在于，包括如下步骤:(1)原料处理：选取挥发分含量30～50％、灰分含量<10％的高挥发分煤，分为高挥发分煤一和高挥发分煤二，将高挥发分煤一、石灰石磨至粒度100～200目，将高挥发分煤二破碎至粒度5～25mm；(2)配料、混合：选取配料铜渣、膨润土和高挥发分煤二，将(1)处理得到的高挥发分煤一、石灰石与配料铜渣、膨润土按比例配料后混匀；(3)成型：将(2)混匀后的物料制备成含水8％～12％、粒度为6～25mm的湿成型物料；(4)物料烘干：将(3)制备的湿成型物料，干燥脱水，干燥后物料水份<5％；(5)焙烧还原：将(4)制备的干燥物料由转底炉第一布料口均匀布在转底炉环形炉床上，物料在炉底上铺的料层厚度为10～80mm，物料随转底炉转动先后经过预还原区、浅度还原区和深度还原区，在深度还原区加入(2)中选取的高挥发分煤二分别由多个布料口加入，所述预还原区温度500～1000℃，所述浅度还原区温度600～1100℃，所述深度还原区温度800～1230℃，还原时间为10～60min，高挥发分煤热解产生的H2与碳气化反应生成的H2和CO将物料充分还原；(6)成品冷却：经过(5)处理还原后的产品DRI从转底炉内排出，进入冷却机冷却至200℃以下；(7)磨矿、磁选：将(6)冷却的产品DRI研磨成粉状并通过磁选回收铁粉；(8)冷压成型：将(7)回收铁粉冷压形成铁粉冷压块；(9)烟气处理：原料中的氧化锌还原为金属锌后，挥发进入烟气系统中，并被再次氧化收集；500～1000℃高温烟气由转底炉排出经空气换热器、余热锅炉多级回收余热后，温度降至～200℃，进入转底炉烟气除尘器，净化后的烟气尾气送至烟气炉与热烟气混合后用于物料烘干，烘干后的烟气(～120℃)经除尘、脱硫脱硝达标后排放；氧化锌在余热锅炉灰仓和转底炉烟气除尘器中逐级回收。2.根据权利要求1所述的转底炉处理铜渣的方法，其特征在于，(2)中所述配料比例按照重量份为，铜渣100份、高挥发分煤一5～20份，高挥发分煤二10～25份、石灰石5～15份、膨润土1～4份。3.根据权利要求1所述的转底炉处理铜渣的方法，其特征在于，(5)中在深度还原区加入高挥发分煤二，用于增强氢气浓度。4.根据权利要求1所述的转底炉处理铜渣的方法，其特征在于，所述(5)焙烧还原步骤中，其中：在所述转底炉预还原区是以碳还原为主的还原反应，包括：物料在转底炉内被加热时，当表层温度升高到～550℃时，表层还原煤一中的挥发分析出并进入炉膛燃烧空间内，作为燃料燃烬；随着物料的不断升温，物料中的C与CO2发生碳气化反应生成CO，CO作为还原剂开始还原铁氧化物，由于还原煤发生不充分热解产生的H2量较少，且在温度较低时，H2的还原能力比CO弱；在转底炉浅度还原区是以以氢还原为主的还原反应，包括：当物料表层温度升高至900℃时，物料芯部的还原煤一逐渐开始热解，热解出的挥发分在经过表层的高温环境时发生充分热解，最终的产物为活性碳和H2，H2会与达到还原温度的金属氧化物发生还原反应，生成金属和水，水又与碳进行碳气化反应生成H2和CO，H2再作2