专利名称：生产粗铜的方法
技术领域：
本发明涉及一种权利要求1限定的生产粗铜的方法。
在铜的闪速融炼中，将干燥的铜精矿与富氧的空气和硅砂一起送入闪速熔炼炉中。在融炼过程中所需的能量在硫和铁的氧化中得到。通过工艺空气的富氧程度来调节所述方法的热平衡，但有时也使用石油或天然气燃烧器来作为另外能源。硫氧化生成二氧化硫，而铁氧化并成渣生成硅酸铁。在沉降器中，融熔相随着炉渣和锍沉降在炉底上与所述气体分离，以致锍层在最底部。在闪速融炼中，象在其他的铜融炼法中一样，炉渣的主要功能是以流体的形式收集，排出在融炼过程中产生的脉石的所有的氧化铁以及硅酸盐成分和氧化物成分。通常，炉渣被冷却、破碎和浮选，以便回收铜，或者将它在还原电炉法中处理。在锍相中，它通常进一步转化处理，制得50-70％的铜。在最通常使用的Peirce-Smith converting中，当在熔体中吹氧时，锍相所含的铁被氧化，并与加入的硅砂一起生成fajalite炉渣，在转化过程的最初步骤中后者在反应器中浮在富含铜的白色金属(white metal)的表面上。白色金属含有70-80％铜。当进一步将氧吹入白色金属时，生成粗铜，其铜含量为约99％。炉渣还含有5-10％的铜，它用浮选法以及通过将富含铜的炉渣浓缩物返回闪速熔炼炉或通过例如在电炉中在还原条件下处理炉渣来回收。
原则上，直接生产粗铜在经济上是合理的，也就是，在悬浮反应器中以一个工艺步骤从硫化的精矿生产粗铜，当然存在某些限制。在这里最大的问题是在所述的方法中，生成大量炉渣，而大量的铜还集中在这一炉渣中。另一方面，为了回收其中所含的铜，炉渣的处理需要额外的费用。当精矿中的铜含量足够高时，通常至少37％(重量)，以一个工艺步骤生产粗铜在经济上是有利的。如果精矿只含有少量的铁或其他生成炉渣的组分，那么在这种情况下，生成炉渣的数量不会如此地高，较低铜含量的精矿的加工也是有利的。当生产粗铜时，为了得到足够高的回收铜的产率，通常需要对生成的炉渣进行两步炉渣净化。
根据现有技术，当在一定的氧势范围内操作时，在铜融炼中生成所谓的白色金属，在这种情况下，相应炉渣相的铜含量大大低于粗铜与炉渣相平衡的情况。在
图1(INSKO 261608 VIII，第9页)，描述了Cu-Fe-S-O-SiO2体系在1300℃下的硫-氧势图。在图中，看到在铜融炼过程中在不同条件下出现的不同相的含量。从图中可以看出，当白色金属存在时，相应炉渣的铜含量低于与粗铜平衡的炉渣。
从PCT 00/09772已知一种在氧存在下通过在1300℃或更低的温度下连续氧化精矿或锍来熔炼铜精矿的方法。根据这一方法，硫化铜精矿被融熔，所含的大部分铁作为炉渣被除去，而大部分硫转化成二氧化硫。制得的产物为白色金属、锍或粗铜。
本发明的目的是克服现有技术中的一些缺点。本发明的另一目的是防止在粗铜生产中产生高铜含量的炉渣。
本发明的特征在于权利要求1前序部分中所示的内容。本发明的其他实施方案的特征在于其他权利要求中所示的内容。
本发明生产粗铜的方法有几个优点。根据这一方法，将精矿、助熔剂和富氧的空气一起送入悬浮熔炼炉，例如闪速熔炼炉，以致生成至少两个融熔相，白色金属相和炉渣相；在悬浮熔炼炉以后，白色金属至少在一个氧化反应器中氧化。根据这一方法，悬浮熔炼炉中的操作优选在生产白色金属的条件下进行，这样的条件指炉中氧势为10-7-10-6，而二氧化硫的分压为0.2-1。白色金属基本由铜(70-80％)和硫组成。在融炼中生成的白色金属基本上不含任何成渣组分。当在上述条件下操作时，有利地生成低铜炉渣，它适合直接用于回收铜处理，不需要任何单独的炉渣初还原，例如在电炉中。
白色金属以连续操作或间歇操作方式排出炉子，以便在氧化炉中氧化，在那里白色金属中所含的硫用富氧的空气氧化，以致生成二氧化硫和粗铜，而且几乎没有任何炉渣。根据本发明的一个优选的实施方案，氧化反应器以固定的方式与悬浮熔炼炉连接。根据本发明的另一优选的实施方案，氧化反应器通过封闭式熔体用于熔体转移的流槽(launder)与悬浮熔炼炉连接。当氧化反应器为封闭式反应器时，更有利于控制所述方法中产生的气体的收集和回收。根据本发明的一个优选的实施方案，氧化反应器优选为表面鼓风式(surface blasting)反应器。根据另一优选的实施方案，氧化反应器为注入式反应器，利用该反应器，通过将固态的白色金属与氧化气体一起注入熔体的方法，也可使它有利地熔炼。使用的氧化反应器例如优选为Ausmelt、Isasmelt或Mitsubishi型。
根据本发明的一个优选的实施方案，炉渣单独从悬浮熔炼炉排出并在电炉中处理，以回收其铜含量。根据本发明的另一个优选的实施方案，为了回收铜含量，炉渣在悬浮熔炼炉以后进行浮选处理。当使用本发明的方法时，有利的是不产生任何高铜含量的炉渣，避免了不需要的铜再循环，从而避免了产生的铜损失。
下面参考附图更详细地说明本发明。
图1 1300℃的温度下Cu-Fe-S-O-SiO2体系的硫-氧势图。
图2a本发明方法的工艺流程图。
图2b本发明另一优选实施方案的方法的工艺流程图。
图2a说明本发明的方法。现将精矿5、助熔剂6和富氧的空气7一起送入闪速熔炼炉1，以致在其下部4产生两个融熔相，白色金属相11和炉渣相10。在闪速熔炼炉以后，白色金属11在一个氧化反应器12中氧化，制得粗铜15。除了白色金属和炉渣以外，在闪速熔炼炉中还生成少量粗铜，也将它送入氧化反应器12。在闪速熔炼炉1中产生的工艺气体通过炉的上升烟道2送入废热锅炉8，在那里生成的粉尘9循环回闪速熔炼炉，而气体17送去进一步处理。白色金属11以连续操作或间歇操作的方式从炉1排出，送入氧化反应器12，在那里白色金属中所含的硫用富氧的空气16氧化，以致生成二氧化硫和粗铜15，而不是炉渣。根据图2a中说明的本发明的一个优选的实施方案，设置氧化反应器12以固定的方式与闪速熔炼炉连接。在图2b中说明的本发明另一优选的实施方案，氧化反应器12通过熔体流槽13与闪速熔炼炉直接连接。在闪速熔炼炉1中产生的炉渣10送去炉渣处理14，另一方法是送入电炉或送去浮选，以便回收炉渣中的铜含量。根据本发明的一个优选的实施方案，氧化反应器优选为表面鼓风式反应器或注入式反应器，在这种情况下，通过将固体白色金属与氧化气体一起注入熔体使它有利地融熔。氧化反应器优选例如为Ausmelt、Isasmelt或Mitsubishi型。
用以下实施例说明本发明。
实施例使用本发明的方法，以163tph(吨/小时)的速率将含量为30％Cu、28％Fe、30％S、6％SiO2的铜精矿与硅砂一起在闪速熔炼炉中熔炼，硅砂以21tph的速率送入炉中。
在熔炼过程中，空气以63493标米3/小时的速率和氧以21956标米3/小时的速率吹入闪速熔炼炉，以致氧富集率为41％，当以每吨总进料计时，氧系数为171标米3O2。
由于氧化反应，在闪速熔炼炉中生成62004公斤/小时(含79％Cu、0.5％Fe)融熔的白色金属和109702公斤/小时(含4％Cu、44％Fe)炉渣。此外，还生成少量粉尘，后者循环回闪速熔炼炉。
将炉渣在炉渣富集设备中处理，以致生成的炉渣流量为8844公斤/小时(含46％Cu、25％Fe)，然后将所述的炉渣与精矿一起送回闪速熔炼炉。
将生成的白色金属在氧化反应器中处理，并将4328标米3/小时工业氧和18979标米3/小时空气送入氧化反应器。现生成49274公斤/小时粗铜(含98％Cu、0.04％Fe)和少量炉渣(1吨/小时，含50％Cu、27％Fe)。将炉渣造粒，然后返回闪速熔炼炉。
在上述实施例中，来自氧化反应器的炉渣中和炉渣精矿中的循环回闪速熔炼炉的铜的总量为4575公斤铜，它对应于精矿所含铜总量的约9％。如果精矿直接熔炼成粗铜，那么炉渣的数量将为约130吨/小时，它甚至超过精矿中所含铜总量的50％。
对于熟悉本专业的技术人员来说，显然本发明的各种实施方案不限于上述实施例，而可在附后的权利要求书范围内变化。
权利要求
1.一种生产粗铜的方法，根据这一方法，将铜精矿(5)、助熔剂(6)和富氧的空气(7)一起送入悬浮熔炼炉(1)例如闪速熔炼炉，以致生成至少两个融熔相，例如白色金属(11)和炉渣(10)，其特征在于，在悬浮熔炼炉以后，白色金属在至少一个氧化反应器(12)中氧化。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，布置氧化反应器(12)以固定方式与悬浮熔炼炉(1)连接。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，氧化反应器(12)通过熔体流槽(13)与悬浮熔炼炉(1)连接。
4.根据权利要求1-3的方法，其特征在于，氧化反应器(12)为表面鼓风式反应器。
5.根据权利要求1-3的方法，其特征在于，氧化反应器(12)为注入式反应器。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，还将固体白色金属注入氧化反应器(12)。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，在悬浮熔炼炉(1)以后，炉渣(10)在电炉中处理，以便回收其铜含量。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，在悬浮熔炼炉(1)以后，炉渣(10)进行浮选处理，以便回收其铜含量。
全文摘要
本发明涉及一种生产粗铜的方法，根据这一方法，将铜精矿(5)、助熔剂(6)和富氧的空气(7)一起送入悬浮熔炼炉(1)例如闪速熔炼炉，以致生成至少两个融熔相，例如白色金属相(11)和炉渣相(10)；在悬浮熔炼炉以后，将白色金属在至少一个氧化反应器(12)中氧化。
文档编号C22B15/00GK1659293SQ03813520
公开日2005年8月24日 申请日期2003年6月2日 优先权日2002年6月11日
发明者P·翰尼亚拉, I·柯尤 申请人:奥托库姆普联合股份公司