本發(fā)明涉及銅冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種爐渣處理工藝。
背景技術(shù)：
銅冶煉一般包括熔煉、吹煉、陽極精煉和電解精煉四個部分。其中熔煉過程產(chǎn)生的爐渣含銅一般在1％～5％，經(jīng)電爐貧化后一般能達(dá)到0.8％，過去的工藝中一般是將爐渣直接水淬棄掉，但隨著資源的日趨枯竭，現(xiàn)在越來越多的企業(yè)改為對爐渣進(jìn)行緩冷、浮選，以回收爐渣中的有價銅。
目前，回收爐渣中銅的工藝流程是，爐渣從熔煉爐的渣口排出，經(jīng)溜槽排放到渣包，用專用車輛將渣包運輸至緩冷場，在緩冷場中先進(jìn)行自然緩冷，再向渣包中加水冷卻，渣包冷卻到正常室溫后進(jìn)行倒包、破碎，并將其送至選礦車間中進(jìn)行細(xì)磨和浮選，得到精礦(精礦中含銅)與尾礦，再將精礦與尾礦經(jīng)濃密機(jī)、壓濾機(jī)脫水后分離，之后令精礦返回至熔煉爐進(jìn)行配料，從而實現(xiàn)銅的回收。
但是，由于原料變化，爐況波動等原因，經(jīng)常會令爐渣中四氧化三鐵的含量升高，而隨著四氧化三鐵的增加，爐渣的黏性會增大，導(dǎo)致爐渣的導(dǎo)熱系數(shù)降低，從而使得渣包內(nèi)容易出現(xiàn)高溫的紅芯，尤其是爐結(jié)上漲，處理爐結(jié)時會有半熔態(tài)的爐結(jié)成分(四氧化三鐵含量更高)進(jìn)入渣包，更容易造成爐渣局部傳熱慢而在渣包中形成紅芯，當(dāng)向爐渣中注入冷卻水時，紅芯遇水會發(fā)生爆炸，存在極大的安全隱患。
在現(xiàn)有技術(shù)中，減少爆炸發(fā)生的方法一般包括兩種，一種是采用延長緩冷時長的辦法來進(jìn)行緩解，但目前系統(tǒng)連續(xù)生產(chǎn)，渣包及現(xiàn)場冷卻位置有限，使得爆炸問題無法從根本上解決，可操作性不高；另一種方法是降低向渣包中注入的冷卻水的循環(huán)倍率，同時改善冷卻水的水質(zhì)，從而提高冷卻效果，但是向渣包中注入的冷卻水，一般都采用工廠廢水，其本身循環(huán)倍率就比較高，如果降低循環(huán)倍率并提高水質(zhì)，就需要向廢水中補(bǔ)充新水(純凈度較高的水)，而補(bǔ)充新水一方面會令成本增加，另一方面還使得大量廢水難以處理，其實際可操作性同樣不高。
另外，經(jīng)物相分析，爐渣中的銅有一部分以氧化態(tài)銅(約20％左右)的形式存在，在浮選過程中這部分銅難以經(jīng)過浮選回收而進(jìn)入尾礦，作為建筑材料外賣，造成銅的浪費。
因此，如何更好的消除渣包在水冷過程中發(fā)生爆炸的安全隱患，已經(jīng)成為目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種爐渣處理工藝，其能夠從根本上解決渣包在水冷過程中發(fā)生爆炸的安全隱患，并且具有較高的實際可操作性。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種爐渣處理工藝，用于回收爐渣中的銅，包括以下步驟：
1)向渣包中加入金屬硫化物；
2)將爐渣排放至所述渣包中；
3)對所述渣包依次進(jìn)行緩冷和水冷操作；
4)對所述爐渣進(jìn)行分離操作，以實現(xiàn)銅的回收。
優(yōu)選的，上述爐渣處理工藝中，所述金屬硫化物為粒度80％小于200目的硫鐵礦。
優(yōu)選的，上述爐渣處理工藝中，所述硫鐵礦和所述爐渣的質(zhì)量比為1:500～3:500。
優(yōu)選的，上述爐渣處理工藝中，在步驟2)之前，還包括以下步驟：
向所述渣包中加入還原劑。
優(yōu)選的，上述爐渣處理工藝中，所述還原劑為粒度小于1cm的焦炭或煤粉。
優(yōu)選的，上述爐渣處理工藝中，所述焦炭或煤粉與所述爐渣的質(zhì)量比為1:1000～3:1000。
本發(fā)明提供的爐渣處理工藝，用于從熔煉爐排出的爐渣中提取銅并對其進(jìn)行回收，具體的操作步驟為：首先在用于盛裝爐渣的渣包中放入金屬硫化物，然后再將爐渣排放至渣包中，之后將渣包運輸至緩冷場，進(jìn)行自然緩冷，再向渣包中注入冷卻水，當(dāng)爐渣冷卻到室溫后，對渣包進(jìn)行倒包、破碎操作，并將其送至球磨機(jī)中磨細(xì)，進(jìn)入浮選機(jī)中浮選，并經(jīng)濃密機(jī)、壓濾機(jī)脫水后分離，回收得到銅。在上述過程中，添加到渣包中的金屬硫化物會與爐渣中的四氧化三鐵進(jìn)行反應(yīng)，從而使?fàn)t渣中的四氧化三鐵的含量減少，令爐渣的黏性降低，導(dǎo)熱系數(shù)升高，使得爐渣具有更好的散熱效果以避免紅芯的出現(xiàn)，再向爐渣中注入冷卻水時，就能夠避免爆炸的發(fā)生，消除了安全隱患，并且無需延長緩冷時間，無需占用更大空間，也不會產(chǎn)生成本增加、廢水難以處理的問題，使得上述工藝具有較高的實際可操作性。此外，通過添加金屬硫化物的方式，還能夠使得爐渣中的氧化態(tài)銅與金屬硫化物發(fā)生反應(yīng)而生成硫化態(tài)銅，通過浮選操作即可實現(xiàn)此部分銅的回收，顯著提高了銅的回收率。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的爐渣處理工藝的流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種爐渣處理工藝，其能夠從根本上解決渣包在水冷過程中發(fā)生爆炸的安全隱患，并且具有較高的實際可操作性。
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的爐渣處理工藝，用于從熔煉爐排出的爐渣中回收銅，其包括以下步驟：
S101、向渣包中預(yù)先加入足量的金屬硫化物；
S102、將爐渣從熔煉爐的渣口排出，僅經(jīng)溜槽排放到渣包中；
S103、對渣包依次進(jìn)行緩冷和水冷操作，在緩冷的過程中，爐渣中的四氧化三鐵會與金屬硫化物發(fā)生反應(yīng)，以減少爐渣中四氧化三鐵的含量；
S104、對爐渣進(jìn)行分離操作，此分離操作包括渣包的倒包、破碎操作，爐渣在球磨機(jī)中磨細(xì)，在浮選機(jī)中浮選，并經(jīng)濃密機(jī)、壓濾機(jī)脫水、分離等操作，進(jìn)而實現(xiàn)銅的回收。
在上述過程中，由于預(yù)先在渣包中添加了金屬硫化物，所以當(dāng)溫度較高的爐渣(一般在1300℃)被排放至渣包中以后，在緩冷的過程中，高溫環(huán)境下的金屬硫化物會與爐渣中的四氧化三鐵及氧化態(tài)銅發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)金屬硫化物會與四氧化三鐵發(fā)生反應(yīng)時，四氧化三鐵會轉(zhuǎn)換為氧化鐵，而爐渣中四氧化三鐵的含量決定了爐渣的黏性，當(dāng)四氧化三鐵的含量因發(fā)生反應(yīng)而降低時，爐渣的黏性也隨之降低，從而使得爐渣的導(dǎo)熱性能提高，爐渣可以進(jìn)行充分的散熱，避免了紅芯的出現(xiàn)，當(dāng)向爐渣中注入冷卻水時，就能夠避免爆炸的發(fā)生。由于爐渣中的氧化態(tài)銅浮選回收效果差，所以當(dāng)金屬硫化物與氧化態(tài)銅發(fā)生反應(yīng)時，能夠?qū)t渣中的氧化態(tài)銅轉(zhuǎn)換為更容易浮選的硫化態(tài)銅，從而提高了爐渣中銅的回收率。
本實施例中，通過添加金屬硫化物，減少了爐渣中四氧化三鐵的含量，使得爐渣中不再出現(xiàn)紅芯，避免了爆炸的發(fā)生，消除了安全隱患，且具有實際可操作性；將爐渣中的氧化態(tài)銅轉(zhuǎn)換為了硫化態(tài)銅，提高了爐渣中銅的回收率。
為了進(jìn)一步提高技術(shù)方案，本實施例提供的爐渣處理工藝中，優(yōu)選金屬硫化物為硫鐵礦。本實施例中，之所以優(yōu)選金屬硫化物為含有硫化鐵的硫鐵礦，是因為其與四氧化三鐵反應(yīng)后生產(chǎn)的物質(zhì)只有氧化鐵和二氧化硫(發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)式為3Fe3O4+FeS＝10FeO+SO2)，而不摻雜其他元素，避免了因額外元素的摻入而導(dǎo)致其他問題的情況發(fā)生，以保證銅回收操作能夠正常的進(jìn)行。同時，生成的少量SO2，能夠在渣包表面逸出，并進(jìn)入渣包環(huán)境集煙系統(tǒng)，實現(xiàn)脫除回收。當(dāng)然，金屬硫化物并不僅限于硫鐵礦，其還可以為硫化鈉、硫化鎂、硫化鉀等物質(zhì)。當(dāng)金屬硫化物為硫鐵礦時，其與爐渣中氧化態(tài)銅的發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)式為Cu2O+FeS＝FeO+Cu2S。
進(jìn)一步優(yōu)選的，硫鐵礦中80％的顆粒的粒度小于200目，并且，硫鐵礦和爐渣的質(zhì)量比為1:500～3:500。本實施例至所以優(yōu)選硫鐵礦的粒度為80％小于200目，并且其與爐渣的質(zhì)量比為1:500～3:500，是因為此種粒度大小及質(zhì)量比的硫鐵礦能夠更加充分的與爐渣中的四氧化三鐵及氧化態(tài)銅進(jìn)行反應(yīng)，能夠最大程度的提高爐渣的散熱效果及銅的回收率，提高系統(tǒng)的安全性，所以將其作為優(yōu)選方案。
為了更加充分的避免紅芯的出現(xiàn)，同時也為了進(jìn)一步的提高銅的回收率，本實施例還優(yōu)選，在向渣包中排放爐渣前，在向渣包中放入金屬硫化物的同時，還向渣包中放入焦炭或煤粉等還原劑，使得焦炭或煤粉能夠在高溫的爐渣表面空氣發(fā)生反應(yīng)生成CO2(發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)式為C+O2＝CO2)，以保持爐渣表面還原性氣氛，此時焦炭或煤粉的加入能夠起到兩方面的作用，一是可以用于爐渣表面的保溫，即焦炭或煤粉在爐渣表明與空氣接觸發(fā)生燃燒，生產(chǎn)的二氧化碳可以在短時間內(nèi)對渣包表面起到保溫作用，以保證金屬硫化物與四氧化三鐵、氧化態(tài)銅的充分反應(yīng)；二是起到隔絕空氣的作用，減少精礦與空氣的不必要反應(yīng)，提高銅的回收率。
具體的，還優(yōu)選向渣包中加入的焦炭或煤粉的粒度小于1cm，并且焦炭或煤粉與爐渣的質(zhì)量比為1:1000～3:1000。上述數(shù)值的選取，同樣是因為此種粒度大小及質(zhì)量比的焦炭或煤粉，能夠更加充分的使金屬硫化物與爐渣中的四氧化三鐵及氧化態(tài)銅進(jìn)行反應(yīng)，從而最大程度的提高爐渣的散熱效果及銅的回收率。
本實施例中，還優(yōu)選溜槽和渣包之間具有高度差，使得爐渣下落的勢能在渣包內(nèi)轉(zhuǎn)化為動能，遇到包底的爐渣、金屬硫化物、焦炭(或煤粉)等，能夠?qū)ζ淦鸬綌嚢枳饔茫惯€原劑在爐渣表面充分接觸、反應(yīng)，并且也可以充分利用爐渣的高溫來保證化學(xué)反應(yīng)的正常進(jìn)行，不需要再額外加入燃料。
對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。