一种铜精矿直接生产粗铜的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有色金属冶炼技术领域，具体涉及一种铜精矿直接生产粗铜的方法。
【背景技术】
[0002]目前，铜冶炼行业的规模程度越来越大，优质精铜矿数量急剧减少，绝大多数的铜冶炼企业面临处理高杂铜精矿的问题。高杂铜精矿中杂质含量高，其经过能够脱硫除铁的熔炼和能够脱硫除铁的吹炼后所获得的粗铜中杂质含量过高，而粗铜精炼主要是除去粗铜中的硫，粗铜精炼对铅、锌、砷、锑、铋等杂质的脱除能力有限，造成粗铜中的铅、锌、砷、锑、铋等杂质转入阳极铜中，高杂质含量的阳极铜造成后续电解精炼出现槽电压过高、阳极大面积钝化、电解液中漂浮阳极泥过多、阴极铜板长粒子的问题，不利于电解精炼顺利进行。
[0003]综上所述，如何提供一种适用于高杂铜精矿的冶炼方法，以降低粗铜中铅、锌、砷、铺、祕等杂质的含量，确保粗铜精炼所获得的阳极铜中杂质含量少，进而确保针对阳极铜的电解精炼顺利进行，以及如何提供一种适用于高杂铜精矿的冶炼装置是本领域技术人员亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明解决的问题在于提供一种铜精矿直接生产粗铜的方法，能够处理高Fe、低Cu的低品位铜精矿，减少反应炉的用氧量、热负荷和炉渣量，改善反应炉炉渣的性质。
[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种铜精矿直接生产粗铜的方法，包括如下步骤:
[0006]将铜精矿、铜锍、造渣溶剂、富氧空气、吸热物料同时由反应炉顶部加入反应炉中；
[0007]在所述反应炉的下段空间内加入还原剂，反应炉底部的熔池内形成炉气、固相的炽热焦炭层、液相的炉渣层、液相的粗铜层；
[0008]将生成的炽热焦炭、液相的炉渣导入电炉中，同时在电炉中加入硫化剂进行反应，生成电炉炉渣和铜锍溶液；
[0009]预热真空室和冰铜池，再将铜锍熔液加入所述冰铜池内；
[0010]开启所述真空栗并抽空与所述真空栗连通的真空室，以使所述冰铜池内的铜锍熔液由所述真空室的连管流入所述真空室内；
[0011 ] 由所述连管中上升管的驱动气体接入口输送驱动气体，以带动所述冰铜池内的铜锍熔液不断地由所述上升管喷入所述真空室内，再由所述连管的下降管流回所述冰铜池内，形成循环流动；
[0012]在所述冰铜池内提取铜锍熔液样品，并检验该样品内各项杂质含量是否达标:若不达标，则将所述铜锍溶液由所述反应炉顶部回流入反应炉中；若所述杨平内各项杂质含量达标，则关闭所述真空栗并停止通入驱动气体，杂质清除完毕，并将所得的铜锍溶液粒化。
[0013]本发明提供一种铜精矿直接生产粗铜的方法，在反应炉的下段无氧的空间内加入还原剂，还原剂无法燃烧，不增加反应炉的热负荷；过氧化的Cu2O和Fe3O4在反应炉内被还原，提高了铜的直收率，降低了渣含Cu2O和Fe3O4,使炉渣的性质得到改善，更为有利的是通过控制炽热焦炭层的厚度，就可以控制炉渣含Cu2O和Fe3O4的量；将炉渣和炽热焦炭导入电炉，再加入硫化剂，得到铜锍溶液，再将铜锍溶液导入到冰铜池和真空室内循环流动，杂质随铜锍熔液被驱动气体带动从而不断地喷入真空室内，由于喷入时铜锍熔液的脱气界面显著增大，使得铅、锌、砷、锑、铋等杂质以单质或硫化物的形态快速挥发并被真空栗抽出真空室，从而达到去除上述各种杂质的效果，降低了冰铜中杂质的含量。相比于现有的铜精矿的冶炼方法，本发明提供的冶炼方法增加了铜锍溶液除杂过程，利于降低吹炼后所获得的粗铜产品中杂质的含量，进而减少粗铜精炼的阳极铜产品中铅、锌、砷、铺、祕等杂质的含量，确保针对阳极铜的电解精炼生产顺利进行，防止电解精炼时出现槽电压过高、阳极大面积钝化、电解液中漂浮阳极泥过多、阴极铜板长粒子的问题。综上，本发明提供的铜精炼的冶炼方法适用于杂质含量高的铜精矿。
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施例提供的铜精矿直接生产粗铜的方法的流程图
[0015]图2为本发明实施例提供的铜精矿直接生产粗铜的方法的冶炼装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0017]本发明提供一种铜精矿直接生产粗铜的方法，其步骤请参考图1，图2为本发明一种【具体实施方式】所提供的提取粗铜的冶炼装置结构示意图。
[0018]本发明的反应炉采用空间旋浮反应炉1，将铜精矿、铜锍、造渣溶剂、富氧空气、吸热物料同时由空间旋浮反应炉I的顶部通过旋流喷嘴加入到空间旋浮反应炉的内部，铜精矿与铜锍、造渣溶剂、吸热物料的加入质量比例为7?9:1?2: 1，造渣溶剂为本领域常用，比如S i02，富氧空气相对于铜精矿的加入量为300Nm3/t?700Nm3/t，富氧空气中氧的体积浓度多45%，吸热物料可为空间旋浮反应炉I排出的炉气中收集的烟尘
[0019]在空间旋浮反应炉内，由铜精矿生产粗铜时实际上由Cu2S直接氧化生成粗铜的比例很小，不到10% Wt,主要是通过过氧化的Cu2O和Fe3O4与欠氧化的Cu 2S的交互反应生成粗铜，所以要增强过氧化物与欠氧化物的碰撞结合几率。在空间旋浮反应炉的上段空间11内富氧空气中的氧与铜精矿中的硫和铁反应将氧耗尽，产生部分粗铜、过氧化物和欠氧化物，在接下来空间旋浮反应炉的中段空间12内过氧化物和欠氧化物碰撞、聚合并交互反应脱除欠氧化物中的硫，同时产生大部分粗铜。
[0020]反应完成后仍然有大量的Cu2O和Fe3O4存在，炉渣中通常Cu 20要超过20 % wt,Fe3O4要超过30% wt。为消除这两种物质不利影响，本发明提出在空间旋浮反应炉的下段空间13内导入铜精矿重量3 %?5的粒状的还原剂，还原剂优选为粒状的焦炭，粒度为2_?25_，焦炭可通过简单的下料溜管或喷枪加入到空间旋浮反应炉的下段空间13内。在下段空间13内，由顶部加入的富氧空气中的氧已被消耗，粒状的焦炭还原剂进入炉内后不会燃烧而增加反应炉的热负荷，而是要吸收热量加热自身，有一定的冷却作用。当加入的焦炭吸热后自身温度升高，因焦炭颗粒度较大不会被气流带走，而是沉降于空间旋浮反应炉I底部的熔池14内，因其比重小，最终在熔池14内的表层形成固相的炽热焦炭层21。当Cu2O和Fe3O4下落穿过炽热焦炭层21时，Cu 20被C还原成粗铜，Fe3O4被C还原成FeO，改善了渣性又提高了粗铜的直收率。因此最后熔池内形成分开的相，即含有SO2的炉气、固相的炽热焦炭层21，液相的炉渣层22和铜锍熔液层23。铜锍熔液是通过铜精矿和铜锍中的Cu2S直接氧化、Cu2S与过氧化物的交互反应、过氧化的Cu2O被炽热焦炭还原所得。
[0021]空间旋浮反应炉I生成的含有30