处理含铜铁粉的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金行业技术领域，特别涉及一种处理含铜铁粉的方法和系统。
【背景技术】
[0002]含铜铁粉广义上是指含一定量铜元素的颗粒状铁产品，该类铁产品经压块后可作为电炉炼钢或特种钢(主要是耐候钢)的原料，但作为电炉炼钢原料时，由于铜为杂质元素，因而只能作为配料原料使用，或折价进行销售;作为耐候钢原料时，由于受到市场需求的限制，产品优势也不明显。
[0003]该类铁产品采用常规方法很难实现铜、铁的高效分离，因而铁产品品质低、产品价值受限。在现有技术中，仅对钢水的脱铜技术进行过大量的研究。但到目前为止，还没有一种令人满意的实用的脱铜技术。这些方法大都因对铜的脱除能力低下或是条件太苛刻而无法进一步发展。如采用熔化分离时，只适用于处理含大量暴露铜的小块废钢;采用气化分离法，则由于工艺环节多、气体污染环境等问题难以大规模推广;采用真空分离法，则仅适用于钢水脱铜，但存在铁损失大、脱除速度慢等问题，因而难以大规模工业应用。若能实现该类铁产品的综合利用，不仅会创造更大的经济效益，更会为同类产品的综合利用提供新的可选方案。
【发明内容】
[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有高效分离含铜铁粉而得到高纯度和高附加值的铁产品和铜产品、具有显著经济效益的处理含铜铁粉的方法和系统。
[0005]根据本发明的一个方面，本发明提出了一种处理含铜铁粉的方法，该方法包括:使含铜铁粉和一氧化碳在气化合成反应装置内发生反应，以便得到气态五羰基铁和含有硫化亚铜的固态渣;将所述合成气反应装置进行减压冷却，使所述气态五羰基铁转化为液态五羰基铁，以便得到固液混合物;将所述固液混合物进行固液分离，以便分别得到液态五羰基铁和固态尾渣;将所述液态五羰基铁在热解炉内进行气化和分解，以便得到金属铁粉；以及将所述固态尾渣进行细磨和浮选处理，以便得到铜精矿和尾矿。
[0006]由此采用该方法采用羰基合成、低压分解和浮选分离等工艺相结合，实现了含铜铁粉的铜、铁分离，得到高纯度和高附加值的铁产品(其TFe品位97 %以上)，产生高附加值产品羰基铁粉和含铜精矿，经济效益显著，为含铜铁粉的综合利用提供了可选方案。
[0007]另外，根据本发明上述实施例的处理含铜铁粉的方法还可以具有如下附加的技术特征:
[0008]在本发明的一些实施例中，在所述气化合成反应装置内发生的反应包括:所述含铜铁粉中的铁与一氧化碳发生反应，生成气态五羰基铁;所述含铜铁粉中的硫与一氧化碳发生反应，生成羰基硫;所述羰基硫与所述含铜铁粉中的铜发生反应，生成硫化亚铜。由此羰基硫与金属铜的反应有利于促进铜、铁的分离，从而得到高纯度、高附加值的铁产品(其TFe品位97 %以上)以及铜精矿和尾矿等。
[0009]在本发明的一些实施例中，使含铜铁粉和一氧化碳在气化合成反应装置内发生反应的温度为180?220摄氏度，压力为10?15MPa。由此采用该温度条件和压力条件有利于促进含铜铁粉和一氧化碳的氧化还原反应，生成气态五羰基铁和含有硫化亚铜的固态渣，实现铜、铁的初步分离。
[0010]在本发明的一些实施例中，所述气化和分解是在250?300摄氏度、常压以及氨气气氛下进行的。由此液态五羰基铁在热解炉内经气化后，在250?300摄氏度、常压、通入氨气保护气氛的条件下，气态五羰基铁开始分解，最终生成高品位羰基铁粉，其在热解炉内发生的反应式为:
[0011]Fe(C0)5 = Fe+5C0
[0012]在本发明的一些实施例中，所述细磨是将所述固态尾渣磨至平均粒径不大于
0.045毫米。由此将所述固态尾渣磨至平均粒径不大于0.045毫米便于后续浮选分离。
[0013]在本发明的一些实施例中，所述含铜铁粉为铜渣和/或镍渣经过直接还原和磨矿磁选处理产生的。由此经“铜渣/或镍渣一造球一烘干一转底炉直接还原一磨矿磁选”后得到的含铜铁粉解决了铁粉品质差、价格低等问题，扩大了适用性。
[0014]在本发明的一些实施例中，所述含铜铁粉中铁含量低至88重量％，铜含量为0.2?I重量％，所述含铜铁粉中粒度不大于0.074毫米的颗粒占60重量％以上。由此有利于实现含铜铁粉中铁、铜元素的综合利用，生产出高品位羰基铁粉和铜精矿，扩大了适用范围。
[0015]根据本发明的另一方面，本发明还提出了一种处理含铜铁粉的系统，所述系统适于实施前面所述的方法，所述系统包括:
[0016]气化合成反应装置，所述气化合成装置具有进料口、出料口、一氧化碳入口、加热组件和加压组件；
[0017]固液分离装置，所述固液分离装置具有进料口、液体出口和固体出口，所述进料口与所述气化合成反应装置相连；
[0018]热解炉，所述热解炉与所述固液分离装置的液体出口相连；
[0019]磨矿机，所述磨矿机与所述固液分离装置的固体出口相连；以及
[0020]浮选机，所述浮选机与所述磨矿机相连。
[0021]由此采用该系统及其装置实现了羰基合成、低压分解和浮选分离等工艺，有利于含铜铁粉的铜、铁分离，得到高纯度和高附加值的铁产品(其TFe品位97 %以上)和铜含量30 %以上的铜精矿，经济效益显著。
[0022]在本发明的一些实施例中，所述气化合成反应装置与处理铜渣和/或镍渣的系统相连。由于经“铜渣/或镍渣一造球一烘干一转底炉直接还原一磨矿磁选”后得到的含铜铁粉品质差、价格低。采用本发明上述实施例的系统可以有效地解决上述问题，进而体现该系统的适用性。
【附图说明】
[0023]图1是根据本发明一个实施例的处理含铜铁粉的方法的流程图。
[0024]图2是根据本发明一个实施例的处理含铜铁粉的系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0026]根据本发明的一个方面，本发明提出了一种处理含铜铁粉的方法。
[0027]下面参考图1描述本发明具体实施例的处理含铜铁粉的方法，该方法包括:使含铜铁粉和一氧化碳在气化合成反应装置内发生反应，以便得到气态五羰基铁和含有硫化亚铜的固态渣;将所述气化合成反应装置进行减压冷却，使所述气态五羰基铁转化为液态五羰基铁，以便得到固液混合物;将所述固液混合物进行固液分离，以便分别得到液态五羰基铁和固态尾渣;将所述液态五羰基铁在热解炉内进行气化和分解，以便得到金属铁粉;以及将所述固态尾渣进行细磨和浮选处理，以便得到铜精矿和尾矿。
[0028]由此该方法以含铜铁粉为原料，且无需预处理(如细磨、活化、还原等)，在上述气化合成反应装置内采用气化合成一低压分解的方法充分利用原料中的硫元素的同时，实现了铜、铁的高效分离，从而得到高纯度和高附加值的铁产品(其TFe品位97%以上)，解决了含铜铁粉产品品质低(铜为杂质)、市场需求有限、价格较低等问题。同时综合利用含铜铁粉中的铁、铜元素，产生高附加值产品羰基铁粉和含铜精矿，经济效益显著，为含铜铁粉的综合利用提供了可选方案。
[0029]根据本发明的具体实施例，上述气化合成反应装置内发生的反应包括:上述含铜铁粉中的铁与一氧化碳发生反应，生成气态五羰基铁;上述含铜铁粉中的硫与一氧化碳发生反应，生成羰基硫;上述羰基硫与所述含铜铁