[发明专利]一种在铜锍转炉吹炼的过程中脱除砷锑的方法

说明书

本发明涉及一种在铜锍转炉吹炼的过程中脱除砷锑的方法，属于铜冶炼技术领域。铜锍转炉吹炼第一周期按常规作业获取白锍，在第二周期将白锍及冷料吹成粗铜的过程中加入硫酸钠造渣脱砷锑，硫酸钠的加入总量为入炉料里金属铜质量的1%~3%。本方法在转炉吹炼的第二周期造铜的过程中实施砷锑的同步脱出，几乎不增加设备，不改变吹炼制度，能耗增加不明显；造铜期终点到了砷锑渣无需专门排放，随粗铜进到下一工序进行氧化精炼，没有降低铜的吹炼直收率。

技术领域

本发明涉及一种在铜锍转炉吹炼的过程中脱除砷锑的方法，属于铜冶炼技术领域。

背景技术

全球铜冶炼发展迅速，铜矿的不断开采导致优质铜原料越来越少，加之其它有色金属冶炼过程产出的含铜中间物料交铜厂处理，致使铜原料杂质含量升高且波动较大，这是造成粗铜里杂质砷锑高的主要原因。现行的火法炼铜流程在熔炼工序通常配铁橄榄石渣型，主要完成脱出脉石和部分铁的任务，砷锑在铜锍中的分配率较高。在转炉吹炼工序主要是脱铁硫造粗铜，并没有专门针对砷锑的脱出进行工艺优化，结果是铜锍中砷锑含量高，吹炼得到的粗铜里砷锑肯定高，把脱出粗铜里砷锑以及铅铋镍的任务交由火法精炼承担。国内外的铜冶炼厂在火法精炼中脱出砷锑的方法：

（1）采用氧化—还原—氧化—还原，重复作业，利用砷锑的低价氧化物容易挥发的特性使二者脱出；

（2）加入碱性熔剂（苏打或石灰），能生成不溶于铜的砷酸钠（或砷酸钙）和锑酸钠（或锑酸钙），上浮到熔体表面被除去。由于现行的粗铜火法精炼炉反应动力学条件较弱，这两种方法都难以大幅度提高砷锑的脱出率。现行的铜锍转炉吹炼产出粗铜分为两个周期，第一周期为造渣期，在石英熔剂作用下硫化亚铁空气氧化造铁橄榄石(2FeO·SiO₂)渣：

FeS + 1.5O₂ = FeO + SO₂

FeO + SiO₂ = 2FeO·SiO₂

筛炉后获得白锍(Cu₂S)进入第二周期。第二周期为造铜期，不加熔剂让氧气氧化硫化亚铜造粗铜：

Cu₂S +1.5O₂ = Cu₂O + SO₂

2Cu₂O + Cu₂S = 6Cu + SO₂

造铜期氧势高，砷锑容易氧化为高价氧化物与Cu₂O生成砷酸盐和锑酸盐。当铜液中含砷锑较高时，与镍的氧化物生成镍云母（6Cu₂O·8NiO·2As₂O₅及6Cu₂O·8NiO·2Sb₂O₅），易溶解于铜中。

在造铜期砷锑难以成渣从铜液中漂浮脱出，也难以控制砷锑的物相为易挥发的As₂O₃和Sb₂O₃，所以造铜期的功能单一，对杂质的脱出贡献不大。传统的铜锍转炉吹炼工序砷的脱出率低于60%、锑的脱出率低于52%。

发明内容

针对上述现有技术存在的传统的铜锍转炉吹炼工序砷、锑脱出率低的问题及不足，本发明提供一种在铜锍转炉吹炼的过程中脱除砷锑的方法。本发明根据在造铜期熔体里的杂质除硫外其它占比少，如果在造粗铜的过程中加入脱杂剂脱砷锑，就有试剂消耗少反应条件好的优势，获得粗铜的同时高效脱出砷锑。因此，本发明技术将砷锑的脱出，由传统的阳极炉火法精炼工序提前到铜锍吹炼工序完成，即在第一周期加入石英熔剂（SiO₂)脱铁后，进入第二周期吹空气（或富氧空气）造铜时，加入脱杂剂使砷锑造渣脱出。本发明通过以下技术方案实现。