專利名稱：生產(chǎn)粗銅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種權(quán)利要求1限定的生產(chǎn)粗銅的方法。
在銅的閃速融煉中，將干燥的銅精礦與富氧的空氣和硅砂一起送入閃速熔煉爐中。在融煉過程中所需的能量在硫和鐵的氧化中得到。通過工藝空氣的富氧程度來調(diào)節(jié)所述方法的熱平衡，但有時(shí)也使用石油或天然氣燃燒器來作為另外能源。硫氧化生成二氧化硫，而鐵氧化并成渣生成硅酸鐵。在沉降器中，融熔相隨著爐渣和锍沉降在爐底上與所述氣體分離，以致锍層在最底部。在閃速融煉中，象在其他的銅融煉法中一樣，爐渣的主要功能是以流體的形式收集，排出在融煉過程中產(chǎn)生的脈石的所有的氧化鐵以及硅酸鹽成分和氧化物成分。通常，爐渣被冷卻、破碎和浮選，以便回收銅，或者將它在還原電爐法中處理。在锍相中，它通常進(jìn)一步轉(zhuǎn)化處理，制得50-70％的銅。在最通常使用的Peirce-Smith converting中，當(dāng)在熔體中吹氧時(shí)，锍相所含的鐵被氧化，并與加入的硅砂一起生成fajalite爐渣，在轉(zhuǎn)化過程的最初步驟中后者在反應(yīng)器中浮在富含銅的白色金屬(white metal)的表面上。白色金屬含有70-80％銅。當(dāng)進(jìn)一步將氧吹入白色金屬時(shí)，生成粗銅，其銅含量為約99％。爐渣還含有5-10％的銅，它用浮選法以及通過將富含銅的爐渣濃縮物返回閃速熔煉爐或通過例如在電爐中在還原條件下處理爐渣來回收。
原則上，直接生產(chǎn)粗銅在經(jīng)濟(jì)上是合理的，也就是，在懸浮反應(yīng)器中以一個(gè)工藝步驟從硫化的精礦生產(chǎn)粗銅，當(dāng)然存在某些限制。在這里最大的問題是在所述的方法中，生成大量爐渣，而大量的銅還集中在這一爐渣中。另一方面，為了回收其中所含的銅，爐渣的處理需要額外的費(fèi)用。當(dāng)精礦中的銅含量足夠高時(shí)，通常至少37％(重量)，以一個(gè)工藝步驟生產(chǎn)粗銅在經(jīng)濟(jì)上是有利的。如果精礦只含有少量的鐵或其他生成爐渣的組分，那么在這種情況下，生成爐渣的數(shù)量不會(huì)如此地高，較低銅含量的精礦的加工也是有利的。當(dāng)生產(chǎn)粗銅時(shí)，為了得到足夠高的回收銅的產(chǎn)率，通常需要對(duì)生成的爐渣進(jìn)行兩步爐渣凈化。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)在一定的氧勢(shì)范圍內(nèi)操作時(shí)，在銅融煉中生成所謂的白色金屬，在這種情況下，相應(yīng)爐渣相的銅含量大大低于粗銅與爐渣相平衡的情況。在

圖1(INSKO 261608 VIII，第9頁)，描述了Cu-Fe-S-O-SiO2體系在1300℃下的硫-氧勢(shì)圖。在圖中，看到在銅融煉過程中在不同條件下出現(xiàn)的不同相的含量。從圖中可以看出，當(dāng)白色金屬存在時(shí)，相應(yīng)爐渣的銅含量低于與粗銅平衡的爐渣。
從PCT 00/09772已知一種在氧存在下通過在1300℃或更低的溫度下連續(xù)氧化精礦或锍來熔煉銅精礦的方法。根據(jù)這一方法，硫化銅精礦被融熔，所含的大部分鐵作為爐渣被除去，而大部分硫轉(zhuǎn)化成二氧化硫。制得的產(chǎn)物為白色金屬、锍或粗銅。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的一些缺點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的是防止在粗銅生產(chǎn)中產(chǎn)生高銅含量的爐渣。
本發(fā)明的特征在于權(quán)利要求1前序部分中所示的內(nèi)容。本發(fā)明的其他實(shí)施方案的特征在于其他權(quán)利要求中所示的內(nèi)容。
本發(fā)明生產(chǎn)粗銅的方法有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)這一方法，將精礦、助熔劑和富氧的空氣一起送入懸浮熔煉爐，例如閃速熔煉爐，以致生成至少兩個(gè)融熔相，白色金屬相和爐渣相；在懸浮熔煉爐以后，白色金屬至少在一個(gè)氧化反應(yīng)器中氧化。根據(jù)這一方法，懸浮熔煉爐中的操作優(yōu)選在生產(chǎn)白色金屬的條件下進(jìn)行，這樣的條件指爐中氧勢(shì)為10-7-10-6，而二氧化硫的分壓為0.2-1。白色金屬基本由銅(70-80％)和硫組成。在融煉中生成的白色金屬基本上不含任何成渣組分。當(dāng)在上述條件下操作時(shí)，有利地生成低銅爐渣，它適合直接用于回收銅處理，不需要任何單獨(dú)的爐渣初還原，例如在電爐中。
白色金屬以連續(xù)操作或間歇操作方式排出爐子，以便在氧化爐中氧化，在那里白色金屬中所含的硫用富氧的空氣氧化，以致生成二氧化硫和粗銅，而且?guī)缀鯖]有任何爐渣。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，氧化反應(yīng)器以固定的方式與懸浮熔煉爐連接。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選的實(shí)施方案，氧化反應(yīng)器通過封閉式熔體用于熔體轉(zhuǎn)移的流槽(launder)與懸浮熔煉爐連接。當(dāng)氧化反應(yīng)器為封閉式反應(yīng)器時(shí)，更有利于控制所述方法中產(chǎn)生的氣體的收集和回收。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，氧化反應(yīng)器優(yōu)選為表面鼓風(fēng)式(surface blasting)反應(yīng)器。根據(jù)另一優(yōu)選的實(shí)施方案，氧化反應(yīng)器為注入式反應(yīng)器，利用該反應(yīng)器，通過將固態(tài)的白色金屬與氧化氣體一起注入熔體的方法，也可使它有利地熔煉。使用的氧化反應(yīng)器例如優(yōu)選為Ausmelt、Isasmelt或Mitsubishi型。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，爐渣單獨(dú)從懸浮熔煉爐排出并在電爐中處理，以回收其銅含量。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，為了回收銅含量，爐渣在懸浮熔煉爐以后進(jìn)行浮選處理。當(dāng)使用本發(fā)明的方法時(shí)，有利的是不產(chǎn)生任何高銅含量的爐渣，避免了不需要的銅再循環(huán)，從而避免了產(chǎn)生的銅損失。
下面參考附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
圖1 1300℃的溫度下Cu-Fe-S-O-SiO2體系的硫-氧勢(shì)圖。
圖2a本發(fā)明方法的工藝流程圖。
圖2b本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施方案的方法的工藝流程圖。
圖2a說明本發(fā)明的方法?，F(xiàn)將精礦5、助熔劑6和富氧的空氣7一起送入閃速熔煉爐1，以致在其下部4產(chǎn)生兩個(gè)融熔相，白色金屬相11和爐渣相10。在閃速熔煉爐以后，白色金屬11在一個(gè)氧化反應(yīng)器12中氧化，制得粗銅15。除了白色金屬和爐渣以外，在閃速熔煉爐中還生成少量粗銅，也將它送入氧化反應(yīng)器12。在閃速熔煉爐1中產(chǎn)生的工藝氣體通過爐的上升煙道2送入廢熱鍋爐8，在那里生成的粉塵9循環(huán)回閃速熔煉爐，而氣體17送去進(jìn)一步處理。白色金屬11以連續(xù)操作或間歇操作的方式從爐1排出，送入氧化反應(yīng)器12，在那里白色金屬中所含的硫用富氧的空氣16氧化，以致生成二氧化硫和粗銅15，而不是爐渣。根據(jù)圖2a中說明的本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，設(shè)置氧化反應(yīng)器12以固定的方式與閃速熔煉爐連接。在圖2b中說明的本發(fā)明另一優(yōu)選的實(shí)施方案，氧化反應(yīng)器12通過熔體流槽13與閃速熔煉爐直接連接。在閃速熔煉爐1中產(chǎn)生的爐渣10送去爐渣處理14，另一方法是送入電爐或送去浮選，以便回收爐渣中的銅含量。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，氧化反應(yīng)器優(yōu)選為表面鼓風(fēng)式反應(yīng)器或注入式反應(yīng)器，在這種情況下，通過將固體白色金屬與氧化氣體一起注入熔體使它有利地融熔。氧化反應(yīng)器優(yōu)選例如為Ausmelt、Isasmelt或Mitsubishi型。
用以下實(shí)施例說明本發(fā)明。
實(shí)施例使用本發(fā)明的方法，以163tph(噸/小時(shí))的速率將含量為30％Cu、28％Fe、30％S、6％SiO2的銅精礦與硅砂一起在閃速熔煉爐中熔煉，硅砂以21tph的速率送入爐中。
在熔煉過程中，空氣以63493標(biāo)米3/小時(shí)的速率和氧以21956標(biāo)米3/小時(shí)的速率吹入閃速熔煉爐，以致氧富集率為41％，當(dāng)以每噸總進(jìn)料計(jì)時(shí)，氧系數(shù)為171標(biāo)米3O2。
由于氧化反應(yīng)，在閃速熔煉爐中生成62004公斤/小時(shí)(含79％Cu、0.5％Fe)融熔的白色金屬和109702公斤/小時(shí)(含4％Cu、44％Fe)爐渣。此外，還生成少量粉塵，后者循環(huán)回閃速熔煉爐。
將爐渣在爐渣富集設(shè)備中處理，以致生成的爐渣流量為8844公斤/小時(shí)(含46％Cu、25％Fe)，然后將所述的爐渣與精礦一起送回閃速熔煉爐。
將生成的白色金屬在氧化反應(yīng)器中處理，并將4328標(biāo)米3/小時(shí)工業(yè)氧和18979標(biāo)米3/小時(shí)空氣送入氧化反應(yīng)器?，F(xiàn)生成49274公斤/小時(shí)粗銅(含98％Cu、0.04％Fe)和少量爐渣(1噸/小時(shí)，含50％Cu、27％Fe)。將爐渣造粒，然后返回閃速熔煉爐。
在上述實(shí)施例中，來自氧化反應(yīng)器的爐渣中和爐渣精礦中的循環(huán)回閃速熔煉爐的銅的總量為4575公斤銅，它對(duì)應(yīng)于精礦所含銅總量的約9％。如果精礦直接熔煉成粗銅，那么爐渣的數(shù)量將為約130噸/小時(shí)，它甚至超過精礦中所含銅總量的50％。
對(duì)于熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員來說，顯然本發(fā)明的各種實(shí)施方案不限于上述實(shí)施例，而可在附后的權(quán)利要求書范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)粗銅的方法，根據(jù)這一方法，將銅精礦(5)、助熔劑(6)和富氧的空氣(7)一起送入懸浮熔煉爐(1)例如閃速熔煉爐，以致生成至少兩個(gè)融熔相，例如白色金屬(11)和爐渣(10)，其特征在于，在懸浮熔煉爐以后，白色金屬在至少一個(gè)氧化反應(yīng)器(12)中氧化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，布置氧化反應(yīng)器(12)以固定方式與懸浮熔煉爐(1)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，氧化反應(yīng)器(12)通過熔體流槽(13)與懸浮熔煉爐(1)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的方法，其特征在于，氧化反應(yīng)器(12)為表面鼓風(fēng)式反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3的方法，其特征在于，氧化反應(yīng)器(12)為注入式反應(yīng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，還將固體白色金屬注入氧化反應(yīng)器(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在懸浮熔煉爐(1)以后，爐渣(10)在電爐中處理，以便回收其銅含量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在懸浮熔煉爐(1)以后，爐渣(10)進(jìn)行浮選處理，以便回收其銅含量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)粗銅的方法，根據(jù)這一方法，將銅精礦(5)、助熔劑(6)和富氧的空氣(7)一起送入懸浮熔煉爐(1)例如閃速熔煉爐，以致生成至少兩個(gè)融熔相，例如白色金屬相(11)和爐渣相(10)；在懸浮熔煉爐以后，將白色金屬在至少一個(gè)氧化反應(yīng)器(12)中氧化。
文檔編號(hào)C22B15/00GK1659293SQ03813520
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2003年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月11日
發(fā)明者P·翰尼亞拉, I·柯尤 申請(qǐng)人:奧托庫(kù)姆普聯(lián)合股份公司