[发明专利]一种废氧化铁脱硫剂强化铜冶炼渣贫化的方法

说明书

本发明提供了一种废氧化铁脱硫剂强化铜冶炼渣贫化的方法，该方法包括以下步骤：首先将废氧化铁脱硫剂、添加剂、F粘结剂与水混合均匀，得到贫化剂，然后将贫化剂造球，再投入铜冶炼渣贫化电炉中进行贫化，其中废氧化铁脱硫剂中含有硫化剂、还原剂以及熔剂，铜冶炼渣中含有氧化铜和磁铁矿，经前述贫化处理后得到贫化渣和冰铜，所得贫化渣含铜低于0.35wt％，冰铜品位大于15wt％。本发明的方法，利用废氧化铁脱硫剂处理铜渣，通过一种废弃物处理另外一种废物，达到以废治废的目的，实现了两种废弃物的协同处理，不但节约了资源，而且保护了环境。

技术领域

本发明属于冶金及材料科学技术领域，尤其涉及一种废氧化铁脱硫剂强化铜冶炼渣贫化的方法。

背景技术

世界上约有80％以上的铜通过火法冶炼生产，通常生产1吨冰铜大约产生2.2吨铜渣。目前，我国每年铜冶炼渣产出量在1500万吨以上，而堆存的铜冶炼渣累计1.2亿吨以上。随着铜冶炼技术的发展，炼铜效率得到提升，熔炼炉内氧势提高，冰铜品位增加，同时渣含铜也随之提高。冶炼过程中铜渣中含铜1％左右，而转炉渣含铜则高达5％，远高于我国0.3％铜开采品位，因此铜渣中的铜的综合回收具有重要的意义。

通常工业上铜冶炼渣贫化的方法主要包括渣包缓冷浮选法和电炉熔炼法。渣包缓冷浮选法是铜渣出渣后，流入到特定的渣包中缓慢冷却至900℃-1000℃，促进铜硫颗粒的长大，然后在渣包上喷水，使其快速冷却至室温；冷却后的铜渣经过破碎、磨矿和浮选工艺获得铜精矿返回到熔炼过程。该工艺能够有效的回收铜渣中铜，但是缓冷时间较长，通常需要4-24小时，效率低，耗水量高，需要一定的场地面积。电炉熔炼法则是熔融铜渣在电炉中通过提高温度，或者加入还原剂、硫化剂，还原渣中磁铁矿，降低熔渣粘度，提高流动性，同时使得氧化铜转变为硫化铜，然后经过静置后，铜以冰铜形式沉降于底部，从而实现了渣的贫化。经过电炉贫化后，弃渣含铜量通常为0.5wt％-0.8wt％。该工艺生产效率高，在冶炼厂中广泛采用，但是弃渣含铜量仍然偏高，需要进一步降低，且该工艺直接采用黄铁矿精矿或硫磺作为硫化剂，成本较高。

中国专利200910088879.9提出了一种铜熔炼渣电热贫化工艺，其通过向电热贫化炉内加入硫化剂强化铜渣贫化。但是加入的硫化剂通常容易漂浮在熔渣表面，并未与熔渣充分接触，因此导致硫化不充分。

中国专利申请201610144794.8提出了一种铜冶炼渣的贫化处理方法，其通过在熔融铜冶炼渣贫化炉中引入搅拌设备，在外力的作用下使硫化剂和铜渣充分混匀，强化硫化效果，提高铜渣中铜的回收率，降低弃渣铜含量。但是在高温下搅拌对设备要求高，且产生的SO₂气体容易溢出，造成环境污染。

氧化铁脱硫剂是一种固体脱硫剂，以氧化铁为主要活性组份，添加多种助催化剂与载体混合制成。其原理是将煤气或废气中的含硫化合物吸附到脱硫剂的小孔中，从而净化气体。当脱硫剂达到饱和后，即其不再具有脱硫能力时需要对其进行再生，如采用水蒸汽进行汽提再生。但是，氧化铁脱硫剂在经再生2-3次后，其活性会不断下降，如其中的小孔被一些杂质物所堵塞，这时脱硫剂就失活了，氧化铁脱硫剂则变成废脱硫剂，成为一种工业固废物。废氧化铁脱硫剂是一种包含有单质硫、无机硫(如FeS、FeSO₄、Fe₂S₃等)、有机硫等的混合物，其中所含的FeS是主要危害物。FeS属于低毒物，具有刺激性，误食后可引起胃肠刺激症状，长期吸入该粉尘，可能引起尘肺；同时，FeS的燃点仅为40℃，属于极易自燃的硫化物。目前，废氧化铁脱硫剂常见的处理方法为露天堆存、安全填埋、普通燃烧或掺配硫铁矿制酸等，而传统清除废氧化铁脱硫剂中FeS的方法主要包括：酸洗法、化学抑制法、高pH值溶剂清洗法和氧化剂法。这些方法都会产生SO₂或H₂S，因而需要对产生的废气进行清除，以避免二次污染，这在一定程度上也导致了这些方法处理工序复杂，安全性低，投资大并且运行费用高。目前，现有处理方法对废氧化铁脱硫剂的处理已远远不能满足企业的需要。