[发明专利]一种铜冶炼电炉贫化渣回收铜、铁用的改性添加剂及应用

说明书

本发明涉及一种铜冶炼电炉贫化渣回收铜、铁用的改性添加剂及应用，改性添加剂由按质量百分比计的下述组分组成：生石灰40‑50%，一氧化锰10‑15%，黄铁矿10‑15%，黄铜矿5‑15%，和铁的氧化物10‑20%，合计100%。所述改性添加剂在铜冶炼电炉贫化渣回收铜、铁过程中的应用，按铜渣质量的8‑20%添加所述改性添加剂。本发明在充分利用铜冶炼电炉贫化熔渣的高温潜热下实现铁和铜目标矿物的矿相重构。具有铁橄榄石改性、初始晶种诱导结晶、稳定铜锍矿物的功能。改性渣可利用浮选‑磁选分离工艺，生产出用于炼铜的铜精矿和用于炼铁的磁铁精矿，从而实现铜冶炼电炉贫化渣中铁和铜的高效分离和回收利用，节约资源和能耗。

技术领域

本发明涉及一种用于铜冶炼电炉贫化渣综合回收铜、铁的高温改性添加剂及应用，属于冶金、工业废渣资源化利用技术领域。

背景技术

世界上约有80%的铜是通过火法冶炼工艺生产的，其余20%用湿法冶金得到的，通常生产1吨冰铜大约可以产生2-3吨的铜渣。我国97%以上的铜由火法冶炼得到，如反射炉熔炼、闪速炉熔炼、电炉熔炼和转炉熔炼等。2015年我国精炼铜产量高达796万吨，与此同时每年产出1500万吨以上铜渣，累计产出量超过了1.2亿吨。

铜渣中含有大量可利用资源，有价金属如铜、铁等，其中铁的含量高达40%左右，远远高于我国铁矿可开采的品位（约27%）；铜品位1%左右，具有重要利用价值。但是铜渣中铁主要分布在橄榄石和磁铁矿相中，而铜主要以细小冰铜颗粒弥散于渣中。铜渣中矿物互相嵌布且晶粒细小，若采用传统分离技术，如浮选、重选和磁选回收渣中的铜、铁，均十分困难，铁回收率仅30%左右，针对电炉贫化渣的铜回收率也仅65-75%。此外，铜冶炼电炉贫化渣处于高温熔融状态，目前仅采用缓冷或急冷处理，大量潜热没有得到利用。

国内外对铜渣中铜、铁的回收进行了大量的研究，但是通过利用铜冶炼渣电炉贫化出炉时的潜热进行高温改性却鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于铜冶炼电炉贫化渣综合回收铜、铁的高温改性添加剂及应用，在回收铜的同时提高铁回收率和铁精矿铁品位。

本发明的技术方案为：一种铜冶炼电炉贫化渣回收铜、铁用的改性添加剂，由按质量百分比计的下述组分组成：

生石灰40-50%，

一氧化锰10-15%，

黄铁矿10-15%，

黄铜矿 5-15%，和

铁的氧化物 10-20%，合计100%。

在一个具体实施方式中，所述铁的氧化物选自四氧化三铁和三氧化二铁中至少一种。

所述改性添加剂在铜冶炼电炉贫化渣回收铜、铁过程中的应用，按铜渣质量的8-20%添加所述改性添加剂。

在一个具体实施方式中，应用于铜冶炼电炉贫化熔渣缓冷-浮选回收铜-磁选回收铁工艺中。

在一个具体实施方式中，在铜冶炼电炉贫化渣处于高温熔融状态下添加改性添加剂，然后进行缓冷处理。

在一个具体实施方式中，熔融渣温度1250-1350℃，熔渣冷却速度1-3℃/min，缓冷终点温度800~900℃。

本发明针对铜冶炼电炉贫化熔渣中铁主要以不具可选性的铁橄榄石形态存在、铁橄榄石转型对铜锍矿物稳定存在具有不利影响的难题，基于冶金物理化学原理，设计多功能高温改性添加剂，利用铜冶炼渣电炉贫化出炉时高温熔融状态，结合相变、结晶规律，促进目标的矿物（冰铜、磁铁矿）的生成和晶粒长大，为后续的回收铁和铜创造良好的物相条件。

本发明的机理简述于下：