一种铜熔渣低碳深度贫化的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115011806A(43)申请公布日2022.09.06(21)申请号202210122753.4C22C33/04(2006.01)(22)申请日2022.02.09C22C35/00(2006.01)C22C38/16(2006.01)(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区一二—大街文昌巷68号(72)发明人魏永刚曲国瑞王华李博周世伟胡建杭刘翠萍(74)专利代理机构重庆知虫专利代理事务所(普通合伙)50288专利代理师郭永伟(51)Int.Cl.C22B7/04(2006.01)C21B13/00(2006.01)C22B5/10(2006.01)C22B15/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种铜熔渣低碳深度贫化的方法(57)摘要本发明公开了一种铜熔渣低碳深度贫化的方法，主要包括：将铜火法冶炼产出的熔融态铜渣直接导入还原贫化炉并升温至指定温度后，将生物质碳、造渣剂(CaO、SiO2、Al2O3和B2O3)按一定比例加入铜熔渣，并在指定温度下保温一定时间，使铜渣中的铜、铁氧化物充分还原为金属铜和铁，形成铜铁合金，渣中金属相聚集沉降后与渣相分离，上层为熔渣，下层的金属熔体从还原贫化炉底部排出获得铜铁合金。该方法以生物质碳为还原剂，通过渣型调控的手段实现了铜熔渣中铜铁资源的低碳高效回收，与现有铜渣贫化技术相比，本方法渣含铜更低、流程更短，操作更为简单、碳排放更少，产出的铜铁合金具有广阔的应用前景。CN115011806ACN115011806A权利要求书1/1页1.一种铜熔渣低碳深度贫化的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将铜火法冶炼产出的熔融态铜渣直接导入还原贫化炉内并升温至1300～1500℃；S2：将生物质碳、造渣剂按一定比例加入铜熔渣；S3：指定温度下保温60～120min，使铜渣中铜、铁氧化物充分还原为金属铜和铁，形成铜铁合金；S4：渣中金属相充分聚集沉降后与渣相分离，上层为熔渣，下层金属熔体从还原贫化炉底部排出获得铜铁合金。2.根据权利要求1所述一种铜熔渣低碳深度贫化的方法，其特征在于，所述S1中熔融态铜渣温度控制在1150～1250℃。3.根据权利要求1所述一种铜熔渣低碳深度贫化的方法，其特征在于，所述S2中生物质碳为铜渣质量的5～15％。4.根据权利要求1所述一种铜熔渣低碳深度贫化的方法，其特征在于，所述S2中造渣剂包括但不限于：CaO、SiO2、Al2O3和B2O3。5.根据权利要求1所述一种铜熔渣低碳深度贫化的方法，其特征在于，所述S2中CaO加入量为铜渣质量的20～40％；SiO2加入量为铜渣质量的15～45％、Al2O3加入量为铜渣质量的10％～30％；B2O3加入量为铜渣质量的0～10％。6.根据权利要求1所述一种铜熔渣低碳深度贫化的方法，其特征在于，所述S4中渣中铁含量<15％，渣中铜含量<0.15％。7.根据权利要求1所述一种铜熔渣低碳深度贫化的方法，其特征在于，所述S4中所得的铜铁合金中Cu含量10～20％，Fe含量75～90％。2CN115011806A说明书1/4页一种铜熔渣低碳深度贫化的方法技术领域[0001]本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种铜熔渣低碳深度贫化的方法。背景技术[0002]铜是人类日常生活中最为常见的金属之一，被广泛应用于建筑、电力、交通等相关领域。近年来全球铜需求旺盛，铜产量逐年提高，2019年达到2850万吨。目前，全球80％以上的铜产品是由火法工艺生产。因此，铜渣的产生不可避免。铜渣是铜火法冶炼过程产生的重要副产物之一。据统计，每生产一吨铜，就会产生约2～3吨的炉渣。按2019年铜产量进行计算，以贫化工艺使渣含铜比贫化前降低80％，铜渣贫化技术将至少多回收10万吨金属铜，经济效益显著。[0003]工业上贫化铜渣的方法有两类：选矿法和火法贫化法。选矿法虽可获得较高的铜回收率，但处理过程渣缓冷周期长、对缓冷场占地面积的要求高，以及会造成巨大能源浪费。火法贫化法是通过还原剂还原渣中铁氧化物，提高渣流动性，降低熔渣粘度，改善金属滴的沉降条件，从而降低渣中铜含量。但目前经火法贫化后的弃渣中仍含有0.5％以上的铜，弃渣含铜仍然较高，这造成了铜资源的极大浪费。因此，开发一种铜熔渣深度贫化新方法对铜工业可持续和资源综合利用具有重要意义。[0004]铜渣贫化通常会加入煤、焦炭、石油天然气等还原剂，还原渣中磁性铁，降低铜渣粘度，提高铜回收率。生物质能的可再生性及广泛来源使其成为一种可替代能源，开发利用生物质能可有效缓解生态及经济问题。由于生物质中含有大量固定碳，在高温下具有较强的还原性，可作为还原剂实现金属氧化物的还原。本专利中采用生物质碳作为唯一还原剂。[