[发明专利]分离铜熔体中进料的杂质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从渣、粉尘、矿物、矿物的选矿残余物或者再循环物质或残留物质中分离杂质的方法。所有这些待净化的物质在下面被称为进料。

背景技术

出于分离杂质目的的熔融冶金学处理方法是已知的，其中使用铁熔体以接收杂质。AT 412 283 B中描述了这类方法。所述方法的目的是，由含铁的冶炼残余物形成环境可接受的渣，并回收所含的铁成分。其中，在铁熔体中或其上的残余物(Reststoffe)通过溶解在铁熔体中的碳还原。氧化铁及其它金属氧化物被还原并且被铁熔体接收。所产生的金属在去磷之后可以用作高炉生产的生铁的替代物，或在Cr/Ni含量高时用作优质钢生产的进料。所产生的渣可以用作水泥工业中的熟料替代物。

根据WO 97/29214A，垃圾焚烧或高温分解的残余物和渣在还原条件下与含氯或含氯化物的物质一起加热至650℃，其中挥发性的金属氯化物，如重金属氯化物(PbCl₂、ZnCl₂、CuCl₂)进入气相。留下的固态残余物与液态钢渣或kalkmergel石灰混合。混合渣通过铁水池的湍流被还原。在此过程中产生具有水力学特性的合成的高炉渣和碳饱和的铁合金。所得到的铁合金表示钢工业的进料。或者，通过分级还原可以得到不含碳的高浓缩铬铁合金。

JP 11207288同样描述了用于处理垃圾焚烧残余物的熔融方法。其中，在电弧炉中将焚烧残余物装填到基本上由铁形成的金属浴中。由此形成了渣层。连续地一起取出渣和金属并且导入水浴中。用磁选器进行分离。金属包含相对多的铜并且可以作为铜原料使用。

在所述方法中，提出了在钢工业中使用掺入杂质的铁熔体，而不利于不如铁活跃的金属如铜或锌的富集。这些金属不能以经济的方式被除去并且在超过一定的极限含量时对铁熔体的继续应用产生影响。根据AT 412 283 B例如使用了的高价值的生铁浴处理(Roheisenbadvorlage)，其在处理之后残余物含有不活跃金属杂质。这种质量恶化可以导致其不能再应用于钢工业中。

在生铁浴处理中，氧化运行方式具有不利效果。由此，溶解于生铁中的碳以CO/CO₂的形式放出，并且熔体温度因此升至1500℃。为了避免加入残余物时熔体的凝固，所需的加工温度必须明显升高。如此高的温度对耐火炉衬和升高的能量需求产生了不利影响。

本发明的目的在于，避免这些缺点和困难，并且提供从渣、粉尘、矿物、矿物的选矿残余物或者再循环物质或残留物质(下面称为进料)中分离杂质的方法，避免通过延长至较长时间的方法或由多个一个接一个进行的工艺循环造成的质量恶化。此外，所述方法相对于已知方法可以节约能源，并且可以因此节约开支，实施所述方法的反应容器衬壁具有长的使用寿命。

发明内容

上述目的通过下列技术特征的组合来实现：

-熔化包含杂质的进料，

-形成铜熔体，

-使已熔化的进料和铜熔体在添加还原剂的条件下接触，所述还原剂优选焦炭和/或煤，

-任选地蒸发存在的挥发性化合物，如金属氯化物，

-还原铜熔体中不如铜活跃的金属，并且

-形成含有待净化进料中比铜活跃成分的渣。

所述铜熔体优选含有至少50％的铜。

应用铜熔体的优点是，可以将铁熔体中不能再除去的杂质在通常的铜再循环工艺中容易地从铜熔体中除去。通过这种方式可以将掺入杂质的铜熔体经过处理重新成为高价值的铜。应用铜熔体的特殊优点是，与铁熔体相比熔点较低。因此，首先根据渣的熔点调节进料的工艺温度。从而可以保持在较低的工艺温度下实施所述方法，实现较低能量消耗和对实施所述方法的冶炼容器的耐火内衬的维护。

铜熔体还可以任选地通过直接向实施所述方法的冶金容器中吹入氧来进行清洗。从而使得比铜活跃的杂质成渣。由于由此产生的渣的铜含量较高，可以在后续工序开始时用于分离进料中的杂质。

本发明方法特别有利的是，应用废铜来制备铜熔体，因为废铜本来就要送入铜再循环过程。

铜熔体还可以通过熔化含铜的废材料来制备。为此，使用形成铜和/或铜合金的新废料(加工废屑)和/或废料。如上所述，铜熔体的一部分可以通过添加向铜熔体中吹入氧产生的渣形成。

优选地，待净化的进料形成的渣与助剂和/或废料一起用来生产熟料替代物和/或喷砂剂。

将来自垃圾焚烧和来自钢铁工业的粉尘用作待净化的进料。

有利的是将电解精炼时铜的再循环过程中产生的阳极渣泥用作待净化的进料。