專利名稱：處理爐渣的方法
技術領域：
本發明涉及一種權利要求1前序部分中限定的用于處理粗銅生產中產生的爐渣的方法。
在懸浮反應器例如閃速熔煉爐中直接由硫化礦精礦一步生產粗銅在經濟上是合理的，但存在一些限制條件。在直接生產粗銅中，其中一些最明顯的問題是銅的成渣和產生大量爐渣。為了確保足夠高的銅回收率，在爐渣的清洗時，必需回收爐渣中銅。除了爐渣的數量外，另一問題是在硫化礦精礦的燃燒中產生大量的熱量。在這種情況下，使用較低氧富集的工藝空氣，這就意味著工藝空氣中所含氮氣的加熱平衡了熱收支(heat economy)。但是，這又產生大量工藝氣體，它反過來需要大的爐空間以及尤其是大的氣體處理裝置。
在精礦的銅含量足夠高的情況下，通常至少37％Cu，直接按一步生產粗銅在經濟上是可能的。通常精礦的熱值越低，精礦的銅含量越高。由于高的銅含量，硫化鐵礦物的份額低。當加工上述精礦時，可使用足夠高的氧富集量，因此氣體的數量可維持較低。較低銅含量的精礦也適用于生產粗銅，如果鐵含量也低的話，在這種情況下產生的爐渣數量不會很多。
從芬蘭專利申請書982818已知一種生產粗銅的方法，在熔煉爐中除了精礦外該方法還用于冷卻的研磨銅锍。按生產的粗銅數量計，現在該方法產生比傳統的方法少的爐渣量。在爐渣中銅的損失也減少。產生的爐渣或按一步或優選按兩步爐渣清理法處理。兩步爐渣清理法包括兩個電爐或一個電爐和一個爐渣富集裝置。在電爐中，爐渣被焦炭還原，以致爐渣相中的有價金屬被還原，并分離為在爐渣層下方的單獨的銅相。在爐渣在爐渣富集裝置中處理的情況下，爐渣精選物可返回熔煉反應器。將粗銅在陽極爐中精煉。
如果爐渣在電爐中一步處理，以致爐渣中銅的數量在經濟上不重要，但粗銅中的鐵含量仍是如此地高，以致常常需要在轉爐中對粗銅進行單獨的處理。一種方法是電爐預處理，在那里生成的粗銅與陽極爐中的大量粗銅一起處理，但在爐渣中仍留下很多銅，由于經濟原因，它必需用富集技術手段回收。
本發明的目的是要提供一種處理在精礦直接生產粗銅中產生的爐渣的新方法。就總的經濟性來說，本發明的一個特定目的是要提供一種用于回收粗銅生產中結渣銅更有效和更有利的方法。
本發明的特征在于權利要求1特征部分。本發明的其他優選實施方案的特征在其余的權利要求中限定。
本發明的方法有許多優點。根據所述的方法，可有利地回收直接從精礦生產粗銅產生的爐渣中所含的銅。本發明的方法簡化了銅的回收，此外所述的方法能改進雜質的控制。與電爐還原相比，濕法冶金的爐渣中所含銅的回收降低了能耗。此外，與火法冶金回收相比，氣體和粉塵的排放減少。
下面參考附圖更詳細地描述本發明。
圖1為本發明的工藝圖。
圖1說明本發明一種處理懸浮熔煉爐例如閃速熔煉爐中生產粗銅時產生的爐渣即粗銅爐渣以便回收銅的方法，在所述的情況下，在至少一步中將至少一部分爐渣浸析。將銅精礦、助熔劑和氧富集的空氣送入懸浮熔煉爐例如閃速熔煉爐中熔煉1。干燥的精礦顆粒以熱懸浮態與氧富集的空氣迅速反應。在反應中釋放的熱量用于本方法。部分硫被氧化成二氧化硫，而鐵被氧化成鐵氧化物，從而與助熔劑生成爐渣。反應產物沉降到懸浮熔煉爐底部，形成兩個單獨的熔融相粗銅和粗銅爐渣。將本方法中產生的氣體進一步按已知的方式處理。將懸浮熔煉爐中產生的粗銅送去陽極爐處理2，在那里按已知的方式精煉并鑄造成銅陽極。
熔煉1中產生的粗銅爐渣通過提供的流通槽(circulationchannel)例如出渣槽從懸浮熔煉爐出渣，并進一步送去處理，以便回收粗銅爐渣中所含的銅。首先，將粗銅爐渣送去造粒和研磨3。造粒的粗銅爐渣例如在濕法研磨中研磨到一定粒度，以便獲得更大的反應表面。在浸析4中，粗銅爐渣中所含的金屬被浸析。根據下面的實施例，浸析4在氧化條件下用硫酸進行，生成硫酸銅。加入硫酸的數量最好為500-900克/公斤爐渣。也可用氨溶液、氯化物溶液進行浸析，或細菌浸析。在浸析步驟以后，在銅沉淀5中，銅從含金屬硫酸鹽的溶液中分離出。在沉淀步驟中，例如通過氫氧化物沉淀或硫化物沉淀使銅從含金屬硫酸鹽的溶液中沉淀。在氫氧化物沉淀中，用石灰石沉淀銅，并將生成的含銅沉淀物送回熔煉1。在硫化物沉淀中，用硫化氫沉淀銅，并將生成的含銅沉淀物送回熔煉1。銅也可用液-液萃取法回收，并作為陰極銅電解。
實施例為了驗證這一方法，在帶蓋的2升耐酸反應器中用硫酸進行了溶液實驗。反應器裝有4個阻流板、1個回流冷凝器和1個攪拌器。在反應器中，還有相連的連續pH值測量儀、溫度調節儀和在攪拌器葉片下方的鼓氧設備。加熱爐用于加熱。
在實驗開始時，將爐渣(200克)浸析在水中，水的數量稍小于1升。在所有實驗中，水和加入的硫酸總量剛好為1升。溶液的溫度為90℃。實驗中加入的硫酸(H2SO4)數量為806克/1000克爐渣。
在所有實驗中，浸析時間為6小時，并在實驗中使用機械攪拌(約770轉/分)和氧(0.50升/分)。
逐漸加入濃硫酸(含量95％(重量))，同時將溫度調節到90℃。當所有的酸加入后開始測量反應時間。在實驗開始0、2、4和6小時時取漿液樣。在樣品的濾液和沉淀物中，分析銅(Cu)和鐵(Fe)。
最初浸析的爐渣含有32.5％Cu和23.9％Fe。下表列出在此基礎上得到的分析結果和浸析產率
最后沉淀物的重量為77.4克，銅含量為3.1％，這意味著在溶液中的銅總產率為96.3％。
在類似的條件下對以下爐渣進行重復實驗，所述爐渣從熔融狀態直接用水造粒代替爐渣緩慢冷卻，以致得到的產物為具有相應組成的細顆粒。在類似的條件下，得到的銅總浸析產率為95.8％，當考慮到分析的準確度，它與緩慢冷卻的爐渣有相同的數量級。
通過調節酸度，銅從溶液中選擇性沉淀，以致鐵在第一步中沉淀，而銅在第二步中沉淀，從而不希望的鐵可與銅分離。
熟悉本專業的技術人員很清楚，本發明的各種優選實施方案不僅僅限于上述實施例，而可在附后的權利要求書范圍內變化。
權利要求
1.一種處理懸浮熔煉爐例如閃速熔煉爐中直接從精礦生產粗銅中產生的爐渣以便回收銅的方法，其特征在于，至少一部分爐渣在至少一個步驟中浸析。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于，在浸析以前，將爐渣造粒并研磨。
3.根據權利要求1或2的方法，其特征在于，用硫酸進行浸析。
4.根據權利要求1或2的方法，其特征在于，用氨溶液進行浸析。
5.根據權利要求1或2的方法，其特征在于，用氯化物溶液進行浸析。
6.根據權利要求1或2的方法，其特征在于，用細菌溶液進行浸析。
7.根據上述權利要求中任一項的方法，其特征在于，浸析以后，通過氫氧化物沉淀來回收銅。
8.根據上述權利要求1-6中任一項的方法，其特征在于，浸析以后，通過硫化物沉淀來回收銅。
9.根據權利要求1-6中任一項的方法，其特征在于，在浸析以后，在液-液萃取中回收銅，并電解為陰極銅。
10.根據權利要求7或8的方法，其特征在于，將沉淀中得到的含銅爐渣送回懸浮熔煉爐。
全文摘要
本發明涉及一種處理懸浮熔煉爐例如閃速熔煉爐中直接從精礦生產粗銅中產生的爐渣以便回收銅的方法，以致至少一部分爐渣在至少一個步驟中浸析。
文檔編號C22B7/04GK1720342SQ200380104958
公開日2006年1月11日 申請日期2003年11月24日 優先權日2002年12月5日
發明者P·漢尼亞拉, I·科喬, R·薩里寧 申請人:奧托庫姆普聯合股份公司