一种用于处理高杂质金属锍的精炼脱杂方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有色金属冶炼技术领域，尤其是涉及一种用于处理高杂质金属锍的精炼脱杂方法。
【背景技术】
[0002]在铜冶炼行业内，从硫化铜精矿提铜通常采用火法冶金的方法，其流程一般为:硫化铜矿石—采选工序—铜精矿—熔炼工序—冰铜—吹炼工序—粗铜—阳极精炼工序—阳极铜—电解精炼工序—高纯阴极铜。
[0003]近年来，随着铜冶炼行业飞速发展，老冶炼厂和新建冶炼厂挖潜改造使铜产量增加较快，而且这种趋势还会一直持续下去，造成优质铜精矿的供应变得越来越紧张。对于买矿企业来说，采购优质的铜精矿比采购含杂质高的铜精矿成本要高。因此，冶炼厂从自身效益出发，采购的原料变得越来越复杂，杂质成分越来越高，主要有铅、锌、砷、锑、铋、锡等杂质元素。这些高杂质铜精矿投入生产后，使得熔炼工序需要承受和面对处理高杂质铜精矿所带来的一系列困难和问题，使得吹炼工序需要承受和面对处理高杂质冰铜所带来的一系列困难和问题，使得阳极精炼工序需要承受和面对处理高杂质粗铜所带来的一系列困难和问题，使得电解精炼工序需要承受和面对处理高杂质阳极铜所带来的一系列困难和问题，使用高杂质铜精矿给整个生产系统的正常生产带来了显著的消极影响;且自从高杂质铜精矿源源不断地进入熔炼工序被处理，即意味着上述高杂质元素进入了铜冶炼流程，但是目前的整个铜冶炼流程中没有有效地将上述杂质元素从铜冶炼流程中脱除的工序或方法，从而形成了一种“杂质元素只进不出”的模式，造成上述杂质元素随着高杂质铜精矿源源不断地进入铜冶炼流程，而在整个铜冶炼流程中不断地循环且逐渐地富集，从而进一步地提高了上述各个生产工序所处理的原料中的杂质含量水平，进一步地增加了上述各个工序在处理高杂质原料的过程中所遇到的困难的程度，以上两点结合显著地降低了企业的生产效率，显著地提高了企业的生产成本。
[0004]因此，如何尽量彻底地，且尽量在靠近整个铜冶炼流程的源头的地方将杂质元素铅、锌、砷、锑、铋和/或锡从整个铜冶炼流程中脱除出去，以利于下游工序正常生产，提高企业的生产效率，降低企业的生产成本，且提高杂质元素铅、锌、砷、锑、铋和/或锡的回收率，为企业创造效益是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]基于上述说明，本发明的目的在于提供一种用于处理高杂质金属锍的精炼脱杂方法，该方法能够较彻底地，且在紧邻整个铜冶炼流程的源头的地方将杂质元素铅、锌、砷、锑、铋和/或锡从整个铜冶炼流程中脱除出去，以利于下游工序正常生产，提高企业的生产效率，降低企业的生产成本，且提高杂质元素铅、锌、砷、锑、铋和/或锡的回收率，为企业创造效益。
[0006]为解决上述的技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0007]一种用于处理高杂质金属锍的精炼脱杂方法，包括以下步骤:
[0008]I)将熔融的金属锍熔液加入到用于盛装金属锍熔液的盛锍容器中；然后将设置在精炼炉底壁上的进液管和出液管浸入到所述盛锍容器内金属锍熔液的上液面以下一定深度，然后开启与所述精炼炉连通的真空栗将所述精炼炉内的空腔抽成真空状态，此时在精炼炉内真空残压与外界大气压之间的大气压差的作用下所述盛锍容器中的金属锍熔液沿所述进液管和所述出液管内的空腔通道上升流入所述精炼炉的空腔内；
[0009]所述精炼炉的外形是立式柱状，内部中空形成空腔，所述精炼炉包括钢制外壳以及砌筑在所述钢制外壳内表面的耐火材料内衬，所述精炼炉的顶部设置有用于与所述真空栗连接的出气口；
[0010]所述进液管与所述出液管均包括钢制内壳、设置在所述钢制内壳的内表面的耐火材料内衬以及设置在所述钢制内壳的外表面的耐火材料外衬，所述进液管与所述出液管的长度相同；
[0011]所述进液管与所述出液管固定设置于所述精炼炉的底壁上且与所述精炼炉的底壁密封连接，所述精炼炉内的空腔与所述进液管中的空腔通道相互连通，所述精炼炉内的空腔与所述出液管中的空腔通道相互连通，所有与所述精炼炉连接的装置在与所述精炼炉连接的部位均进行密封处理以防止破坏所述精炼炉内的真空状态；
[0012]2)向所述进液管内的金属锍熔液中喷吹带压的驱动气体，然后在大气压差及驱动气体的带动下所述盛锍容器中的金属锍熔液不断地由所述进液管上升流入所述精炼炉内，然后所述精炼炉内的金属锍熔液再通过所述出液管不断地由所述精炼炉流出返回至所述盛锍容器内，在所述盛锍容器、进液管、精炼炉以及出液管之间形成金属锍熔液的循环流动；
[0013]同时，所述精炼炉内的金属锍熔液中所包括的杂质元素的全部含量的一部分以硫化物形态直接挥发，全部含量的一部分以单质形态直接挥发，实现脱除杂质元素的精炼过程；
[0014]同时，在所述精炼炉内，向所述精炼炉内的空腔的上部空间吹送含氧气体，利用所述含氧气体中的氧元素将变成气体挥发的杂质元素的硫化物和单质氧化成氧化物，然后气体进入与精炼炉连通的冷凝器被冷凝，得到冷凝后的凝聚态的杂质元素的氧化物混合物，且控制含氧气体气流的流体性质以用于防止含氧气体气流与下方的金属锍熔液接触或混合；
[0015]所述杂质元素包括铅、锌、砷、锑、铋和锡元素中的一种或多种或全部；
[0016]3)所述步骤2)进行一段时间后，取样化验精炼脱杂后的金属锍熔液的组分及含量，若化验结果达到目标设计要求，则首先破除所述精炼炉内的真空状态，然后将设置在所述精炼炉底壁上的进液管和出液管脱离所述盛锍容器内的金属锍熔液，精炼脱杂处理结束;若化验结果未达到目标设计要求，继续精炼脱杂，直至化验结果达到目标设计要求;精炼脱杂结束得到脱杂后的金属锍熔液、凝聚态的杂质元素的氧化物混合物以及由所述真空栗排出的烟气。
[0017]优选的，所述步骤2)中，通过氧枪以顶吹气体的方式向所述精炼炉内的空腔的上部空间吹送含氧气体，所述氧枪的出气口位于所述精炼炉内的金属锍熔液的上液面以上且与金属锍熔液的上液面相距一定距离，且控制含氧气体气流的流体性质以用于防止含氧气体气流与下方的金属锍熔液接触或混合；
[0018]所述氧枪为包括多个内外套装的空心管的多层内外套管结构，所述氧枪包括由空心管内的空腔或相邻两个内外套装的空心管的管壁之间的空腔形成的且用于输送所述含氧气体的含氧气体通道，所述含氧气体通道与所述含氧气体的气源装置连通；
[0019]所述氧枪还包括由相邻两个内外套装的空心管的管壁之间的空腔形成的且用于对所述氧枪进行冷却保护的冷却循环水通道，所述冷却循环水通道与冷却水供给装置连通；
[0020]所述氧枪设置在所述精炼炉的顶壁上且可沿所述精炼炉的顶壁上下滑动。
[0021]优选的，在精炼脱杂过程中，当所述精炼炉内的空腔处于真空状态时，通过氧枪以顶吹气体的方式向所述精炼炉内喷吹可燃气体和含氧气体，将所述可燃气体和所述含氧气体点燃燃烧，利用所述可燃气体和所述含氧气体的燃烧反应放出的热量对所述精炼炉内的金属锍熔液进行补充加热处理，利用所述可燃气体和所述含氧气体的燃烧反应放出的热量对喷溅在所述精炼炉内壁上的金属锍熔液冷却后形成的结瘤物进行清除处理；
[0022]所述氧枪的出气口位于所述精炼炉内的金属锍熔液的上液面以上且与金属锍熔液的上液面相距一定距离；
[0023]所述氧枪为包括多个内外套装的空心管的多层内外套管结构，所述氧枪包括由空心管内的空腔或相邻两个内外套装的空心管的管壁之间的空腔形成的且用于输送所述可燃气体的可燃气体通道，所述可燃气体通道与所述可燃气体的气源装置连通；
[0024]所述氧枪还包括由空心管内的空腔或相邻两个内外套装的空心管的管壁之间的空腔形成的且用于输送所述含氧气体的含氧气体通道，所述含氧气体通道与所述含氧气体的气源装置连通；
[0025]所述氧枪还包括由相邻两个内外套装的空心管的管壁之间的空腔形成的且用于对所述氧枪进行冷却保护的冷却循环水通道，所述冷却循环水通道与冷却水供给装置连通；
[0026]所述氧枪设置在所述精炼炉的顶壁上且可沿所述精炼炉的顶壁上下滑动。
[0027]优选的，当所述精炼炉内的空腔处于大气压状态时，通过氧枪以顶吹气体的方式向所述精炼炉内喷吹可燃气体和含氧气体，将所述可燃气体和所述含氧气体点燃燃烧，利用所述可燃气体和所述含氧气体的燃烧反应放出的热量对喷溅在所述精炼炉内壁上的金属锍熔液冷却后形成的结瘤物进行熔化清除处理，利用所述可燃气体和所述含氧气体的燃烧反应放出的热量对所述精炼炉进行烘炉处理；
[0028]所述氧枪为包括多个内外套装的空心管的多层内外套管结构，所述氧枪包括由空心管内的空腔或相邻两个内外套装的空心管的管壁之间的空腔形成的且用于输送所述可燃气体的可燃气体通道，所述可燃气体通道与所述可燃气体的气源装置连通；
[0029]所述氧枪还包括由空心管内的空腔或相邻两个内外套装的空心管的管壁之间的空腔形成的且用于输送所述含氧气体的含氧气体通道，所述含氧气体通道与所述含氧气体的气源装置连通；
[0030]所述氧枪还包括由相邻两个内外套装的空心管的管壁之间的空腔形成的且用于对所述氧枪进行冷却保护的冷却循环水通道，所述冷却循环水通道与冷却水供给装置连通；
[0031]所述氧枪设置在所述精炼炉的顶壁上且可沿所述精炼炉的顶壁上下滑动。
[0032]优选的，所述步骤3)中，当化验结果达到目标设计要求时，在破除所述精炼炉内的真空状态之前，通过设置于所述盛锍容器底部的底吹装置对所述盛锍容器中金属锍熔液进行底吹气体处理，然后再破除所述精炼炉内的真空状态，所述底吹装置喷吹的气体为氮气或氩气。
[0033]优选的，所述金属锍熔液为冰