[发明专利]由含金属或金属化合物的渣中连续或间断地获取一种或多种金属的方法

说明书

本发明涉及一种由含金属或金属化合物的渣中连续或间断地获取 一种或多种金属的方法，该方法是在主熔化设备或次熔化设备中加热该 含金属的液化渣。

在熔化铜浓缩物时产生铜锍和渣。该渣含溶解态的铜和物理过渡的 锍夹杂物态的铜。存在两种净化渣的重要方法：经骤冷、破碎和研磨后 的渣浮选法和液态渣的高温冶金还原法。

浓缩物的高温冶金渣净化或溶化大部分以三种方案进行，即：

1)在AC-电弧炉中通过焦炭和电极还原、渣预热和沉降，

2)在卧筒式转动炉中通过喷入还原剂，例如在Teniente渣净化炉 中，

3)在垂直转炉中通过喷入还原剂，例如TBRC或IsaSmelt、Aussmelt 等方法。

渣净化需要还原四氧化三铁，以释放出悬浮的夹杂物，并使其沉降 和使铜质氧化物还原。

最常使用的在AC-电弧炉中的铜渣净化，由于所需的还原时间和沉 降时间为3-8小时，所以需要较大的炉。但由于单位热损失大，由此 产生较高的比能耗。在电弧炉中的渣净化以批量或半连续工艺进行。电 弧炉在温度控制上的灵活性能实现准确的渣预热。但作为铜质氧化物的 还原产物形成的分散的金属铜夹杂物与部分细小的铜锍夹杂物一起却 限制了相分离和足够的铜回收。

从US 4110107已知一种从含金属渣，特别是熔炉中的铁-铜-渣中回 收金属的方法。将该熔化的渣送入电弧炉中，并在其中进行熔化。使用 喷碳设备将碳送入熔槽底部。也将渣化剂如CaO加到熔槽中。经还原后 从炉中取出金属。

从US 4036636中已知一种从渣熔体中特别是回收镍和镍-铜混合物 的类似方法。该方法中渣中的四氧化三铁用含碳材料还原。这时用机械 搅拌器混合渣，同时发生渣的还原。

由WO 01/49890 A1中已知一种直接从硫酸铜浓缩物中制备粗铜的 方法，该方法在富氧的反应容器中从细研磨的和冷却的铜锍中获取铜。 该富氧是通过输入富氧空气实现，其氧含量至少为50％。粗铜也称为“泡 铜”，是未精制的泡状铜。铜在熔化状态中比固体铜具有更高的溶气能 力。在凝固时该气体呈小气泡在铜中析出。

US 4060409示出一种可将材料保持熔化态的高温冶金装置。该装置 具有容纳材料的容器，在容器内部形成一些同样大小的小槽。此外还设 置许多机械搅拌器以搅拌熔化的材料。

US 6436169公开一种运行铜熔化炉的方法，方法是加入含大于80 重量％铁的含铁物质，其密度为3.0-8.0；颗粒直径为0.3-15mm。将 该含铁物质加入含铁铜渣中。然后将Fe₃O₄还原成FeO。

从EP 0487032 B1中已知一种用于连续冶炼铜的设备。该设备具有 用于熔化和氧化铜浓缩物的熔炉，以产生由锍和渣组成的混合物。此外， 还设置有从渣中分离锍的分离炉。在转炉中氧化从渣中分离出的锍以产 生粗铜。熔体排出流槽连接熔炉、分离炉和转炉。为精制在转化炉中得 到的铜，设置有阳极炉。用粗铜流槽实现转炉和阳极炉之间的连接。

EP 0478031 B1提出了一种用于连续熔化铜的方法。其也设置有熔 炉、分离炉和转炉，并通过流体连接设备将其互相连接。此外，还设置 有阳极炉，其与转炉呈流体相连。将铜浓缩物加到熔炉中，并在炉中进 行浓缩物的熔化和氧化以产生由粗锍和渣组成的混合物。接着将由粗锍 和渣组成的混合物送入分离炉中，在分离炉中从渣中分离出粗锍。然后 将从渣中分离出的粗锍送入转炉，在转炉中将粗锍氧化以产生粗铜。该 粗铜再流入阳极炉以在其中制成铜。

上述已知的用于从含金属的渣中获取金属的方法在效率上还需改 进。

因此，本发明的目的是提供一种从渣中回收金属特别是回收铜的改 进方法。

本发明技术方案的特征在于，在设计成交流电炉的主熔化设备或次 熔化设备中加热含金属的渣，然后自主熔化设备或次熔化设备将熔体送 入设计成直流电炉的炉中，在该炉中发生待回收金属的电解沉积，这时 将呈硅化钙(CaSi)、碳化钙(CaC₂)、硅铁(FeSi)、铝(Al)和/或还原气形式 的还原剂加入和/或喷入主熔化设备或次熔化设备中。

优选使用电弧炉作为主熔化设备或次熔化设备。

待获取的金属优选为在含铜的渣中存在的铜(Cu)。但该待获取的金 属也可以是铅(Pb)、锌(Zn)、铂(Pt)、铬(Cr)或镍(Ni)。