顶吹炉熔炼铅精炼的铜浮渣的方法
【专利摘要】顶吹炉熔炼铅精炼的铜浮渣的方法。本发明属于有色金属冶金工艺技术，具体涉及用顶吹炉熔炼铅精炼过程中加硫除铜产出的铜浮渣的工艺技术。本方法首先在顶吹炉内留有250~340mm深的起始渣熔池，在铜浮渣中配以一定量的铅原矿并连续投入到顶吹炉中进行顶吹熔炼；然后停止给入铜浮渣和铅原矿，以及停止给入氧，加入还原剂进行液态铅渣还原熔炼，产出粗铅、硫化铜和硫化铁的混合物，在炉前铅锅中冷却沉降后，将硫化铜和硫化铁的混合物以固体冰铜形式捞出，产出冰铜产品，熔炼中产生的SO2烟气用以制取硫酸。本发明的方法可实现一步将铜和铅有效分离，生产效率高，铅和铜的冶炼回收率都较高，作业成本低，环境条件较好。
【专利说明】顶吹炉熔炼铅精炼的铜浮渣的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于有色金属冶金工艺技术，具体涉及用顶吹炉熔炼铅精炼过程中加硫除铜产出的铜浮渣的工艺技术。
【背景技术】
[0002]在粗铅精炼过程中，要脱出粗铅中所含的铜，需要采用加入硫磺的方式。在液态粗铅中加入硫磺，硫与粗铅中的金属态铜结合，生成熔点较高、密度较小的CuS浮到铅液表面，将其捞出，这种渣便称为“铜浮渣”。铜浮渣主要是硫化铜、硫化铅、氧化铅和金属铅的混合物，一般含 Pb20%~60%，Cul0%~55%，S7~25%。
[0003]在传统生产工艺中，这种铜浮渣一般采用反射炉加鼓风炉的联合流程进行冶炼，回收铅和铜。在反射炉冶炼和鼓风炉冶炼的过程中，一般采用加入熔剂造渣熔炼的方法进行冶炼。在反射炉熔炼中，一般加入铁屑、氧化铁、黄铁矿、苏打、石英砂等熔剂，采用铁置换、造碱性渣等方式，首先把铅置换和还原熔炼出来。反射炉产出的富铜炉渣，再在带炉缸的鼓风炉中进行熔炼，在炉缸区分区段回收铅和冰铜。
[0004]采用这种方法处理铜浮渣，生产流程较长，需要大量的铁屑、苏打等熔剂，生产成本高，会产生大量的熔炼渣，铅和铜的回收率都较低，而且劳动强度大，环境条件较差，作业效率低，能耗高，作业成本高。另外，鼓风炉属国家产业政策限期淘汰的冶炼设备。
[0005]现有技术也有采 用底吹熔池熔炼炉处理铜浮渣的工艺技术。采用这种处理工艺技术，需要加入石子、焦沫、铁屑、氧化铁粉等熔剂和燃料、还原剂等添加剂，冶炼后也会产生大量的熔炼渣。这种方法的产物是粗铅和铅冰铜，没有完全实现铅和铜的一次分离，铅冰铜还需要进一步处理，铅和铜的回收率都较低，作业效率较低，作业成本也较高。
[0006]正常的铜冶炼的冰铜也称作“铜锍”或“铜冰铜”，主要是硫化铜和硫化铁的混合物，是铜冶炼过程的中间产物。在已有的冶炼工艺中，冰铜有采用顶吹炉富氧吹炼生产粗铜的工艺。在冰铜吹炼生产粗铜的过程中，需要加入石英砂熔剂，与冰铜吹炼中硫化铁氧化后的铁的氧化物结合造渣，以吹炼渣的形式将冰铜中的铁脱出，铜则以粗铜形态产出。
[0007]到目前，尚无采用顶吹炉处理铜浮渣的实践和相关报道。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种顶吹炉熔炼铅精炼的铜浮渣的方法，该方法可实现一步将铜和铅有效分离，生产效率高，铅和铜的冶炼回收率都较高，作业成本低，环境条件较好。
[0009]实现本发明目的所采取的技术方案为:在顶吹炉内留有250-340mm深的FeO-SiO2-CaO三元系渣起始熔池，三元系渣的FeO/Si O2的重量比控制在0.8~1.5之间，CaO/Si O2的重量比控制在0.1-0.9之间，硅酸度在0.9^1.6之间；以铅精炼除铜过程中产出的铜浮渣，配以含铅8~12wt%的铅原矿连续投入到运行的顶吹炉中，使铜浮渣中硫化铅和一部分铅原矿中的硫氧化为S O2，铜浮渣中的硫化铅氧化为氧化铅，同时部分氧化铅与硫化铅及铅原矿中的硫发生交互反应生成金属铅和S O2，另一部分氧化铅留在炉渣中；待顶吹熔炼结束后，停止给入铜浮渣和铅原矿，停止给入空气或富氧空气，接着加入还原剂进行液态铅渣还原熔炼，将渣中的氧化铅还原为金属铅；整个熔炼中产生的S O2烟气用以制取硫酸；在顶吹熔炼过程中和炉渣还原熔炼结束时，分别分几次从金属口排放出粗铅、硫化铜和硫化铁的混合物，在炉前铅锅中冷却沉降后，将硫化铜和硫化铁的混合物以固体冰铜形式捞出，产出冰铜产品；液态粗铅交铅精炼系统处理。
[0010]所述铜浮渣为以硫化铜、硫化铅、氧化铅和金属铅的混合物为主要成分的铅精炼除铜过程中产出；铜浮渣与铅原矿的重量比为19~21:1，
所述铅原矿中含有铁、硅、钙、硫和银元素，对液态铅渣还原熔炼后的造渣再次回收铅原矿中所含有的铅、银、硫有价元素。
[0011]本发明的有益效果是:铅精炼铜浮渣直接采用顶吹炉沉没熔炼炉熔炼成含铅大于96%的粗铅和含铜大于50%的铜冰铜，实现了一步将铜和铅有效分离，生产效率高，仅加入大约总处理量5%的铅原矿，不需要加入任何其他熔剂，铅和铜的冶炼回收率都较高，作业成本低。冶炼产生的SO2烟气可以通过顶吹炉的收尘和制酸系统处理将烟尘充分回收利用，将SO2用以制取硫酸，不仅实现了资源的有效利用，还有效减少了排放，保护了环境。
【专利附图】
【附图说明】[0012]图1为本工艺的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0013]实施例1:在一座内径为5m的顶吹炉内，留有260mm深的FeO-SiO2-CaO三元系渣起始熔池，这种三元系渣的FeCVSiO2的重量比为1.1，CaO/SiO2的重量比为0.5，硅酸度为1.38 ;以20:1配料的铜浮渣与铅原矿，以52t/h的速度连续投入到顶吹炉中。根据投入的铜浮渣和铅原矿的含硫量，按照使铜浮渣中硫化铅和部分铅原矿中的硫完全氧化为SO2Jf算出单位时间内需要加入的空气或富氧空气量，从喷枪中加入空气或富氧空气，进行连续熔炼，使铜浮渣中的硫化铅氧化为氧化铅。连续进料6小时后停止进铜浮渣和铅原矿，接着加入还原剂进行液态铅渣还原熔炼，将渣中的氧化铅还原为金属铅。熔炼过程中产生的SO2烟气用以制取硫酸。在熔炼过程中和炉渣还原熔炼结束时，分别分几次从金属口排放出粗铅、硫化铜和硫化铁的混合物，在炉前铅锅中冷却至500°C后，将硫化铜和硫化铁的混合物以固体冰铜形式捞出，产出含铜大于50%的冰铜产品，交铜冶炼系统；含铅大于96%的液态粗铅交铅精炼系统处理。还原后的金属熔体排放后，打开渣口排放炉渣至熔池深度在280mm左右，进入下一个吹炼周期。
[0014]实施例2:在一座内径为5m的顶吹炉内，留有280mm深的FeO-SiO2-CaO三元系渣起始熔池，这种三元系渣的FeCVSiO2的重量比为0.9，CaO/SiO2的重量比为0.6，硅酸度为
1.43 ;以20:1配料的铜浮渣与铅原矿，以60t/h的速度连续投入到顶吹炉中。根据投入的铜浮渣和铅原矿的含硫量，按照使铜浮渣中硫化铅和部分铅原矿中的硫完全氧化为SO2Jf算出单位时间内需要加入的空气或富氧空气量，从喷枪中加入空气或富氧空气，进行连续熔炼，使铜浮渣中的硫化铅氧化为氧化铅。连续进料5小时后停止进铜浮渣和铅原矿，接着加入还原剂进行液态铅渣还原熔炼，将渣中的氧化铅还原为金属铅。熔炼过程中产生的SO2烟气用以制取硫酸。在熔炼过程中和炉渣还原熔炼结束时，分别分几次从金属口排放出粗铅、硫化铜和硫化铁的混合物，在炉前铅锅中冷却至500°C后，将硫化铜和硫化铁的混合物以固体冰铜形式捞出，产出含铜大于50%的冰铜产品，交铜冶炼系统；含铅大于96%的液态粗铅交铅精炼系统处理。还原后的金属熔体排放后，打开渣口排放炉渣至熔池深度在290mm左右，进入下一个吹炼周期。
[0015]实施例3:在一座内径为5m的顶吹炉内，留有250mm深的FeO-SiO2-CaO三元系渣起始熔池，这种三元系渣的FeCVSiO2的重量比为1.3，Ca0/Si02的重量比为0.4，硅酸度为1.32 ;以20:1配料的铜浮渣与铅原矿，以55t/h的速度连续投入到顶吹炉中。根据投入的铜浮渣和铅原矿的含硫量，按照使铜浮渣中硫化铅和部分铅原矿中的硫完全氧化为SO2Jf算出单位时间内需要加入的空气或富氧空气量，从喷枪中加入空气或富氧空气，进行连续熔炼，使铜浮渣中的硫化铅氧化为氧化铅。连续进料6小时后停止进铜浮渣和铅原矿，接着加入还原剂进行液态铅渣还原熔炼，将渣中的氧化铅还原为金属铅。熔炼过程中产生的SO2烟气用以制取硫酸。在熔炼过程中和炉渣还原熔炼结束时，分别分几次从金属口排放出粗铅、硫化铜和硫化铁的混合物，在炉前铅锅中冷却至500°C后，将硫化铜和硫化铁的混合物以固体冰铜形式捞出，产出含铜大于50%的冰铜产品，交铜冶炼系统；含铅大于96%的液态粗铅交铅精炼系统处理。还原后的金属熔体排放后，打开渣口排放炉渣至熔池深度在250mm左右， 进入下一个吹炼周期。
【权利要求】
1.一种顶吹炉熔炼铅精炼的铜浮渣的方法，其特征是:在顶吹炉内留有25(T340mm深的FeO-Si O2-CaO三元系渣起始熔池，三元系渣的FeO/Si O2的重量比控制在0.8~1.5之间，CaO/Si O2的重量比控制在0.4^0.9之间，硅酸度在0.9^1.6之间；以铅精炼除铜过程中产出的铜浮渣，配以含铅8~12wt%的铅原矿连续投入到运行的顶吹炉中，使铜浮渣中硫化铅和一部分铅原矿中的硫氧化为S O2，铜浮渣中的硫化铅氧化为氧化铅，同时部分氧化铅与硫化铅及铅原矿中的硫发生交互反应生成金属铅和S O2，另一部分氧化铅留在炉渣中；待顶吹熔炼结束后，停止给入铜浮渣和铅原矿，停止给入空气或富氧空气，接着加入还原剂进行液态铅渣还原熔炼，将渣中的氧化铅还原为金属铅；整个熔炼中产生的S O2烟气用以制取硫酸；在顶吹熔炼过程中和炉渣还原熔炼结束时，分别分几次从金属口排放出粗铅、硫化铜和硫化铁的混合物，在炉前铅锅中冷却沉降后，将硫化铜和硫化铁的混合物以固体冰铜形式捞出，产出冰铜产品；液态粗铅交铅精炼系统处理。
2.按权利要求1所述的顶吹炉熔炼铅精炼的铜浮渣的方法，其特征是:所述铜浮渣为以硫化铜、硫化铅、氧化铅和金属铅的混合物为主要成分的铅精炼除铜过程中产出；铜浮渣与铅原矿的重量比为19~21:1。
3.按权利要求1所述的顶吹炉熔炼铅精炼的铜浮渣的方法，其特征是:对液态铅渣还原熔炼后的造渣再次回收铅原矿中所含有的铅、银、硫有价元素。
【文档编号】C22B7/04GK103937992SQ201410112784
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】杨继生, 宋兴诚, 李俊杰, 李雍, 赵勇, 孔正国, 彭林, 王建伟, 李成学, 李正永, 熊义期, 白家福 申请人:云南锡业股份有限公司