[发明专利]从含有金属的炉渣中提取金属的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及从含有金属的炉渣中提取金属的方法，其中，将熔融的含有金属的炉渣在至少一个电弧炉中加热。此外，本发明还涉及用于从含有金属的炉渣中提取金属的装置。

背景技术

在铜精矿的熔炼过程中会产生冰铜和炉渣。炉渣既包含熔融形式的铜也包含机械融合的矿石夹杂物。存在两种用于清渣的主要方法：在骤冷、碾碎和磨粉后的炉渣浮选法以及液态炉渣的火法冶金还原法。

火法冶金清渣法分为至少三种变型方式，即：

1)在交流电弧炉中通过焦炭和电极进行还原、炉渣预热和沉淀，

2)在水平的圆柱形回转炉中喷入还原剂，例如在泰尼尔(teniente)-清渣炉中，

3)在喷入还原剂的竖直转炉中，例如TBRC或等容熔融(Isasmelt)。

清渣要求对磁铁矿进行还原，以释放出悬浮的夹杂物和实现该夹杂物的沉淀以及使铜类氧化物的共同还原。

在交流电弧炉中的最常用的铜渣清理由于所需的还原时间和沉淀时间达到3至8小时而要求相对较大的炉。该方法由于受到热损失的高影响率而导致较高的能量消耗率。所述在电弧炉中的清渣作为分批或半连续的过程实施。电弧炉在温度调节方面的灵活性可以获得适当的炉渣预热。而分散的金属的铜夹杂物作为铜类氧化物的还原产物与一部分小冰铜夹杂物一起限制了相分离和足够的铜提取率。

US 4 110 107公开了一种用于从含金属的炉渣中提取金属的方法，尤其是从熔炼炉中的铁-铜-炉渣中提取金属的方法。将熔融的炉渣投入电弧炉中，在此进行熔融。使用碳-喷射单元将碳投入熔池的底部中。将造渣剂例如氧化钙(CaO)同样投入到池中。在还原后将金属从炉中取出。

US 4 036 636公开了一种用于尤其是从炉渣熔液中提取镍和镍-铜-混合物的方法。在此用含碳材料还原炉渣中的磁铁矿。其中，在还原炉渣时，通过机械式搅拌器混合炉渣。

WO 01/49890A1公开了一种用于直接由硫酸铜-精矿制造粗铜的方法，其中，在受氧合作用的还原容器中从精粉化的且冷却的冰铜中获取粗铜。所述氧合作用在输入富氧空气的条件下发生，其中，氧含量达到至少50％。粗铜也称为“泡铜”，是非精炼的、起泡的铜。铜在熔融状态下含有比固体金属更高的气体溶解能力。在凝固过程中所述气体在铜中分离成小气泡(英语：blister)。

US 4 060 409公开了一种火法冶金系统，通过该系统能将材料保持在熔融状态。该系统具有用于容纳材料的容器，其中，在所述容器内部有多个大小相同的单元格。还有大量机械式搅拌器，以搅动熔融的材料。

US 6 436 169公开了一种操作铜熔炼炉的方法，其中添加铁的质量比超过80％的含铁基质，其密度在3.0到8.0之间；在此，颗粒的直径在0.3至15毫米之间。所述含铁基质被添加到含铁的铜炉渣中。然后将Fe₃O₄还原成FeO。

EP 0 487 032 B1公开了一种用于连续的铜精炼的装置。该方法具有用于熔融和氧化铜精矿的熔炼炉，以形成由冰铜和炉渣组成的混合物。还设有用于分离冰铜和炉渣的分离炉。为了产生粗铜而在转炉中将从炉渣中分离的冰铜氧化。熔液放液槽装置将熔炼炉、分离炉和转炉连接。为了精炼在转炉中生成的铜而设有阳极炉。通过粗铜放液槽装置形成转炉和阳极炉之间的连接。

EP 0 487 031 B1给出了一种用于连续熔炼铜的方法。在此也设有熔炼炉、分离炉和转炉，其通过传送连接装置相互连接。还设有阳极炉，其与所述转炉构成传送连接。铜精矿馈送入熔炼炉中，在此进行精选矿的熔融和氧化，以制造出由粗冰铜和炉渣构成的混合物。随后将所述由粗冰铜和炉渣构成的混合物导入分离炉，在此将粗冰铜从炉渣分离。然后将从炉渣分离出的粗冰铜投入转炉中，在此为了制造粗铜而将所述粗冰铜氧化。此后所述粗铜流入阳极炉中的一个中，在此制造出铜。

发明内容

就效率而言，用于从含金属的炉渣中提取金属的上述方法仍有改进的需要。因而，本发明的目的是提供一种用于从炉渣中提取尤其是铜的方法。

本发明目的的解决方案的特征在于，将含金属的炉渣在交流或直流电炉形式的第一炉中加热并将该第一炉的熔液投入直流电炉形式的第二炉中。

优选第一炉为交流电炉。这在待提取的金属是处于含铜渣中的铜时具有优点。

与之相应，本发明还涉及优选(如以下所示)借助电磁搅动通过在交流电弧炉和直流还原排渣炉中的两级炉渣还原和沉淀从由熔炼和转化铜渣来提取铜。

上述方法也可以用于将金属例如铅、锌、铂或镍从其各自的炉渣中提取出来。