一种冰铜粒化水处理方法与流程

本发明属于金属冶炼领域，具体涉及一种冰铜粒化水处理方法。

背景技术：

在铜精矿冶炼生产粗铜的闪速熔炼+闪速吹炼(“双闪”)工艺中，闪速熔炼炉产出的高温冰铜熔体经过粒化冷却、干燥磨细后加入闪速吹炼炉，产出粗铜。熔炼炉产出的冰铜熔体采用高压水进行粒化，并最终在水中冷却，产出砂状冰铜颗粒及极少量的微细冰铜粒子砂状冰铜被斗式提升机从水中捞出，运输至下游处理系统，部分微细冰铜粒子随粒化水一同进入浓密池，在浓密池加入絮凝剂后，被浓缩凝聚成浓浆，由浓浆泵打回水淬水池，与砂状冰铜一道被斗式提升机捞出，运输至下游处理系统；浓密池中的水经过澄清、冷却，在冰铜粒化过程中循环使用，构成粒化水循环系统。

冰铜的主要成分为cu2s和fes，在粒化的过程中，高温熔融态冰铜和水反应会生成so2和h2s，溶解在水中，使水呈酸性，并随着粒化水的不断循环使用，粒化水的酸性逐渐升高，ph值越来越低，将会严重腐蚀水循环系统的设备与管线，直接威胁生产安全。为了保证生产的安全稳定运行，需要对冰铜粒化水进行处理，持续加入碱性中和剂调节粒化水的ph值，加入絮凝剂加速微细粒子从水中的沉降分离。

目前冰铜粒化水调节ph值普遍使用的碱性中和剂是烧碱(naoh)，同时添加絮凝剂加速微细冰铜粒子在水中的沉降。烧碱加入粒化水中进行中和作用后会生成钠盐，随着循环水的连续循环使用和烧碱的持续不断的添加，钠盐在粒化水中大量富集，达到饱和浓度后，在系统的管道、阀门和设备中大量结晶析出，致使设备能力下降，管道和阀门被结晶物堵塞，严重影响系统的正常运行。另外，由于钠盐在水中的溶解度很高，粒化水中富集的大量钠盐在结晶析出的同时，也会大量粘附在冰铜颗粒上，严重污染冰铜原料。受钠盐污染的冰铜经过干燥磨细后加入闪速吹炼炉，，粘附在冰铜粒子上的钠盐将阻碍冰铜粒子的着火反应，使闪速吹炼炉反应效率的下降，造成闪速吹炼炉炉况的波动和恶化，严重影响闪速吹炼的正常运行；同时，冰铜中的钠盐还会导致冰铜喷嘴粘接严重，操作维护困难，劳动强度提高。为了降低钠盐对设备、管线以及闪速吹炼炉反应的影响，生产操作中不得不定期抽取部分粒化循环水到工厂的污水处理工序进行处理，以补充大量新水进入粒化水循环系统，将高浓度的含钠盐粒化水进行稀释，不仅大大增大了工厂污水处理系统的运行负荷和运行成本，还使工厂重金属废水“零排放”的目标难以实现。

技术实现要素：

本发明提供一种冰铜粒化水处理方法，以解决粒化水中钠盐大量富集结晶析出造成的设备和管道内壁堵塞、冰铜粒子上粘附钠盐阻碍闪速吹炼反应造成炉况波动和恶化、工厂污水处理量大、重金属废水“零排放”目标难以实现等问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种冰铜粒化水处理方法，向冰铜粒化用水中加入生石灰进行水处理。

采用上述方案，用生石灰代替烧碱来作为冰铜粒化水的中和剂，生石灰遇水生成氢氧化钙，与粒化水中的酸发生中和反应，以调节粒化水的ph值。

采用上述方案，中和反应的产物为硫酸钙(石膏)，硫酸钙和剩余未完全反应的生石灰可以作为下道工序闪速吹炼炉的造渣剂，随冰铜由斗式提升机从粒化池中捞出，又随冰铜进入闪速吹炼炉参与造渣反应。粒化水处理的产物不再对冰铜的闪速吹炼反应造成不利影响，完全避免了钠盐在闪速吹炼中造成喷嘴粘结、吹炼反应效率下降使炉况波动和恶化的问题。

附图说明

图1为现有技术的冰铜粒化系统处理工艺流程；

图2为本发明的冰铜粒化水处理方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详述。

一种冰铜粒化水处理方法，向冰铜粒化用水中加入生石灰。与现有技术中采用烧碱作为冰铜粒化水的中和剂相比，生石灰不仅可以起到中和剂的作用，还解决了钠盐堵塞设备管道和粘结闪速吹炼炉喷嘴、影响反应的问题，产物硫酸钙还可以作为闪速吹炼阶段的熔剂使用。

作为优选方案，所述生石灰加入冰铜粒化系统的浓密池中。

优选的，所述生石灰：cao含量为(90±3)％，粒径小于2mm且0～0.3mm占50％以上。

优选的，所述生石灰加入冰铜粒化水系统之前，先加水搅匀。可以设置一个搅拌桶或搅拌池，先将生石灰加水搅匀，大部分生石灰遇水反应生成熟石灰(ca(oh)2)形成悬浊液。

优选的，所述生石灰加入浓密池后，浓密池中混合液ph值为7.5～8.5。将熟石灰悬浊液注入浓密池，利用其强碱的特性与粒化后的酸性水发生中和反应，根据系统在线ph计的反馈值来调节生石灰的加入量，确保中和后的粒化水呈弱碱性，中和反应后的固体产物为硫酸钙(石膏)，这样浓密池中共存的固态颗粒物有：硫酸钙、冰铜细目颗粒、部分未及反应的生石灰颗粒。其中，利用氢氧化钙具有絮凝剂的作用，与粒化水中的细目冰铜粉粒、中和反应后生产的硫酸钙一起凝聚、富集并沉淀，再将沉淀富集后的冰铜浓浆、生石灰、硫酸钙混合物由浓浆泵打至斗提机，与闪速熔炼炉产出的经过粒化后的冰铜一并进入下游处理系统，生石灰和硫酸钙可以作为造渣剂参与闪速吹炼炉中的反应，不会给整个工艺过程造成额外负担。

其中，造渣过程中发生的主要化学反应为：

2fe3o4+2cao+caso4＝3cafe204

2fe3o4+3caso4＝3cafe204+3so2+o2

另外，系统粒化过程中消耗的水，由厂区回用水补充，大大减少了污水的产出量，降低了工厂污水处理系统的压力，不仅降低了新水使用成本，也使工厂的重金属废水产出量大大降低，为实现工厂的重金属废水“零排放”目标创造了条件。

与现有技术相比，本发明的方案解决了钠盐结晶析出堵塞设备管道的问题；氢氧化钙还有絮凝作用，同时也是工业污水中重金属的良好捕捉剂，用生石灰替代烧碱后，无需另外添加絮凝剂即可实现水中微细冰铜粒子、重金属以及中和反应产物硫酸钙的絮凝沉淀，而且生石灰的价格也比烧碱价格低得多，因此，用生石灰替代烧碱大大降低了粒化水处理的材料成本；粒化水中没有大量易溶性钠盐的存在，无需频繁抽取粒化水补充新水进行稀释。

技术特征：

技术总结
本发明属于金属冶炼领域，具体涉及一种冰铜粒化水处理方法，所述处理方法是向冰铜粒化循环水中加入生石灰。采用上述方案，中和反应的产物为硫酸钙，硫酸钙和剩余未完全反应的生石灰可以作为下道工序闪速吹炼炉的造渣剂，随冰铜由斗式提升机从粒化池中捞出，又随冰铜进入闪速吹炼炉参与造渣反应。粒化水处理的产物不再对冰铜的闪速吹炼反应造成不利影响，完全避免了钠盐在闪速吹炼中造成喷嘴粘结、吹炼反应效率下降使炉况波动和恶化的问题。

技术研发人员：周俊;沈承胜;臧轲轲;马胜玉;王守全
受保护的技术使用者：铜陵有色金属集团股份有限公司
技术研发日：2019.03.18
技术公布日：2019.07.12