[发明专利]一种低硫铜精矿的冶炼方法

说明书

技术领域

一种低硫铜精矿的冶炼方法，涉及一种铜精矿，特别是低硫的硫化铜精矿或含部分氧化铜的硫化铜精矿生产粗铜或粗铜合金的方法。

技术背景

铜在世界经济发展中是具有战略意义的有色金属，已成为用量仅次于金属铝的大宗有色金属产品，被广泛地应用于建筑、电子电气、交通运输、机械制造、日用消费品、航空航天、国防等多个领域。随着我国工业化进程的加快和城镇化的发展，铜的提取冶炼和加工生产能力急剧扩大，铜材加工能力超过了千万吨，铜消费量已占世界总量的40%。各种铜精矿产自世界各地，化学成分越来越复杂。

对金属铜的需求量不断增加促进了铜提取冶炼工艺技术方法和设备的快速发展，通过引进、消化吸收和自主研发，目前在国内已经基本汇集了具有世界先进水平的各种铜冶炼技术。自然界中金属态的自然铜很少，铜矿一般分为硫化铜矿、氧化铜矿及它们的混合矿，除铜外，铜矿中还包括各种伴生的有价金属，如金、银、镍、钴、铅、锌、铋、硒、碲等。通常硫化铜矿的铜品位较低，需要通过选矿方法加以富集，产出硫化铜精矿，用于铜的冶炼提取。从铜矿中提取铜的工艺技术方法主要有火法冶金和湿法冶金。

火法冶金已经成为铜冶炼提取的主要工艺技术方法，其工艺过程主要包括：(1)、造锍熔炼。硫化铜精矿和熔剂在熔炼炉内进行熔炼，铜、硫与未氧化的铁形成液态铜锍（冰铜），铜被初步富集在铜锍中；炉料中脉石成分SiO₂、Al₂O₃、CaO、FeO进入炉渣中，与铜锍分离。(2)、铜锍吹炼。通过对铜锍的进一步吹炼，将铜锍中的铁和硫以及其它杂质除去，产出含铜98.5～99.5%的粗铜或阳极铜。(3)、粗铜/阳极铜精炼。粗铜/阳极铜仍含有较多的杂质，如砷、锑、锡、铋、铅，还可能含大量价值高的金、银、硒、碲等，需要对粗铜/阳极铜进行精炼，提高铜的纯度或回收有价金属。通常采用电解精炼的办法产出高纯度的阴极铜。(4)、配套工艺和设备。主要有SO₂烟气制酸和炉渣贫化。

火法炼铜造锍熔炼时，世界各国根据自身的条件和铜精矿类型，开发形成了不同特点的工艺技术和设备，以此区分硫化铜精矿不同的工艺技术方法，如闪速熔炼法、诺兰达熔炼法、澳斯麦特熔炼法、艾萨熔炼法、三菱熔炼法、白银熔炼法、水口山熔炼法、特尼恩特熔炼法、电炉炼铜熔炼法、鼓风炉熔炼法等。火法造锍冶金方法配套设备完善，能够处理各种复杂的铜精矿，生产出含硫的中间产物冰铜，可同时回收其它有价金属，具有处理量大，金属回收高，能耗低、生产成本低等优点。但造锍熔炼要求铜精矿中硫必须达到一定的含量，才能实现自能熔炼，维持设备的正常操作。也就是说，含硫低的铜精矿如辉铜矿（Cu₂S）类铜精矿或部分氧化的铜精矿等，不能采用造锍熔炼工艺直接处理。

作为火法炼铜的补充，对低品位难选的氧化铜矿或表外矿或含铜低的采矿废石，通常采用湿法堆浸/细菌浸出、萃取、电积技术回收铜，并已经形成了较大的生产规模。对交通运输不便、生产规模较小的边远矿山所生产的复杂铜精矿，也有采用湿法加压浸出技术进行铜的回收，工艺简单、投资省是湿法炼铜的主要优点，但电积电耗高、生产成本高、存在废水污染隐患是湿法炼铜的主要不足。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效处理不能自热造锍熔炼的含硫量低、含硅量高的硫化铜精矿或含部分氧化铜的硫化铜精矿，具有工艺流程短，投资较少，建设周期短的低硫铜精矿的冶炼方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种低硫铜精矿的冶炼方法，其特征在于其冶炼过程是在铜精矿中配入硫或黄铁矿，进行沸腾氧化焙烧，产出的焙砂，焙砂再经矿热电炉还原熔炼得到粗铜或粗铜合金；沸腾氧化焙烧和矿热电炉熔炼产生的烟气经余热锅炉和电收尘、布袋收尘处理后，进入制酸系统生产硫酸。

本发明的一种低硫铜精矿的冶炼方法，其特征在于在铜精矿中配入硫或黄铁矿为铜精矿质量的2%～18%。

本发明的一种低硫铜精矿的冶炼方法，其特征在于沸腾氧化焙烧的温度为700～1000℃，焙烧时间为20-180分钟。

本发明的一种低硫铜精矿的冶炼方法，其特征在于焙砂经矿热电炉还原熔炼过程是用碳质还原剂还原的。

本发明的一种低硫铜精矿的冶炼方法，其特征在于沸腾氧化焙烧和矿热电炉熔炼产生的烟气产出的电炉烟尘返回与焙砂混合。

本发明的一种低硫铜精矿的冶炼方法，其特征在于沸腾氧化焙烧过程按氧气过剩系数1～2的量，通入空气或富氧空气中的一种。