一种粗铜的生产方法.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CN107502754A(43)申请公布日2017.12.22(21)申请号201710756779.3(22)申请日2017.08.29(71)申请人营口盛海化工有限公司地址115103辽宁省营口市南楼经济开发区高庄村(72)发明人陈家斌(74)专利代理机构大连至诚专利代理事务所(特殊普通合伙)21242代理人杨威涂文诗(51)Int.Cl.C22B15/00(2006.01)C22B5/12(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种粗铜的生产方法(57)摘要本发明公开了一种粗铜的生产方法，具体包括：首先，将铜精矿、石灰石和硫化亚铜同时由熔炉顶部的进料口加入熔炉中，从熔炉侧壁通入高压甲烷和氧气的混合气体，并点燃，反应10h～12h，熔融态的混合物发生迅速的氧化反应和脱硫反应，反应生成的二氧化硫通过余热回收系统后送至制酸系统；然后，从熔炉侧壁通入高压的甲烷和氮气的混合气体，发生还原反应，反应3h～5h，分别得到粗铜和反应后的炉渣。通过改进位于熔炉侧壁的风眼的位置和排布，可以熔炉内形成多层流体和湍流区，增强炉内熔融物的流动性，保证铜矿和辅料的均匀混合，提高产率。CN107502754ACN107502754A权利要求书1/1页1.一种粗铜的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将铜精矿、石灰石和硫化亚铜同时由熔炉顶部的进料口加入熔炉中，从熔炉侧壁通入高压甲烷和氧气的混合气体，并点燃，反应10h～12h，熔融态的混合物发生迅速的氧化反应和脱硫反应，反应生成的二氧化硫通过余热回收系统后送至制酸系统；S2：从熔炉侧壁通入高压的甲烷和氮气的混合气体，发生还原反应，反应3h～5h，分别得到粗铜和反应后的炉渣；其中，所述甲烷和氧气的混合气体的压力为0.1～0.2MPa，流速为150～300m3/t，甲烷与氧气的体积比为1:4～9；所述甲烷和氮气的混合气体的压力为0.1～0.2MPa，流速为150～300m3/t，甲烷与氮气的体积比为1:10～20；所述铜精矿的重量百分比为85％～90％，所述石灰石的重量百分比为10％～15％，所述硫化亚铜的重量百分比为0～5％。2.根据权利要求1所述的一种粗铜的生产方法，其特征在于，所述从熔炉侧壁通入气体的方法为：将所述熔炉设置为圆柱形结构，在所述熔炉的侧壁设置风眼，通过风眼向熔炉的内腔通入气体；其中，所述风眼在圆周方向上呈水平均匀分布，沿轴线方向设置一层或多层，所述风眼与所述熔炉的环向圆周的切线夹角小于90°，每层的各个风眼与熔炉的环向圆周的切线夹角相等，在轴线方向上相邻两层的风眼的夹角大于45°。3.根据权利要求2所述的一种粗铜的生产方法，其特征在于，所述风眼在一个圆周方向上的个数为3～8个。2CN107502754A说明书1/4页一种粗铜的生产方法技术领域[0001]本发明涉及一种金属冶炼领域，更具体地，涉及一种粗铜的生产方法。背景技术[0002]目前世界上从硫化矿中提取铜，85％～90％使用的是火法炼铜方法。该方法主要包括：铜精矿的造锍熔炼、铜锍吹炼成粗铜、粗铜火法精炼以及阳极铜电解精炼的工艺步骤，最终得到纯度高达99.95％的适合工业使用的纯铜。[0003]粗铜的生产方法就是将铜精矿进行脱硫除铁冶炼成含铜为95％以上的粗铜，目前世界上广泛使用的主要有三种冶炼方法，分别是闪速法、爱萨法和鼓风炉法等。鼓风炉法由于污染难以治理，而且消耗焦炭，所以基本淘汰。闪速法最早出现于50年代，是目前最成熟的技术，各项配套设备和技术先进完善，可以实现非常高的自动化，污染排放可以做到非常低，适合10～40万吨的大规模铜冶炼工艺，但是，缺点是整体工艺能耗高、渣含铜高、直升烟道粘结重等。爱萨法最早出现于70年代，总体投资低于闪速法，工艺流程比闪速法短，对矿石的品味要求比较低，在10万吨以下的规模具有一定优势。[0004]无论使用哪种方法生产粗铜，其实质都是对铜精矿通过氧化和还原反应脱硫除铁，铜精矿中的硫被氧化以二氧化硫的形式脱除，经回收用于制造硫酸，铁被氧化生成氧化亚铁，并通过造渣反应被去除，当在富氧环境中的氧化反应时间过长，氧化亚铁易于被过氧化成四氧化三铁，由于四氧化三铁的熔点高，易于板结，造成炉渣的流动性差、烟道易于堵塞、渣中含铜量高等缺点，因此，需要再通过还原反应，消耗多余的氧气，使被过氧化的四氧化三铁还原成氧化亚铁。但是实际工艺中，由于生产装置中一次投入的原物料至少1吨，熔融状态温度高(1080℃～1800℃)，氧化和还原反应都不会非常充分，导致炉渣中含有铜和四氧化三铁，造成炉渣在被进一步回收提炼纯铁的工艺成本高、难度大，以致造成大量炉渣被丢弃搁置，不仅浪费资源，而且对环境产生污染。发明内容[0005]本发明的