一種從銅冶煉渣中回收銅、鐵和硅的方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝艘环N從銅冶煉渣中回收銅、鐵和硅的方法，包括以下步驟：a)采用氧氣對熱銅冶煉渣進(jìn)行氧化，得到混合渣料；所述熱銅冶煉渣的溫度為1000℃～1350℃，所述混合渣料包含赤鐵礦、氧化銅礦和石英礦；然后對所述混合渣料進(jìn)行緩冷處理；b)將步驟a)經(jīng)過緩冷處理的混合渣料通過浮選和磁選回收赤鐵礦，通過活化浮選或浸出回收含銅產(chǎn)品，最后將回收赤鐵礦和含銅產(chǎn)品后的尾礦進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品。本申請?zhí)峁┑姆椒鞒潭?，工藝簡單、易于?shí)現(xiàn)和控制，基本滿足了銅冶煉行業(yè)的銅冶煉渣資源化處理的需求，具有使用范圍廣和實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。另外，本申請?zhí)峁┑膹你~冶煉渣中回收銅、鐵和硅的方法不產(chǎn)生二次廢物，無污染，能源投入少。
【專利說明】一種從銅冶煉渣中回收銅、鐵和硅的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于銅冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種從銅冶煉渣中回收銅、鐵和硅的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]銅冶煉渣主要包括銅熔煉渣和一步煉銅渣，目前銅冶煉渣中絕大部分為銅熔煉渣。銅熔煉渣是銅熔煉過程產(chǎn)生的一種渣，其主要包含:0.90%?3.0%的Cu、35%?44%的Fe和26.6%?35.0%的Si02。世界上對銅冶煉渣處理的重點(diǎn)目前是在回收銅方面，主要采用火法貧化工藝和選礦貧化工藝。在選礦貧化工藝中，絕大多數(shù)是回收金屬銅；而對于選銅后的尾礦，少數(shù)企業(yè)采用磁選工藝對鐵礦物進(jìn)行了回收，但由于鐵礦物以鐵橄欖石為主，鐵橄欖石是氧化亞鐵和二氧化硅的化合物，僅僅通過磁選無法實(shí)現(xiàn)鐵和硅的分離，造成鐵精礦品位和回收率不夠理想，影響鐵精礦的銷售。
[0003]在我國，每年約有400?500萬噸爐銅冶煉渣產(chǎn)生，而且每年均呈上升趨勢。按鐵品位為40%計(jì)算，約有160?200萬噸鐵損失在爐渣中而沒有得到回收，造成資源浪費(fèi)及環(huán)境污染。在節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展政策逐漸嚴(yán)格化的世界形勢下，研究如何從銅冶煉渣中資源化回收Cu、Fe以及其他成分，是我國一項(xiàng)非常重要的技術(shù)課題，也是研發(fā)人員面臨的一項(xiàng)十分緊迫的工作任務(wù)。
[0004]針對上述問題，申請?zhí)枮?01010223703.2的中國專利文獻(xiàn)公開了一種從銅冶煉渣中分離出鐵、銅、硅組分的方法。該技術(shù)以銅冶煉渣為原料，采用熱化學(xué)反應(yīng)、水浸及酸浸或常規(guī)選礦技術(shù)綜合回收銅渣中S1、Fe、Cu，實(shí)現(xiàn)銅冶煉廢渣資源化再利用，其具體工藝包括以下步驟:將銅渣與堿按比例混合，加熱反應(yīng)溫度控制在350°C?950°C之間，渣堿比控制為1: 0.37?2.6，反應(yīng)時(shí)間為0.3小時(shí)?5.0小時(shí)；而后采用水浸，經(jīng)過濾得濾液和濾渣；濾液為硅酸鈉溶液，濾液通過加酸，中和控制pH = 3?6，經(jīng)沉淀、過濾、洗滌，濾渣經(jīng)干燥即可得到成品白炭黑；濾液經(jīng)濃縮即可制得飽和氯化鈉或氯化鉀/硫酸鈉或硫酸鉀溶液；水浸后Fe、Cu進(jìn)入濾渣，濾渣經(jīng)進(jìn)一步通過酸浸或常規(guī)選礦方法，即可回收銅、鐵。但是，上述從銅冶煉渣中分離出鐵、銅、硅組分的方法流程長，工藝復(fù)雜，難于控制，實(shí)用性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N從銅冶煉渣中回收銅、鐵和硅的方法，本申請?zhí)峁┑姆椒鞒潭?，通過簡單的工藝回收銅冶煉渣中的銅、鐵和硅，從而實(shí)現(xiàn)銅冶煉渣的最大資源化。
[0006]本申請?zhí)峁┮环N從銅冶煉渣中回收銅、鐵和硅的方法，包括以下步驟:
[0007]a)采用氧氣對熱銅冶煉渣進(jìn)行氧化，得到混合渣料；所述熱銅冶煉渣的溫度為1000°C?1350°C，所述混合渣料包含赤鐵礦、氧化銅礦和石英礦；
[0008]然后對所述混合渣料進(jìn)行緩冷處理；
[0009]b)將步驟a)經(jīng)過緩冷處理的混合渣料通過浮選和磁選回收赤鐵礦，通過活化浮選或浸出回收含銅產(chǎn)品，最后將回收赤鐵礦和含銅產(chǎn)品后的尾礦進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟a)中，所述熱銅冶煉渣的銅品位彡3% ；
[0011]所述步驟b)具體為:將步驟a)經(jīng)過緩冷處理的混合渣料先進(jìn)行活化浮選，得到銅精礦和活化浮選尾礦；再對所述活化浮選尾礦進(jìn)行浮選和磁選，得到赤鐵礦；最后將回收赤鐵礦后的尾礦進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟b)中得到銅精礦和活化浮選尾礦后，對所述活化浮選尾礦先進(jìn)行浮選，得到大部分赤鐵礦和浮選尾礦，再將所述浮選尾礦進(jìn)行磁選，得到殘余赤鐵礦和磁選尾礦；最后將所述磁選尾礦進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟b)中得到銅精礦和活化浮選尾礦后，對所述活化浮選尾礦依次進(jìn)行強(qiáng)磁選和反浮選，得到赤鐵礦、反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦；最后將所述反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦合并后進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品。
[0014]優(yōu)選的，所述步驟a)中所述熱銅冶煉渣的銅品位> 3% ；
[0015]所述步驟b)具體為:將步驟a)經(jīng)過緩冷處理的混合渣料先進(jìn)行浮選和磁選，得到赤鐵礦；再將回收赤鐵礦后的尾礦進(jìn)行浸出，得到含銅產(chǎn)品和浸出渣；最后將所述浸出渣依次進(jìn)行洗滌和過濾，得到含硅產(chǎn)品。
[0016]優(yōu)選的，所述步驟b)進(jìn)一步具體為:將步驟a)經(jīng)過緩冷處理的混合渣料先進(jìn)行浮選，得到大部分赤鐵礦和浮選尾礦，然后將所述浮選尾礦進(jìn)行磁選，得到殘余赤鐵礦和磁選尾礦；再將所述磁選尾礦進(jìn)行浸出，得到含銅產(chǎn)品和浸出渣；最后將所述浸出渣依次進(jìn)行洗滌和過濾，得到含硅產(chǎn)品。
[0017]優(yōu)選的，所述步驟b)進(jìn)一步具體為:將步驟a)經(jīng)過緩冷處理的混合渣料依次進(jìn)行強(qiáng)磁選和反浮選，得到赤鐵礦、反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦；再將所述反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦合并后進(jìn)行浸出，得到含銅產(chǎn)品和浸出渣；最后將所述浸出渣依次進(jìn)行洗滌和過濾，得到含硅產(chǎn)品。
[0018]優(yōu)選的，所述步驟b)中浸出后，將得到的浸出液經(jīng)過萃取提取硫酸銅，然后通過電積獲取電積銅。
[0019]優(yōu)選的,所述步驟a)中，所述熱銅冶煉洛的處理量為30?35噸/?包,所用氧氣的流量為13m3/min?20m3/min,所述氧化的時(shí)間為7min?20min。
[0020]優(yōu)選的，所述步驟a)中，所述緩冷處理依次包括:自然緩冷24小時(shí)和加水冷卻36小時(shí)；
[0021]所述緩冷處理后、所述步驟b)之前還包括:將經(jīng)過緩冷處理的混合渣料進(jìn)行粉磨，所述粉磨后混合渣料的細(xì)度為85目?325目。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請以溫度在1000°C?1350°C的熱銅冶煉渣為處理對象，先利用氧氣對渣進(jìn)行氧化，然后進(jìn)行緩冷處理，最后主要通過選礦技術(shù)實(shí)現(xiàn)銅、鐵和二氧化硅的分離。本申請對所述熱銅冶煉渣進(jìn)行了預(yù)處理工藝，包括氧化和緩冷兩部分。本申請的氧化過程充分利用熱熔渣的顯熱能量，在氧氣的氧化作用下，使渣中銅鐵礦物進(jìn)行氧化、銅鐵結(jié)合礦物充分分離。隨著熱熔渣氧化反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，銅渣中的鐵橄欖石(2Fe0*Si02)轉(zhuǎn)化為Fe3O4和S12，渣中的磁鐵礦、褐鐵礦和硫化鐵礦轉(zhuǎn)化為Fe2O3 ;當(dāng)過氧化時(shí)，由鐵橄欖石轉(zhuǎn)化的Fe3O4進(jìn)一步氧化變成Fe203。并且,洛中的少量冰銅等硫化銅礦物也會被氧化為CuO和SO2，金屬銅被氧化成氧化銅。最終，本申請通過氧化使渣中的鐵礦物統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為易選的赤鐵礦，銅礦物統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為可以活化浮選或浸出的氧化銅礦。氧化后，本申請通過對渣的緩冷工藝進(jìn)行礦物富集結(jié)晶，為選礦等回收處理做好準(zhǔn)備。在本申請中，熱熔銅渣經(jīng)過上述預(yù)處理后，基本以赤鐵礦(Fe2O3)和氧化銅礦(CuO)和石英(S12)的礦物形式存在；赤鐵礦通過浮選和磁選回收，氧化銅可以通過硫化鈉活化進(jìn)行浮選回收，最后的尾礦過濾后作為石英礦物回收。本申請采用氧化和緩冷工藝進(jìn)行熱熔渣預(yù)處理，充分利用了銅冶煉渣自身的顯熱資源，通過對熱熔渣充氧氧化，將銅礦物、鐵礦物全部氧化以及銅鐵結(jié)合礦物氧化分離，使各銅礦物相轉(zhuǎn)化為氧化銅相、各鐵礦物相轉(zhuǎn)化為赤鐵礦物相；通過緩冷工藝富集和促進(jìn)礦物顆粒長大，利于后續(xù)采用選礦處理工藝回收銅、鐵和硅。因此，本申請?zhí)峁┑姆椒鞒潭?，工藝簡單、易于?shí)現(xiàn)和控制，基本滿足了銅冶煉行業(yè)的銅冶煉渣資源化處理的需求，具有使用范圍廣和實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0023]另外，本申請?zhí)峁┑膹你~冶煉渣中回收銅、鐵和硅的方法不產(chǎn)生二次廢物，無污染，節(jié)約了大量能源的投入。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1回收銅、鐵和硅的工藝流程圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2回收銅、鐵和硅的工藝流程圖；
[0027]圖3為本發(fā)明實(shí)施例3回收銅、鐵和硅的工藝流程圖；
[0028]圖4為本發(fā)明實(shí)施例4回收銅、鐵和硅的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖,對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0030]本申請?zhí)峁┝艘环N從銅冶煉渣中回收銅、鐵和硅的方法，包括以下步驟:
[0031]a)采用氧氣對熱銅冶煉渣進(jìn)行氧化，得到混合渣料；所述熱銅冶煉渣的溫度為1000°C?1350°C，所述混合渣料包含赤鐵礦、氧化銅礦和石英礦；
[0032]然后對所述混合渣料進(jìn)行緩冷處理；
[0033]b)將步驟a)經(jīng)過緩冷處理的混合渣料通過浮選和磁選回收赤鐵礦，通過活化浮選或浸出回收含銅產(chǎn)品，最后將回收赤鐵礦和含銅產(chǎn)品后的尾礦進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品。
[0034]本申請?zhí)峁┝艘环N銅冶煉渣資源化回收銅、鐵和硅的工藝，主要包括熱熔渣預(yù)處理工藝和選礦處理工藝兩部分。本申請充分利用熔煉或一步煉銅冶煉過程中產(chǎn)生的熔融渣自身的顯熱和現(xiàn)場工藝條件，首先通過氧化和緩冷的預(yù)處理工藝，強(qiáng)化渣中物相轉(zhuǎn)化，并使銅礦物、鐵礦物和硅石礦物分類富集，增強(qiáng)渣中各種資源礦物的可選性；然后通過選礦技術(shù)實(shí)現(xiàn)銅、鐵和二氧化硅的分離，具有流程短、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。
[0035]本申請實(shí)施例以熱銅冶煉渣為處理對象，在熔煉爐放渣時(shí)，可將熱熔渣放入特制的渣包中進(jìn)行處理。本申請采用氧氣，優(yōu)選向渣包內(nèi)通入氧氣對所述熱銅冶煉渣進(jìn)行氧化，然后對氧化得到的混合渣料進(jìn)行緩冷處理。
[0036]在本申請中，所述熱銅冶煉渣為熱熔態(tài)爐渣，溫度在1000°C?1350°C、優(yōu)選在I100C?1250°C范圍內(nèi)。本申請對所述熱銅冶煉渣的來源沒有特殊限制，可以處理銅品位(3%的熔煉渣、轉(zhuǎn)爐渣和電爐貧化渣等，也可以處理銅品位> 3%的一步煉銅渣和吹煉渣等。比如，本申請的一個(gè)實(shí)施例采用閃速熔煉爐排放的熱熔態(tài)爐渣，其銅品位為1.0%?1.6%;本申請的另一個(gè)實(shí)施例采用一步煉銅爐排放的熱熔態(tài)爐渣，其銅品位為3%?10%。
[0037]本申請對所述熱銅冶煉渣用氧氣進(jìn)行氧化，得到包含赤鐵礦、氧化銅礦和石英礦的混合渣料。本申請實(shí)施例可以向渣包內(nèi)的渣連續(xù)通入工業(yè)純氧，對熱熔渣進(jìn)行持續(xù)氧化。其中，所述熱銅冶煉渣的處理量優(yōu)選為30?35噸/渣包，所用氧氣的流量優(yōu)選為13m3/min?20m3/min,更優(yōu)選為15m3/min?18m3/min ;所述氧化的時(shí)間優(yōu)選為7min?20min,更優(yōu)選為1min?18min。
[0038]在上述氧化過程中，本申請充分利用熱熔渣的顯熱能量，在氧氣的氧化作用下，使渣中銅鐵礦物進(jìn)行氧化、銅鐵結(jié)合礦物充分分離。隨著熱熔渣氧化反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，銅渣中的鐵橄欖石(2Fe0.S12)轉(zhuǎn)化為Fe3O4和S12，渣中的磁鐵礦、褐鐵礦和硫化鐵礦轉(zhuǎn)化為Fe2O3 ;當(dāng)過氧化時(shí)，由鐵橄欖石轉(zhuǎn)化的Fe3O4進(jìn)一步氧化變成Fe203。并且，渣中的少量冰銅等硫化銅礦物也會被氧化為CuO和SO2,金屬銅被氧化成氧化銅。最終，本申請通過氧化使渣中的鐵礦物統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為易選的赤鐵礦，銅礦物統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為可以活化浮選或浸出的氧化銅礦。本申請氧化過程涉及的主要化學(xué)反應(yīng)式參見式(I)?(7):
[0039]6(2Fe0.S12)+202 = 4Fe304+6Si02 (I);
[0040]4Fe304+02 = 6Fe203 (2)；
[0041]CuS+02 = Cu0+S02 丨(3);
[0042]Fe2O3.H2O = 6Fe203+H20 ? (4)；
[0043]4FeS+702 = 2Fe203+4S02 丨(6)；
[0044]2Cu+02 = 2Cu0 (7)。
[0045]一定時(shí)間的氧化后，本申請實(shí)施例用渣包車將上述渣包運(yùn)送到渣緩冷場，對氧化得到的混合渣料進(jìn)行緩冷處理。本申請通過對渣的緩冷工藝進(jìn)行礦物富集結(jié)晶，為選礦等回收處理做好準(zhǔn)備。在本申請的一個(gè)實(shí)施例中，所述緩冷處理依次包括:自然緩冷24小時(shí)和加水冷卻36小時(shí)。其中，所述加水冷卻可以采用加水噴淋的方式進(jìn)行。
[0046]本申請采用氧化和緩冷工藝進(jìn)行熱熔渣預(yù)處理，充分利用了銅冶煉渣自身的顯熱資源，通過對熱熔渣充氧氧化，將銅礦物、鐵礦物全部氧化以及銅鐵結(jié)合礦物氧化分離，使各銅礦物相轉(zhuǎn)化為氧化銅相、各鐵礦物相轉(zhuǎn)化為赤鐵礦物相；通過緩冷工藝富集和促進(jìn)礦物顆粒長大。在本申請中，熱熔銅渣經(jīng)過上述預(yù)處理后，基本以赤鐵礦(Fe2O3)和氧化銅礦(CuO)和石英(S12)的礦物形式存在，即得到經(jīng)過緩冷處理的混合渣料，增強(qiáng)了渣中各種資源礦物的可選性，利于后續(xù)采用選礦處理工藝回收銅、鐵和硅。
[0047]所述緩冷處理后、選礦處理之前，本申請優(yōu)選還包括:將經(jīng)過緩冷處理的混合渣料進(jìn)行粉磨。所述粉磨為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段，在本申請的實(shí)施例中，所述粉磨后混合渣料的細(xì)度為85目?325目，優(yōu)選為100目?300目。自緩冷處理結(jié)束后，本申請實(shí)施例可將渣包內(nèi)的爐渣倒出，用破碎機(jī)破碎后通過皮帶送入磨礦-選礦系統(tǒng)，爐渣經(jīng)過粉磨磨礦，成為一定細(xì)度的礦漿后進(jìn)入選礦系統(tǒng)。
[0048]本申請將經(jīng)過緩冷處理的混合渣料通過浮選和磁選回收赤鐵礦，通過活化浮選或浸出回收含銅產(chǎn)品，最后將回收赤鐵礦和含銅產(chǎn)品后的尾礦進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品。
[0049]在本申請中，赤鐵礦可以通過浮選和磁選回收，氧化銅可以通過硫化鈉活化進(jìn)行浮選回收，最后的尾礦過濾后作為石英礦物回收。因此，本申請實(shí)施例可以采用兩種工藝流程對預(yù)處理后的渣進(jìn)行選礦分離。
[0050]當(dāng)所述熱銅冶煉渣的銅品位< 3%，本申請實(shí)施例可以采用浮磁聯(lián)合流程。SP，將經(jīng)過緩冷處理的混合渣料先進(jìn)行活化浮選，得到銅精礦和活化浮選尾礦；再對所述活化浮選尾礦進(jìn)行浮選和磁選，得到赤鐵礦；最后將回收赤鐵礦后的尾礦進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品O
[0051]在這種工藝流程中，本申請實(shí)施例先采用活化浮選對氧化銅礦物進(jìn)行回收，得到銅精礦和活化浮選尾礦。其中，所述活化浮選為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段。所述活化浮選所用硫化鈉的用量優(yōu)選為150g/t (渣)?600g/t (渣)，更優(yōu)選為200g/t (渣)?500g/t(渣)；所用捕收劑可以采用黃藥等常規(guī)浮選藥劑，其用量優(yōu)選為60g/t(渣)?300g/t (渣)，更優(yōu)選為 10g/1 (渣)?200g/t (渣)。
[0052]得到銅精礦和活化浮選尾礦后，本申請實(shí)施例再對所述活化浮選尾礦通過浮選和磁選，進(jìn)行鐵礦物的綜合回收。本申請通過浮磁聯(lián)合流程，綜合回收鐵礦物可以采用如下兩種工藝。一種工藝為:得到銅精礦和活化浮選尾礦后，本申請實(shí)施例對所述活化浮選尾礦先進(jìn)行浮選，得到大部分赤鐵礦和浮選尾礦，再將所述浮選尾礦進(jìn)行磁選，得到殘余赤鐵礦和磁選尾礦；最后將所述磁選尾礦進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品。
[0053]另一種工藝為:得到銅精礦和活化浮選尾礦后，本申請實(shí)施例對所述活化浮選尾礦依次進(jìn)行強(qiáng)磁選和反浮選，得到赤鐵礦、反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦；最后將所述反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦合并后進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品。在這兩種工藝中，所述浮選、磁選、強(qiáng)磁選、反浮選和過濾等均為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段，本申請沒有特殊限制。
[0054]本申請實(shí)施例針對低品位的銅冶煉渣，采用活化浮選工藝回收銅礦物后，采用浮選、磁選分別對赤鐵礦進(jìn)行綜合回收，有利于提高鐵礦物的回收率。除了上述浮磁聯(lián)合流程，當(dāng)所述熱銅冶煉渣的銅品位> 3%，本申請實(shí)施例可以采用以“先提鐵后提銅”為原則的浮磁-浸出流程。即，將經(jīng)過緩冷處理的混合渣料先進(jìn)行浮選和磁選，得到赤鐵礦；再將回收赤鐵礦后的尾礦進(jìn)行浸出，得到含銅產(chǎn)品和浸出渣；最后將所述浸出渣依次進(jìn)行洗滌和過濾，得到含硅產(chǎn)品。
[0055]本申請實(shí)施例針對中高品位的銅冶煉渣，除了采用浮選、磁選對赤鐵礦進(jìn)行綜合回收和提高鐵礦物回收率外，還在浸出提銅之前提取了鐵礦物，減少了浸出過程中鐵離子的不良影響，為簡化后續(xù)實(shí)施如萃取和電積的提銅工藝打下了基礎(chǔ)。
[0056]在這種工藝流程中，提鐵又可以采用以下兩種工藝。一種工藝為:將經(jīng)過緩冷處理的混合渣料先進(jìn)行浮選，得到大部分赤鐵礦和浮選尾礦，然后將所述浮選尾礦進(jìn)行磁選，得到殘余赤鐵礦和磁選尾礦；再將所述磁選尾礦進(jìn)行浸出，得到含銅產(chǎn)品和浸出渣；最后將所述浸出渣依次進(jìn)行洗滌和過濾，得到含硅產(chǎn)品。其中，所述浮選所用的捕收劑可以為氧化石蠟皂，其用量優(yōu)選為100g/t(渣)?800g/t(渣)，更優(yōu)選為200g/t(渣)?500g/t (渣)。本發(fā)明對所述磁選沒有特殊限制，選鐵尾礦進(jìn)入提銅等工藝。
[0057]另一種工藝為:將經(jīng)過緩冷處理的混合渣料依次進(jìn)行強(qiáng)磁選和反浮選，得到赤鐵礦、反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦；再將所述反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦合并后進(jìn)行浸出，得到含銅產(chǎn)品和浸出渣；最后將所述浸出渣依次進(jìn)行洗滌和過濾，得到含硅產(chǎn)品。其中，所述強(qiáng)磁選為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段；所述反浮選對鐵精礦進(jìn)行脫雜處理而獲得最終鐵精礦，可采用十二胺等脫硅藥劑為捕收劑，其用量優(yōu)選為50g/t (渣)?600g/t (渣)，更優(yōu)選為200g/t(渣)?500g/t(渣)。反浮選的尾礦與強(qiáng)磁選的尾礦合并后，進(jìn)入提銅工藝。
[0058]在上述兩種工藝中，提鐵后，得到的選鐵尾礦再通過浸出的提銅工藝來浸出銅。在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述浸出工藝為硫酸漿浸工藝，為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段。根據(jù)含銅品位，本申請實(shí)施例可控制浸出礦漿中硫酸的濃度為15g/L?80g/L，優(yōu)選為20g/L?60g/L ;浸出的時(shí)間優(yōu)選為20min?120min,更優(yōu)選為50min?llOmin。
[0059]浸出后，得到的浸渣依次經(jīng)洗滌和過濾后作為石英礦物進(jìn)行回收；而得到的浸出液優(yōu)選經(jīng)過萃取提取硫酸銅，然后通過電積獲取電積銅，所述電積銅為合格陰極銅或粗銅。本申請實(shí)施例提鐵后可以為浸出-萃取的提銅工藝排除鐵離子的干擾，提銅效果更好。并且，本申請實(shí)施例首次將浮磁、浸出、萃取和電積工藝有機(jī)組合，即采用浮磁-浸出-萃取-電積流程，將銅冶煉渣資源化分離成銅精礦或陰極銅及電積銅、鐵精礦和含硅產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了銅冶煉渣的最大資源化。
[0060]通過該工藝得到的鐵精礦根據(jù)純度和細(xì)度情況，可以作為煉鐵原料和生產(chǎn)超級鐵精礦或鐵紅的原料；得到的含硅產(chǎn)品含硅量和細(xì)度均較高，為高含硅產(chǎn)品，可以作為冶煉配料和制作玻璃、鑄石以及干粉砂漿等建筑材料，產(chǎn)品市場范圍非常廣泛；得到的銅精礦、電極銅或粗銅可以返回銅冶煉。
[0061]綜上所述，本申請?zhí)峁┑姆椒鞒潭蹋に嚭唵?、易于?shí)現(xiàn)和控制，基本滿足了銅冶煉行業(yè)的銅冶煉渣資源化處理的需求，具有使用范圍廣和實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。另外，本申請?zhí)峁┑膹你~冶煉渣中回收銅、鐵和硅的方法不產(chǎn)生二次廢物，無污染，節(jié)約了大量能源的投入。
[0062]為了進(jìn)一步理解本申請，下面結(jié)合實(shí)施例對本申請?zhí)峁┑囊环N從銅冶煉渣中回收銅、鐵和硅的方法進(jìn)行具體地描述。
[0063]實(shí)施例1
[0064]采用圖1所示的工藝流程即浮磁聯(lián)合流程，進(jìn)行熱銅冶煉渣中銅、鐵和硅的回收處理，圖1為本發(fā)明實(shí)施例1回收銅、鐵和硅的工藝流程圖。
[0065]以閃速熔煉爐排放的熱熔態(tài)爐渣為處理對象，其含銅品位為1.0%?1.6%，溫度在1000°C?1350°C范圍內(nèi)。放渣時(shí)，將熱熔渣放入特制的渣包中，通過向渣包中的爐渣通入工業(yè)純氧進(jìn)行氧化?？刂蒲鯕獾牧髁繛?8m3/min,氧化時(shí)間為15min,得到包含赤鐵礦、氧化銅礦和石英礦的混合渣料。
[0066]然后，用渣包車將上述渣包運(yùn)送到渣緩冷場，先自然冷卻24小時(shí)，再加水噴淋冷卻36小時(shí)。
[0067]上述緩冷處理結(jié)束后，將所述渣包內(nèi)的爐渣倒出，用破碎機(jī)破碎后通過皮帶送入磨礦-選礦系統(tǒng)。爐渣經(jīng)過粉磨磨礦而成為細(xì)度在85目?325目范圍內(nèi)的礦漿，進(jìn)入銅浮選系統(tǒng)。
[0068]將經(jīng)過緩冷處理的混合渣料先進(jìn)行活化浮選:在活化攪拌槽中加入400g/t (渣)的硫化鈉，對礦漿進(jìn)行調(diào)漿，然后進(jìn)入藥劑攪拌槽內(nèi)，加入300g/t(渣)的乙黃藥和10g/t(渣)的松醇油與礦漿進(jìn)行混合，最后進(jìn)入浮選機(jī)進(jìn)行浮選，經(jīng)過濾得到品位為25%的銅精礦和活化浮選尾礦。
[0069]所述活化浮選尾礦的礦漿先進(jìn)入鐵浮選系統(tǒng):礦漿先進(jìn)入藥劑攪拌槽，在藥劑攪拌槽內(nèi)加入600g/t (洛)的氧化石臘阜和200g/t (洛)的松醇油與礦衆(zhòng)混合,然后進(jìn)入浮選機(jī)進(jìn)行浮選，得到品位為65%的大部分赤鐵礦鐵精礦和浮選尾礦。所述浮選尾礦的礦漿進(jìn)入強(qiáng)磁磁選機(jī)進(jìn)行磁選，得到品位為65%的殘余赤鐵礦鐵精礦和磁選尾礦。
[0070]浮選和磁選得到的鐵精礦合并后進(jìn)行過濾，得到最終的鐵精礦；磁選得到的尾礦經(jīng)過過濾，得到S12含量為85%的含硅產(chǎn)品。
[0071]實(shí)施例2
[0072]采用圖2所示的工藝流程即浮磁聯(lián)合流程，進(jìn)行熱銅冶煉渣中銅、鐵和硅的回收處理，圖2為本發(fā)明實(shí)施例2回收銅、鐵和硅的工藝流程圖。
[0073]以閃速熔煉爐排放的熱熔態(tài)爐渣為處理對象，其含銅品位為1.0%?1.6%，溫度在1000°C?1350°C范圍內(nèi)。放渣時(shí)，將熱熔渣放入特制的渣包中，通過向渣包中的爐渣通入工業(yè)純氧進(jìn)行氧化。控制氧氣的流量為18m3/min,氧化時(shí)間為15min,得到包含赤鐵礦、氧化銅礦和石英礦的混合渣料。
[0074]然后，用渣包車將上述渣包運(yùn)送到渣緩冷場，先自然冷卻24小時(shí)，再加水噴淋冷卻36小時(shí)。
[0075]上述緩冷處理結(jié)束后，將所述渣包內(nèi)的爐渣倒出，用破碎機(jī)破碎后通過皮帶送入磨礦-選礦系統(tǒng)。爐渣經(jīng)過粉磨磨礦而成為細(xì)度在85目?325目范圍內(nèi)的礦漿，進(jìn)入銅浮選系統(tǒng)。
[0076]將經(jīng)過緩冷處理的混合渣料先進(jìn)行活化浮選:在活化攪拌槽中加入400g/t (渣)的硫化鈉，對礦漿進(jìn)行調(diào)漿，然后進(jìn)入藥劑攪拌槽內(nèi)，加入300g/t (渣)的乙黃藥和10g/t (渣)的松醇油與礦漿進(jìn)行混合，最后進(jìn)入浮選機(jī)進(jìn)行浮選，經(jīng)過濾得到品位為25%的銅精礦和活化浮選尾礦。
[0077]所述活化浮選尾礦的礦漿先進(jìn)入鐵強(qiáng)磁選系統(tǒng)，經(jīng)過強(qiáng)磁選后得到鐵粗精礦和強(qiáng)磁選尾礦，然后所述鐵粗精礦經(jīng)過調(diào)漿，加入300g/t (渣)的十二胺和150g/t (渣)的松醇油進(jìn)行反浮選，過濾后得到品位為65%的赤鐵礦鐵精礦和反浮選尾礦。
[0078]所述反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦合并后進(jìn)行過濾，得到S12含量為85%的含硅產(chǎn)品O
[0079]實(shí)施例3
[0080]采用圖3所示的工藝流程即浮磁-浸出-萃取-電積流程，進(jìn)行熱銅冶煉渣中銅、鐵和硅的回收處理，圖3為本發(fā)明實(shí)施例3回收銅、鐵和硅的工藝流程圖。
[0081]以一步煉銅爐排放的熱熔態(tài)爐渣為處理對象，其含銅品位為3%?10%，溫度在1000°C?1350°C范圍內(nèi)。放渣時(shí)，將熱熔渣放入特制的渣包中，通過向渣包中的爐渣通入工業(yè)純氧進(jìn)行氧化?？刂蒲鯕獾牧髁繛?0m3/min,氧化時(shí)間為20min,得到包含赤鐵礦、氧化銅礦和石英礦的混合渣料。
[0082]然后，用渣包車將上述渣包運(yùn)送到渣緩冷場，先自然冷卻24小時(shí)，再加水噴淋冷卻36小時(shí)。
[0083]上述緩冷處理結(jié)束后，將所述渣包內(nèi)的爐渣倒出，用破碎機(jī)破碎后通過皮帶送入磨礦-選礦系統(tǒng)，爐渣經(jīng)過粉磨磨礦而成為細(xì)度在85目?325目范圍內(nèi)的礦漿。
[0084]經(jīng)過緩冷處理的混合渣料先進(jìn)入鐵浮選系統(tǒng):礦漿先進(jìn)入藥劑攪拌槽，在藥劑攪拌槽內(nèi)加入600g/t (洛)的氧化石臘阜和200g/t (洛)的松醇油與礦衆(zhòng)混合,然后進(jìn)入浮選機(jī)進(jìn)行浮選，得到品位為65%的大部分赤鐵礦鐵精礦和浮選尾礦。所述浮選尾礦的礦漿進(jìn)入強(qiáng)磁磁選機(jī)進(jìn)行磁選，得到品位為65%的殘余赤鐵礦鐵精礦和磁選尾礦。
[0085]浮選和磁選得到的鐵精礦合并后進(jìn)行過濾，得到最終的鐵精礦；磁選得到的尾礦進(jìn)入銅攪拌浸出槽進(jìn)行浸出，控制浸出礦漿中硫酸的濃度為60g/L，得到浸出液和浸渣。
[0086]所述浸渣依次經(jīng)過濃密機(jī)洗滌和過濾機(jī)過濾，得到S12含量為85%的含硅產(chǎn)品。
[0087]所述浸出液經(jīng)過型號為Lix984N的萃取劑萃取，得到硫酸銅溶液，然后將所述硫酸銅溶液送入電積槽進(jìn)行電積，電積條件包括:槽電壓為2V?3V、同極間距為100mm、槽溫為45°C?55°C、電流密度為200A?350A，得到含銅98%的電積銅。
[0088]實(shí)施例4
[0089]采用圖4所示的工藝流程即浮磁-浸出-萃取-電積流程，進(jìn)行熱銅冶煉渣中銅、鐵和硅的回收處理，圖4為本發(fā)明實(shí)施例4回收銅、鐵和硅的工藝流程圖。
[0090]以一步煉銅爐排放的熱熔態(tài)爐渣為處理對象，其含銅品位為3%?10%，溫度在1000°C?1350°C范圍內(nèi)。放渣時(shí)，將熱熔渣放入特制的渣包中，通過向渣包中的爐渣通入工業(yè)純氧進(jìn)行氧化?？刂蒲鯕獾牧髁繛?0m3/min,氧化時(shí)間為20min,得到包含赤鐵礦、氧化銅礦和石英礦的混合渣料。
[0091]然后,用洛包車將上述洛包運(yùn)送到洛緩冷場,先自然冷卻24小時(shí),再加水噴淋冷卻36小時(shí)。
[0092]上述緩冷處理結(jié)束后，將所述渣包內(nèi)的爐渣倒出，用破碎機(jī)破碎后通過皮帶送入磨礦-選礦系統(tǒng)，爐渣經(jīng)過粉磨磨礦而成為細(xì)度在85目?325目范圍內(nèi)的礦漿。
[0093]經(jīng)過緩冷處理的混合渣料先進(jìn)入鐵強(qiáng)磁選系統(tǒng)，經(jīng)過強(qiáng)磁選后得到鐵粗精礦和強(qiáng)磁選尾礦，然后在藥劑攪拌桶中，所述鐵粗精礦經(jīng)過調(diào)漿，加入300g/t (渣)的十二胺和150g/t (渣)的松醇油進(jìn)行反浮選，過濾后得到品位為65%的赤鐵礦鐵精礦和反浮選尾礦。
[0094]所述反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦合并后進(jìn)入銅攪拌浸出槽進(jìn)行浸出，控制浸出礦漿中硫酸的濃度為60g/L，得到浸出液和浸渣。
[0095]所述浸渣依次經(jīng)過濃密機(jī)洗滌和過濾機(jī)過濾，得到S12含量為85%的含硅產(chǎn)品。
[0096]所述浸出液經(jīng)過型號為Lix984N的萃取劑萃取，得到硫酸銅溶液，然后將所述硫酸銅溶液送入電積槽進(jìn)行電積，電積條件包括:槽電壓為2V?3V、同極間距為100mm、槽溫為45°C?55°C、電流密度為200A?350A，得到含銅98%的電積銅。
[0097]由以上實(shí)施例可知，本申請?zhí)峁┝艘环N銅冶煉渣資源化回收銅、鐵和硅的工藝，主要包括熱熔渣預(yù)處理工藝和選礦處理工藝兩部分。本申請充分利用熔煉或一步煉銅冶煉過程中產(chǎn)生的熔融渣自身的顯熱和現(xiàn)場工藝條件，首先通過氧化和緩冷的預(yù)處理工藝，強(qiáng)化渣中物相轉(zhuǎn)化，并使銅礦物、鐵礦物和硅石礦物分類富集，增強(qiáng)渣中各種資源礦物的可選性；然后通過選礦技術(shù)實(shí)現(xiàn)銅、鐵和二氧化硅的分離，具有流程短、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種從銅冶煉渣中回收銅、鐵和硅的方法，包括以下步驟: a)采用氧氣對熱銅冶煉渣進(jìn)行氧化，得到混合渣料；所述熱銅冶煉渣的溫度為1000°C?1350°C，所述混合渣料包含赤鐵礦、氧化銅礦和石英礦； 然后對所述混合渣料進(jìn)行緩冷處理； b)將步驟a)經(jīng)過緩冷處理的混合渣料通過浮選和磁選回收赤鐵礦，通過活化浮選或浸出回收含銅產(chǎn)品，最后將回收赤鐵礦和含銅產(chǎn)品后的尾礦進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a)中，所述熱銅冶煉渣的銅品位^ 3 % ； 所述步驟b)具體為:將步驟a)經(jīng)過緩冷處理的混合渣料先進(jìn)行活化浮選，得到銅精礦和活化浮選尾礦；再對所述活化浮選尾礦進(jìn)行浮選和磁選，得到赤鐵礦；最后將回收赤鐵礦后的尾礦進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟b)中得到銅精礦和活化浮選尾礦后，對所述活化浮選尾礦先進(jìn)行浮選，得到大部分赤鐵礦和浮選尾礦，再將所述浮選尾礦進(jìn)行磁選，得到殘余赤鐵礦和磁選尾礦；最后將所述磁選尾礦進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟b)中得到銅精礦和活化浮選尾礦后，對所述活化浮選尾礦依次進(jìn)行強(qiáng)磁選和反浮選，得到赤鐵礦、反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦；最后將所述反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦合并后進(jìn)行過濾，得到含硅產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a)中所述熱銅冶煉渣的銅品位 3 % ； 所述步驟b)具體為:將步驟a)經(jīng)過緩冷處理的混合渣料先進(jìn)行浮選和磁選，得到赤鐵礦；再將回收赤鐵礦后的尾礦進(jìn)行浸出，得到含銅產(chǎn)品和浸出渣；最后將所述浸出渣依次進(jìn)行洗滌和過濾，得到含硅產(chǎn)品。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟b)進(jìn)一步具體為:將步驟a)經(jīng)過緩冷處理的混合渣料先進(jìn)行浮選，得到大部分赤鐵礦和浮選尾礦，然后將所述浮選尾礦進(jìn)行磁選，得到殘余赤鐵礦和磁選尾礦；再將所述磁選尾礦進(jìn)行浸出，得到含銅產(chǎn)品和浸出渣；最后將所述浸出渣依次進(jìn)行洗滌和過濾，得到含硅產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟b)進(jìn)一步具體為:將步驟a)經(jīng)過緩冷處理的混合渣料依次進(jìn)行強(qiáng)磁選和反浮選，得到赤鐵礦、反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦；再將所述反浮選尾礦和強(qiáng)磁選尾礦合并后進(jìn)行浸出，得到含銅產(chǎn)品和浸出渣；最后將所述浸出渣依次進(jìn)行洗滌和過濾，得到含硅產(chǎn)品。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟b)中浸出后，將得到的浸出液經(jīng)過萃取提取硫酸銅，然后通過電積獲取電積銅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a)中，所述熱銅冶煉渣的處理量為30?35噸/洛包,所用氧氣的流量為13m3/min?20m3/min,所述氧化的時(shí)間為7min?20mino
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a)中，所述緩冷處理依次包括:自然緩冷24小時(shí)和加水冷卻36小時(shí)； 所述緩冷處理后、所述步驟b)之前還包括:將經(jīng)過緩冷處理的混合渣料進(jìn)行粉磨，所述粉磨后混合渣料的細(xì)度為85目?325目。
【文檔編號】C22B7/04GK104342561SQ201410681329
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】耿聯(lián)勝 申請人:陽谷祥光銅業(yè)有限公司