[发明专利]粗铜的生产方法及用于粗铜生产的生产装置

说明书

技术领域

本发明涉及有色冶金技术领域，特别涉及一种粗铜的生产方法及用于粗铜生产的生产装置。

背景技术

在铜火法冶金行业，一种方法是由硫化物铜精矿间接生成粗铜，这种方法一般包括两个步骤：首先将硫化物铜精矿进行脱硫除铁，熔炼得到高品位铜锍，然后将得到的铜锍进一步脱硫除铁，吹炼得到粗铜。另一种方法是采用铜精矿直接生产粗铜，在实际生产中，澳大利亚的Olympic Dam冶炼厂、波兰的Glogow冶炼厂以及赞比亚的KCM冶炼厂采用的就是由铜精矿直接生产粗铜的工艺。这些铜冶炼的方法生产得到的粗铜含铜一般为98.5%（重量比），但是，这些方法还具有一个共同的特点，就是在生产所得炉渣中，Cu₂O和Fe₃O₄的量都较高，一般说来，铜含量为10%～20%（重量比），Fe₃O₄含量为30%～50%（重量比），这会造成资源的大量浪费。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种粗铜的生产方法及用于粗铜生产的生产装置，该方法能生产得到粗铜，且所得炉渣含铜量较低。

本发明提供一种粗铜的生产方法，包括以下步骤：

在生产装置中，将铜冶炼熔融炉渣和含碳还原剂及带压力的惰性气体混合后进行反应，得到粗铜和反应后的炉渣；所述惰性气体的压力为100kPa～800kPa。

优选的，所述生产装置包括：

炉体，所述炉体内包括熔池，所述炉体上设置有气体喷嘴、加料口、粗铜排放口和炉渣排放口；

所述气体喷嘴位于所述炉体的侧墙上，且通向所述熔池的中部。

优选的，所述铜冶炼熔融炉渣和含碳还原剂分别通过流槽由所述加料口引到生产装置中；

所述惰性气体通过所述气体喷嘴导入生产装置中。

优选的，所述炉体的顶部设置有燃料烧嘴；

向所述燃料烧嘴内导入燃料和助燃剂。

优选的，所述助燃剂为氧浓度大于95%（重量比）的工业氧气。

优选的，所述惰性气体为氮气。

优选的，所述铜冶炼熔融炉渣的温度为1050℃～1350℃。

优选的，所述含碳还原剂为焦炭和煤炭中的至少一种。

优选的，所述含碳还原剂中含碳量与所述铜冶炼熔融炉渣中含氧量之比为（0.1～0.35）：1（质量比）。

本发明还提供一种用于粗铜生产的生产装置，包括：

炉体，所述炉体内包括熔池，所述炉体上设置有气体喷嘴、加料口、粗铜排放口和炉渣排放口；

所述气体喷嘴位于所述炉体的侧墙上，且通向所述熔池的中部。

与现有技术相比，本发明将铜冶炼熔融炉渣和含碳还原剂引到生产装置中，并向所述生产装置中导入带压力的惰性气体，所述惰性气体的压力为100kPa～800kPa，混合后进行反应，得到粗铜和反应后的炉渣。本发明利用铜冶炼熔融炉渣的显热使含碳还原剂达到炽热状态，通过所述炽热的含碳还原剂将炉渣中的Cu₂O还原成金属铜，同时将炉渣中的Fe₃O₄还原成FeO；导入的惰性气体对反应物料形成强烈的搅拌，使熔融炉渣沸腾，并将含碳还原剂卷入熔融炉渣中，促使生成的金属铜小液滴相互结合，形成分开的粗铜相和渣相。本发明通过惰性气体的强烈搅拌，促进反应界面的快速更新，强化了反应进程，使渣性迅速被改变，降低渣粘度，在提高金属铜液滴间的碰撞结合几率的同时，有利于金属铜液滴的沉降，因此，本发明在强化过程能得到粗铜，并且使最终炉渣中的铜含量降低。实践表明，本发明能生产得到含铜量大于98.5%（重量比）的粗铜，最终炉渣中的铜含量降低到0.4%（重量比）以下。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于粗铜生产的生产装置的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明提供了一种粗铜的生产方法，包括以下步骤：

在生产装置中，将铜冶炼熔融炉渣和含碳还原剂及带压力的惰性气体混合后进行反应，得到粗铜和反应后的炉渣；所述惰性气体的压力为100kPa～800kPa。