本申請(qǐng)涉及煉銅領(lǐng)域，具體而言，涉及一種短流程煉銅系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的火法煉銅工藝，包括熔煉、吹煉、精煉三個(gè)步驟，其中熔煉爐將銅精礦熔煉成含銅40～60％的冰銅(也叫銅锍)；吹煉爐將該冰銅吹煉成粗銅；精煉爐(陽(yáng)極爐)將粗銅精煉成陽(yáng)極銅，后續(xù)送去電解生產(chǎn)陰極銅板。

另一方面，目前熔煉渣都采用緩冷、破碎、磨礦、濃密以及浮選的渣選礦工藝處理，產(chǎn)出的渣精礦返回熔煉系統(tǒng)，渣尾礦則丟棄或作為建材原料外賣(mài)。該工藝流程冗長(zhǎng)、占地面積大，更重要的是渣中的鋅、鉛、銻等有價(jià)金屬進(jìn)入渣尾礦，沒(méi)有得到回收利用，造成了有價(jià)資源的巨大浪費(fèi)；而渣選礦過(guò)程中加入的選礦藥劑，以及渣中本身存在的各種重金屬還會(huì)造成環(huán)境潛在污染隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)的主要目的在于提供一種短流程煉銅系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的煉銅方法中有價(jià)金屬流失浪費(fèi)、污染環(huán)境的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種短流程煉銅系統(tǒng)，其包括：熔煉爐，用于對(duì)銅精礦進(jìn)行熔煉以產(chǎn)出第一銅锍與熔煉渣；熔煉爐設(shè)置有第一銅锍出口和熔煉渣出口；造銅爐，造銅爐設(shè)置有銅锍入口和造銅渣出口，銅锍入口與第一銅锍出口通過(guò)第一流槽連通，造銅爐用于對(duì)第一銅锍進(jìn)行造銅反應(yīng)以生成陽(yáng)極銅和造銅渣；以及cr爐，cr爐設(shè)置有熔煉渣入口，熔煉渣入口與熔煉渣出口通過(guò)第二流槽連通，cr爐用于對(duì)熔煉渣進(jìn)行還原煙化和沉降以回收熔煉渣中的有價(jià)金屬，并造無(wú)害渣。

進(jìn)一步地，熔煉爐為底吹熔煉爐或側(cè)吹熔煉爐。

進(jìn)一步地，熔煉爐設(shè)置有造銅渣入口，用以將冷卻后的造銅渣通入熔煉爐。

進(jìn)一步地，造銅爐還設(shè)置有：第一噴槍?zhuān)O(shè)置在造銅爐的側(cè)部或底部，用于向造銅爐內(nèi)噴入氧化劑和可選的還原劑；以及熔劑入口，用于通入熔劑。

進(jìn)一步地，造銅爐的爐體為臥式圓筒型爐體。

進(jìn)一步地，造銅爐還設(shè)置有冷料入口，用于向造銅爐中加入電解銅殘極、廢雜銅及固態(tài)銅锍中的一種或多種。

進(jìn)一步地，造銅系統(tǒng)還包括冷卻設(shè)備，冷卻設(shè)備用于對(duì)造銅爐進(jìn)行降溫。

進(jìn)一步地，冷卻設(shè)備為負(fù)壓水套裝置或噴水霧冷卻裝置。

進(jìn)一步地，造銅爐還設(shè)置有陽(yáng)極銅出口；短流程煉銅系統(tǒng)還包括澆鑄設(shè)備，澆鑄設(shè)備與陽(yáng)極銅出口連通，用于對(duì)陽(yáng)極銅進(jìn)行澆鑄處理。

進(jìn)一步地，澆鑄設(shè)備為雙圓盤(pán)澆鑄機(jī)。

進(jìn)一步地，cr爐為并聯(lián)或串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)，造銅爐為并聯(lián)設(shè)置的多個(gè)。

進(jìn)一步地，cr爐包括腔體，腔體包括相連通的還原煙化腔和沉降腔，還原煙化腔與熔煉渣出口連通，用于對(duì)熔煉渣進(jìn)行還原煙化處理，還原煙化腔上設(shè)置有煙氣出口；沉降腔用于對(duì)還原煙化處理后產(chǎn)生的還原渣進(jìn)行沉降處理，且沉降腔設(shè)置有第二銅锍出口和無(wú)害渣排出口；或者，cr爐包括腔體，腔體包括相連通的還原煙化腔和沉降腔，沉降腔與熔煉渣出口連通，用于對(duì)熔煉渣進(jìn)行沉降處理，且沉降腔設(shè)置有第二銅锍出口；還原煙化腔用于對(duì)沉降處理后產(chǎn)生的沉降渣進(jìn)行還原煙化處理，還原煙化腔上設(shè)置有煙氣出口及無(wú)害渣排出口。

進(jìn)一步地，腔體中還設(shè)置有隔墻，以將腔體分為還原煙化腔和沉降腔，還原煙化腔和沉降腔沿水平方向分別位于隔墻的兩側(cè)，且還原煙化腔和沉降腔的連通通道靠近腔體底部設(shè)置。

進(jìn)一步地，還原煙化腔還設(shè)置有：第二噴槍?zhuān)O(shè)置在還原煙化腔的側(cè)部，用于向還原煙化腔中加入還原劑；加料口，設(shè)置在還原煙化腔的頂部，用于向還原煙化腔中加入捕集劑。

進(jìn)一步地，沉降腔還設(shè)置有供熱裝置，用于對(duì)沉降腔進(jìn)行保溫或升溫。

進(jìn)一步地，供熱裝置為浸沒(méi)式燃燒噴嘴或電極。

進(jìn)一步地，第二銅锍出口用以排出第二銅硫，熔煉爐上還設(shè)置有第二銅锍入口，用以將冷卻后的第二銅硫通入熔煉爐。

應(yīng)用本申請(qǐng)的技術(shù)方案，提供了一種短流程煉銅系統(tǒng)。上述短流程煉銅系統(tǒng)中，利用熔煉爐能夠?qū)︺~精礦進(jìn)行熔煉，得到第一銅锍和熔煉渣。在得到熔煉渣后，利用cr爐能夠?qū)θ蹮捲M(jìn)行還原煙化和沉降，進(jìn)而能夠回收熔煉渣中的有價(jià)金屬，比如金屬鋅、鉛、銻等。這就有效解決了現(xiàn)有的煉銅工藝中有價(jià)金屬流失浪費(fèi)的問(wèn)題，并避免了這些流失金屬對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題；另一方面，對(duì)熔煉渣進(jìn)行還原煙化和沉降取代了原來(lái)的渣選礦流程，不但大大縮減了工廠占地面積，使工藝流程更加簡(jiǎn)單，還從根本上消除了渣選礦流程中加入的選礦藥劑造成的污染。與此同時(shí)，需要說(shuō)明的是，本發(fā)明為一擔(dān)挑式的煉銅裝置，將熔煉爐的銅锍端直接通過(guò)流槽與造銅爐連通，將熔煉爐的出渣端直接通過(guò)流槽與cr爐連通，實(shí)現(xiàn)了短流程煉銅，同時(shí)完成了產(chǎn)出陽(yáng)極銅、熔煉渣中有價(jià)金屬綜合回收以及cr爐直接產(chǎn)出無(wú)害渣，具有很好的工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施例提供的短流程煉銅系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施例提供的短流程煉銅系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施例提供的短流程煉銅系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖4示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施例提供的短流程煉銅系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

10、熔煉爐；20、造銅爐；30、cr爐；31、還原煙化腔；32、沉降腔；33、隔墻；40、澆鑄設(shè)備。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)的煉銅方法流程冗長(zhǎng)，尤其對(duì)熔煉渣的處理需要大面積渣緩冷場(chǎng)和復(fù)雜的渣選礦環(huán)節(jié)，增加了建設(shè)成本和技術(shù)復(fù)雜度，且存在有價(jià)金屬流失浪費(fèi)、污染環(huán)境的問(wèn)題。為了解決如上問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N短流程煉銅系統(tǒng)，如圖1所示，該短流程煉銅系統(tǒng)包括熔煉爐10，造銅爐20，以及cr爐30；熔煉爐10用于對(duì)銅精礦進(jìn)行熔煉以產(chǎn)出第一銅锍與熔煉渣；熔煉爐10設(shè)置有第一銅锍出口和熔煉渣出口；造銅爐20設(shè)置有銅锍入口和造銅渣出口，銅锍入口與第一銅锍出口通過(guò)第一流槽連通，造銅爐20用于對(duì)第一銅锍進(jìn)行造銅反應(yīng)以生成陽(yáng)極銅和造銅渣；cr爐30，cr爐30設(shè)置有熔煉渣入口，熔煉渣入口與熔煉渣出口通過(guò)第二流槽連通，cr爐30用于對(duì)熔煉渣進(jìn)行還原煙化和沉降以回收熔煉渣中的有價(jià)金屬，并造無(wú)害渣，相比現(xiàn)有技術(shù)，總流程大大縮短，有利于縮減建設(shè)成本，降低技術(shù)復(fù)雜度，且實(shí)現(xiàn)了資源綜合回收并消除了環(huán)保隱患。

此處所述“無(wú)害渣”是指：不會(huì)造成重金屬污染的渣。

cr爐全稱(chēng)為全面回收(completelyrecycle)爐。

上述裝置中，利用熔煉爐10能夠?qū)︺~礦進(jìn)行熔煉，得到第一銅锍和熔煉渣。在得到熔煉渣后，利用cr爐30能夠?qū)θ蹮捲M(jìn)行還原煙化和沉降，進(jìn)而能夠回收熔煉渣中的有價(jià)金屬，比如金屬鋅、鉛、銻等。這就有效解決了現(xiàn)有的煉銅工藝中有價(jià)金屬流失浪費(fèi)的問(wèn)題，并避免了這些流失金屬對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題；另一方面，對(duì)熔煉渣進(jìn)行還原煙化和沉降取代了原來(lái)的渣選礦流程，不但大大縮減了工廠占地面積，使工藝流程更加簡(jiǎn)單，還從根本上消除了渣選礦流程中加入的選礦藥劑造成的污染。與此同時(shí)，需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的上述煉銅裝置，cr爐30與熔煉爐10的出渣端連通，造銅爐20與熔煉爐10的銅锍端連通。這樣在將銅礦進(jìn)行熔煉得到第一銅锍和熔煉渣后，一方面將第一銅锍進(jìn)行造銅反應(yīng)處理生成了品位較高的陽(yáng)極銅，一方面又將熔煉過(guò)程中產(chǎn)出的熔煉渣進(jìn)行了回收處理，即采用的一擔(dān)挑式的煉銅裝置，，極大地縮短了銅冶煉的步驟，具有很好的工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用前景。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，cr爐30為并聯(lián)或串聯(lián)設(shè)置的多個(gè)。這樣，多個(gè)cr爐30采用連續(xù)作業(yè)或交替作業(yè)方式產(chǎn)出第二銅锍、有價(jià)金屬和水碎無(wú)害渣，能夠提高處理效率。當(dāng)然，也可以利用多個(gè)cr爐30串聯(lián)式處理熔煉渣，以進(jìn)一步提高處理效果。在此不再贅述。

在本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施例中，造銅爐20為并聯(lián)設(shè)置的多個(gè)。這樣同樣可以提高設(shè)備的能力。

在本發(fā)明一種典型的實(shí)施例中，如圖2所示，造銅爐20為并聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)，cr爐為一個(gè)；或者，

在本發(fā)明另一種典型的實(shí)施例中，如圖3所示，造銅爐20為一個(gè)，cr爐為并聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)；或者，

再本發(fā)明又一種典型的實(shí)施例中，如圖4所示，造銅爐20并聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)，cr爐也為并聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，熔煉爐10為底吹熔煉爐或側(cè)吹熔煉爐。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，熔煉爐10設(shè)置有造銅渣入口，用以將冷卻后的造銅渣通入熔煉爐10。通過(guò)加入造銅渣，可以緩解熔煉過(guò)程中的過(guò)熱問(wèn)題，可以使熔煉過(guò)程更容易在較高的富氧濃度下，并因此減少產(chǎn)生的煙氣量。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，造銅爐20還設(shè)置有第一噴槍和熔劑入口，第一噴槍設(shè)置在造銅爐20的側(cè)部或底部，用于向造銅爐20內(nèi)噴入氧化劑和可選的還原劑；熔劑入口用于通入熔劑。具體地，當(dāng)造銅爐中的金屬銅中含氧低于0.2％時(shí)，一方面表明雜質(zhì)被較充分氧化并進(jìn)入到造銅渣中，另一方面表明銅基本沒(méi)有被過(guò)氧化。此時(shí)，本發(fā)明中在造銅反應(yīng)過(guò)程中采用只氧化不還原的工藝，即可直接得到陽(yáng)極銅。當(dāng)造銅爐中的金屬銅中含氧高于0.2％時(shí)，表明在除雜的同時(shí)，有部分銅被氧化。此時(shí)可以進(jìn)一步加入還原劑，將這些銅氧化物雜質(zhì)進(jìn)行還原反應(yīng)。且本發(fā)明在將造銅渣排出造銅爐以后進(jìn)行還原反應(yīng)，還能夠防止之前被氧化造渣的雜質(zhì)返溶回金屬銅中，從而能夠進(jìn)一步保證陽(yáng)極銅的品位。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，造銅爐20的爐體為臥式圓筒型爐體。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，造銅爐20還設(shè)置有冷料入口，用于向造銅爐20中加入電解銅殘極、廢雜銅及固態(tài)銅锍中的一種或多種。優(yōu)選地，造銅系統(tǒng)還包括冷卻設(shè)備，冷卻設(shè)備用于對(duì)造銅爐20進(jìn)行降溫。這樣能夠保證造銅爐20在造銅反應(yīng)階段維持熱平衡，為向造銅爐中噴入富氧創(chuàng)造條件，此外還能延長(zhǎng)爐壽。更優(yōu)選地，冷卻設(shè)備為負(fù)壓水套裝置或噴水霧冷卻裝置。

為縮短流程，cn103382528提出一種兩步煉銅工藝，該工藝首先在熔煉爐中將銅精礦熔煉成含銅65～78％的冰銅，然后在吹煉爐中進(jìn)行氧化還原反應(yīng)直接生產(chǎn)陽(yáng)極銅。該方法主要存在熱平衡問(wèn)題，以及由其帶來(lái)的煙氣問(wèn)題：吹煉爐中的氧化還原反應(yīng)放出大量熱，這些熱必須通過(guò)某種方式帶走以維持熱平衡；該工藝通過(guò)調(diào)節(jié)氧氣、空氣、氮?dú)獾牧浚ㄟ^(guò)氣體帶走反應(yīng)熱，因此噴入的氣體總量必須更多，相對(duì)的氧氣濃度必然較低，這就使得煙氣量很大，而煙氣中二氧化硫含量很低。因此，后續(xù)煙氣處理系統(tǒng)和制酸系統(tǒng)規(guī)模大、投資大、運(yùn)行成本高。同時(shí)，噴入的氣量大，還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)熔體攪動(dòng)較劇烈，熔體沖刷爐襯的動(dòng)能大，爐壽短。此外，該專(zhuān)利也沒(méi)有指出如何使熔煉爐中的冰銅品位達(dá)到65～78％。

與上述專(zhuān)利中的熱平衡方式不同的是，本發(fā)明中采用了向造銅爐中加入冷料，和/或向造銅爐中噴入水霧，和/或在造銅爐的爐體外部設(shè)置冷卻元件的熱平衡方式。各方式的優(yōu)勢(shì)如下：

對(duì)于加入冷料的方式：由于造銅爐中發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，加入冷料有利于實(shí)現(xiàn)熱平衡，同時(shí)利用反應(yīng)放出的熱量熔化冷料，充分利用熱量。加入的冷料可以是廢雜銅、電解殘極銅和固態(tài)銅锍中的一種或多種。目前煉銅工廠中，都采用單獨(dú)的冶金爐熔化、精煉廢雜銅、電解殘極銅等二次銅物料，這不但需要額外的燃料來(lái)加熱冷料，更重要的是需要購(gòu)置單獨(dú)的設(shè)備、建設(shè)單獨(dú)的車(chē)間、配置單獨(dú)的工人，大大增加了工廠運(yùn)行成本。而采用本發(fā)明上述實(shí)施方式，在不額外增加設(shè)備、廠房、人員的情況下，不但處理了廢雜銅、電解殘極銅等物料，還節(jié)省了熔化物料需要的能源、資源，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。總之，利用造銅爐的富裕熱量熔化雜銅，降低了雜銅的處理成本，該方法正契合國(guó)家工信部有色金屬“十三五”發(fā)展規(guī)劃中對(duì)雜銅的處理提出的發(fā)展方向。

對(duì)于設(shè)置爐體冷卻元件的方式：優(yōu)選采用水套，這也是為了散熱，實(shí)現(xiàn)爐體熱平衡。

對(duì)于噴入水霧的方式：由于水在氣化時(shí)吸收大量熱，因此可以在最終氣量較小的情況下帶走更多熱量，使造銅反應(yīng)可以在高富氧吹煉條件下進(jìn)行，而高富氧濃度吹煉正好解決了cn103382528等專(zhuān)利中采用低富氧濃度吹煉導(dǎo)致的上述問(wèn)題。此外，噴入水霧還有如下優(yōu)點(diǎn)：1)更有效地控制爐溫。由于水的氣化能夠吸收大量熱，噴入水量的較小變化能夠引起熱量的較大變化，因此能夠更加準(zhǔn)確有效地控制爐溫；2)延長(zhǎng)噴槍壽命。由于高富氧吹煉的效率高，噴槍噴入的氣量比低富氧濃度吹煉要少，噴槍的工作強(qiáng)度低，而且水的冷卻作用也可以延長(zhǎng)噴槍本身的壽命；3)以40％的富氧濃度為例，其熔煉強(qiáng)度可以比低富氧濃度(21％～25％)高近1倍。在煙氣量相同的情況下，高富氧濃度(例如40％)能夠處理的物料量要高近1倍；4)能耗低，動(dòng)力消耗低。噴水霧裝置的功率比鼓入空氣的裝置規(guī)模小很多。

正因?yàn)楸景l(fā)明上述的熱平衡方式，使得本發(fā)明中的造銅爐可以在高富氧濃度吹煉的條件下進(jìn)行。對(duì)第一銅锍進(jìn)行造銅反應(yīng)的步驟中，得到的陽(yáng)極銅為銅熔體。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，造銅爐20還設(shè)置有陽(yáng)極銅出口；短流程煉銅系統(tǒng)還包括澆鑄設(shè)備40，澆鑄設(shè)備40與陽(yáng)極銅出口連通，用于對(duì)陽(yáng)極銅進(jìn)行澆鑄處理。通過(guò)設(shè)置澆鑄設(shè)備40可以進(jìn)一步將銅熔體澆鑄形成陽(yáng)極銅板等產(chǎn)品。更優(yōu)選地，澆鑄設(shè)備40為雙圓盤(pán)澆鑄機(jī)。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，cr爐30包括腔體，腔體包括相連通的還原煙化腔31和沉降腔32，還原煙化腔31與熔煉渣出口連通，用于對(duì)熔煉渣進(jìn)行還原煙化處理，還原煙化腔31上設(shè)置有煙氣出口，沉降腔32與還原煙化腔31連通，用于對(duì)還原煙化處理后產(chǎn)生的還原渣進(jìn)行沉降處理，且沉降腔32設(shè)置有第二銅锍出口和無(wú)害渣排出口；或者cr爐30包括腔體，腔體包括相連通的還原煙化腔31和沉降腔32，沉降腔32與熔煉渣出口連通，用于對(duì)熔煉渣進(jìn)行沉降處理，且沉降腔32設(shè)置有第二銅锍出口，還原煙化腔31與沉降腔32連通，用于對(duì)沉降處理后產(chǎn)生的沉降渣進(jìn)行還原煙化處理，還原煙化腔31上設(shè)置有煙氣出口及無(wú)害渣排出口。

這樣，本發(fā)明提供的cr爐30為一體化設(shè)備，其同時(shí)包括相連通的還原煙化腔31和沉降腔32，選擇還原煙化腔31和沉降腔32的連接關(guān)系，可以決定先還原煙化，后沉降；或者先沉降，后還原煙化。

當(dāng)還原煙化腔31與熔煉渣出口連通，沉降腔32與還原煙化腔31連通時(shí)，能夠?qū)θ蹮捲冗M(jìn)行還原煙化處理，后進(jìn)行沉降處理。將熔煉渣進(jìn)行還原及煙化處理時(shí)，能夠?qū)⑷蹮捲械拇判澡F(四氧化三鐵)還原為氧化亞鐵進(jìn)行造渣，這樣能夠減少熔煉渣的粘度，從而提高后續(xù)的沉降分離效果，便于第二銅锍從還原渣中分離。同時(shí)，鋅、鉛、銻等有價(jià)金屬氧化物被還原為金屬后，因其具有易揮發(fā)性而轉(zhuǎn)化為有價(jià)金屬煙氣被分離出來(lái)，從而達(dá)到了回收有價(jià)金屬的目的。還原煙化處理后，得到的還原渣(呈流動(dòng)態(tài))進(jìn)入沉降腔中進(jìn)行沉降分離，進(jìn)一步得到第二銅锍與無(wú)害渣。更重要地，采用一體化設(shè)備，經(jīng)還原煙化處理后的熔煉渣直接進(jìn)入沉降分離，一方面能夠極大地改善處理效率；另一方面由于還原渣直接進(jìn)入沉降處理，能夠保持更穩(wěn)定地流態(tài)，且在此過(guò)程中僅有微小的溫度變化甚至沒(méi)有溫度變化，兩方面的原因使其具有更好的沉降效果，能夠進(jìn)一步提高第二銅锍的回收率。

當(dāng)沉降腔32與熔煉渣出口連通，還原煙化腔31與沉降腔32連通時(shí)，能夠?qū)θ蹮捲冗M(jìn)行沉降處理，后進(jìn)行還原煙化處理。這樣，可以先將熔煉渣中的銅锍分離出來(lái)后，再進(jìn)行還原煙化處理階段，進(jìn)一步回收其中的鋅等有價(jià)金屬。需要說(shuō)明的是，相比于先沉降后還原煙化處理的方式，本發(fā)明更優(yōu)選采用先還原煙化后沉降處理的方式。對(duì)于先還原煙化后沉降處理的方式，其優(yōu)點(diǎn)在于：沉降分離的溫度越高，分離效果越好。而還原煙化需要的溫度很高(1200～1400℃)，因此，先還原煙化后的物料本身溫度很高，不需額外加熱就可在沉降階段實(shí)現(xiàn)分離。當(dāng)然，這種先還原煙化后沉降處理的方式，也可以對(duì)沉降處理進(jìn)行補(bǔ)熱。然而，先沉降分離后還原煙化的方式，則必然要在沉降處理的過(guò)程中進(jìn)行補(bǔ)熱。具體的補(bǔ)熱方式可以如下：可以在沉降段用電極(比如可以設(shè)置3～6根電極)加熱或保溫，和/或設(shè)浸沒(méi)式燃燒噴嘴(浸沒(méi)式燃燒噴嘴噴出燃料和氧氣，氧氣的量控制在使燃料不完全燃燒狀態(tài))。此外，先還原煙化后沉降處理的方式還具有如下優(yōu)點(diǎn)：還原渣在沉降腔停留一定時(shí)間后，可以更充分實(shí)現(xiàn)渣锍的沉降分層，無(wú)害渣從上部放出，第二銅锍從下部放出。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，腔體中還設(shè)置有隔墻33，以將腔體分為還原煙化腔31和沉降腔32，還原煙化腔31和沉降腔32沿水平方向分別位于隔墻33的兩側(cè)，且還原煙化腔31和沉降腔32的連通通道靠近腔體底部設(shè)置。這樣設(shè)置，在還原煙化腔31中進(jìn)行反應(yīng)的具有流動(dòng)性的熔體和沉降腔中進(jìn)行沉降處理的熔體之間，能夠?qū)崿F(xiàn)更平穩(wěn)的流動(dòng)，且隔墻能夠阻斷還原煙化腔中的攪動(dòng)和表面的浮料，從而進(jìn)一步提高沉降處理的效果。優(yōu)選地，上述隔墻33為水冷隔墻。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，還原煙化腔31還設(shè)置有：第二噴槍和加料口，第二噴槍設(shè)置在還原煙化腔31的側(cè)部，用于向還原煙化腔31中加入還原劑；加料口設(shè)置在還原煙化腔31的頂部，用于向還原煙化腔31中加入捕集劑。這樣的加料方式能夠進(jìn)一步提高熔煉渣的還原煙化處理效果。

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，沉降腔32還設(shè)置有供熱裝置，用于對(duì)沉降腔32進(jìn)行保溫或升溫。供熱裝置為浸沒(méi)式燃燒噴嘴或電極(具體可如前文所述)

在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，第二銅锍出口用以排出第二銅硫，熔煉爐10上還設(shè)置有第二銅锍入口，用以將冷卻后的第二銅锍通入熔煉爐10。這樣能夠提高銅的利用率。同時(shí)，還能夠進(jìn)一步避免熔煉爐中的過(guò)熱現(xiàn)象，提高熔煉效果。

本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N短流程煉銅方法，其采用的煉銅裝置包括熔煉爐、造銅爐、cr爐、第一流槽及第二流槽；熔煉爐設(shè)置有銅锍出口和熔煉渣出口；造銅爐設(shè)置有銅锍入口，銅锍入口通過(guò)第一流槽與銅锍出口連通；與cr爐設(shè)置有熔煉渣入口，熔煉渣入口通過(guò)第二流槽與熔煉渣出口連通；短流程煉銅方法包括以下步驟：將銅精礦在熔煉爐中進(jìn)行熔煉，得到第一銅锍和熔煉渣；在造銅爐中對(duì)第一銅锍進(jìn)行造銅反應(yīng)，生成陽(yáng)極銅和造銅渣；以及在cr爐中對(duì)熔煉渣進(jìn)行還原煙化和沉降以綜合回收熔煉渣中的有價(jià)金屬，并造無(wú)害渣；有價(jià)金屬包括鉛、鋅及銻中的一種或多種；短流程煉銅方法同時(shí)完成了產(chǎn)出陽(yáng)極銅、熔煉渣中有價(jià)金屬綜合回收以及cr爐直接產(chǎn)出無(wú)害渣，相比現(xiàn)有技術(shù)，總流程大大縮短，有利于縮減建設(shè)成本，降低技術(shù)復(fù)雜度，且實(shí)現(xiàn)了資源綜合回收并消除了環(huán)保隱患。

上述方法中，在得到熔煉渣后，通過(guò)對(duì)熔煉渣進(jìn)行還原煙化和沉降能夠回收熔煉渣中的有價(jià)金屬，比如金屬鋅、鉛、銻等。這就有效解決了現(xiàn)有的煉銅工藝中有價(jià)金屬流失浪費(fèi)的問(wèn)題，并避免了這些流失金屬對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題；另一方面，對(duì)熔煉渣進(jìn)行還原煙化和沉降取代了原來(lái)的渣選礦流程，不但大大縮減了工廠占地面積，使工藝流程更加簡(jiǎn)單，還從根本上消除了渣選礦流程中加入的選礦藥劑造成的污染。與此同時(shí)，需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的上述煉銅方法，采用了一擔(dān)挑式的煉銅裝置，將熔煉爐的銅锍端直接通過(guò)流槽與造銅爐連通，將熔煉爐的出渣端直接通過(guò)流槽與cr爐連通，實(shí)現(xiàn)了短流程煉銅，同時(shí)完成了產(chǎn)出陽(yáng)極銅、熔煉渣中有價(jià)金屬綜合回收以及cr爐直接產(chǎn)出無(wú)害渣，具有很好的工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用前景。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，將銅精礦在熔煉爐中進(jìn)行熔煉的步驟包括：將銅精礦與第一熔劑混合，得到混合料；將混合料投入熔煉爐中，在第一氧化劑的作用下進(jìn)行熔煉，得到第一銅锍和熔煉渣。優(yōu)選地，熔煉過(guò)程中采用底吹熔煉法或側(cè)吹熔煉法。利用底吹熔煉法或側(cè)吹熔煉法，能夠進(jìn)一步提高銅锍品位。更優(yōu)選地，第一熔劑選自石英石和/或石灰石；第一氧化劑選自氧氣、壓縮空氣及富氧空氣中的一種或多種。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，將銅精礦在熔煉爐中進(jìn)行熔煉的步驟中，第一氧化劑的噴入量為每噸銅精礦對(duì)應(yīng)120nm³以上o2以使第一銅锍的銅含量為大于等于70wt％。將第一氧化劑的噴入量控制為每噸銅精礦對(duì)應(yīng)120nm³以上o2，可以使第一銅锍的銅含量為大于等于70wt％，這樣可以避免因第一銅锍的銅含量過(guò)低造成的造銅爐渣量偏大的問(wèn)題，防止因其帶來(lái)的銅直收率低的問(wèn)題。更優(yōu)選第一氧化劑的噴入量為每噸銅精礦對(duì)應(yīng)120～200nm³o2以使第一銅锍的銅含量為70～78wt％，這可以進(jìn)一步避免因第一銅锍的銅含量過(guò)高導(dǎo)致的熔煉渣銅含過(guò)高的問(wèn)題，防止因此帶來(lái)的銅直收率低的問(wèn)題。此外，銅锍含銅在70～78％時(shí)，鉛鋅銻等元素以氧化物形式進(jìn)入熔煉渣，有利于后續(xù)從cr爐回收這些元素。若銅锍含銅低，如40～50％時(shí)，這些元素的一部分會(huì)留在銅锍中，不利于后續(xù)從cr爐回收。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，將銅精礦在熔煉爐中進(jìn)行熔煉的步驟中，將冷卻后的造銅渣投入熔煉爐中與銅精礦一起進(jìn)行熔煉處理。通過(guò)加入冷卻后的造銅渣，可以緩解熔煉過(guò)程中的過(guò)熱問(wèn)題，可以使熔煉過(guò)程更容易在較高的富氧濃度下進(jìn)行，并因此減少產(chǎn)生的煙氣量。

除此以外，優(yōu)選熔煉過(guò)程中的熔煉溫度為1150～1300℃，第一熔劑的加入量為所述銅礦總重量的1～20％。

上述造銅反應(yīng)用以直接產(chǎn)出陽(yáng)極銅。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，在造銅爐中對(duì)第一銅锍進(jìn)行造銅反應(yīng)的步驟還包括：同時(shí)向造銅爐中加入冷料，和/或向造銅爐中噴入水霧，和/或在造銅爐的爐體外部設(shè)置冷卻元件；其中冷料包括廢雜銅、電解殘極銅和固態(tài)銅锍中的一種或多種。

為縮短流程，cn103382528提出一種兩步煉銅工藝，該工藝首先在熔煉爐中將銅精礦熔煉成含銅65～78％的冰銅，然后在吹煉爐中進(jìn)行氧化還原反應(yīng)直接生產(chǎn)陽(yáng)極銅。該方法主要存在熱平衡問(wèn)題，以及由其帶來(lái)的煙氣問(wèn)題：吹煉爐中的氧化還原反應(yīng)放出大量熱，這些熱必須通過(guò)某種方式帶走以維持熱平衡；該工藝通過(guò)調(diào)節(jié)氧氣、空氣、氮?dú)獾牧浚ㄟ^(guò)氣體帶走反應(yīng)熱，因此噴入的氣體總量必須更多，相對(duì)的氧氣濃度必然較低，這就使得煙氣量很大，而煙氣中二氧化硫含量很低。因此，后續(xù)煙氣處理系統(tǒng)和制酸系統(tǒng)規(guī)模大、投資大、運(yùn)行成本高。同時(shí)，噴入的氣量大，還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)熔體攪動(dòng)較劇烈，熔體沖刷爐襯的動(dòng)能大，爐壽短。此外，該專(zhuān)利也沒(méi)有指出如何使熔煉爐中的冰銅品位達(dá)到65～78％。

與上述專(zhuān)利中的熱平衡方式不同的是，本發(fā)明中采用了向造銅爐中加入冷料，和/或向造銅爐中噴入水霧，和/或在造銅爐的爐體外部設(shè)置冷卻元件的熱平衡方式。各方式的優(yōu)勢(shì)如下：

對(duì)于加入冷料的方式：由于造銅爐中發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，加入冷料有利于實(shí)現(xiàn)熱平衡，同時(shí)利用反應(yīng)放出的熱量熔化冷料，充分利用熱量。加入的冷料可以是廢雜銅、電解殘極銅和固態(tài)銅锍中的一種或多種。目前煉銅工廠中，都采用單獨(dú)的冶金爐熔化、精煉廢雜銅、電解殘極銅等二次銅物料，這不但需要額外的燃料來(lái)加熱冷料，更重要的是需要購(gòu)置單獨(dú)的設(shè)備、建設(shè)單獨(dú)的車(chē)間、配置單獨(dú)的工人，大大增加了工廠運(yùn)行成本。而采用本發(fā)明上述實(shí)施方式，在不額外增加設(shè)備、廠房、人員的情況下，不但處理了廢雜銅、電解殘極銅等物料，還節(jié)省了熔化物料需要的能源、資源，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。總之，利用造銅爐的富裕熱量熔化雜銅，降低了雜銅的處理成本，該方法正契合國(guó)家工信部有色金屬“十三五”發(fā)展規(guī)劃中對(duì)雜銅的處理提出的發(fā)展方向。

對(duì)于設(shè)置爐體冷卻元件的方式：優(yōu)選采用水套，這也是為了散熱，實(shí)現(xiàn)爐體熱平衡。

對(duì)于噴入水霧的方式：由于水在氣化時(shí)吸收大量熱，因此可以在最終氣量較小的情況下帶走更多熱量，使造銅反應(yīng)可以在高富氧吹煉條件下進(jìn)行，而高富氧濃度吹煉正好解決了cn103382528等專(zhuān)利中采用低富氧濃度吹煉導(dǎo)致的上述問(wèn)題。此外，噴入水霧還有如下優(yōu)點(diǎn)：1)更有效地控制爐溫。由于水的氣化能夠吸收大量熱，噴入水量的較小變化能夠引起熱量的較大變化，因此能夠更加準(zhǔn)確有效地控制爐溫；2)延長(zhǎng)噴槍壽命。由于高富氧吹煉的效率高，噴槍噴入的氣量比低富氧濃度吹煉要少，噴槍的工作強(qiáng)度低，而且水的冷卻作用也可以延長(zhǎng)噴槍本身的壽命；3)以40％的富氧濃度為例，其熔煉強(qiáng)度可以比低富氧濃度(21％～25％)高近1倍。在煙氣量相同的情況下，高富氧濃度(例如40％)能夠處理的物料量要高近1倍；4)能耗低，動(dòng)力消耗低。噴水霧裝置的功率比鼓入空氣的裝置規(guī)模小很多。

正因?yàn)楸景l(fā)明上述的熱平衡方式，使得本發(fā)明中的造銅爐可以在高富氧濃度吹煉的條件下進(jìn)行。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，進(jìn)行造銅反應(yīng)的步驟中，在造銅爐中噴入富氧空氣對(duì)第一銅锍進(jìn)行氧化處理，以進(jìn)行造銅反應(yīng)，且富氧空氣中氧氣的體積百分比為30～80％。盡管cn103382528提到吹煉爐氧濃度9～60％，但由于其是依靠氣體帶走熱量，實(shí)際氧濃度只能維持在25％以下，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)高富氧濃度。而本發(fā)明中依靠上述熱平衡手段，完全能夠達(dá)到30～80％的富氧空氣濃度。此處所述“富氧空氣”是指氧氣濃度大于空氣中氧氣濃度的氣體，比如可以通過(guò)在空氣中摻入氧氣獲得。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，造銅反應(yīng)的步驟中，在進(jìn)行氧化處理的步驟之后，當(dāng)造銅爐中的金屬銅中含氧低于0.2％時(shí)，將造銅渣排出造銅爐，得到陽(yáng)極銅；當(dāng)造銅爐中的金屬銅中含氧高于0.2％時(shí)，將造銅渣排出造銅爐后，向造銅爐中通入還原劑以對(duì)銅氧化物雜質(zhì)進(jìn)行還原反應(yīng)，進(jìn)而得到陽(yáng)極銅。

造銅反應(yīng)的目的是將第一銅锍中的硫元素和其他雜質(zhì)去除，得到合格的陽(yáng)極銅。而除雜過(guò)程主要是利用氧化反應(yīng)將銅中的雜質(zhì)氧化造渣除去。當(dāng)造銅爐中的金屬銅中含氧低于0.2％時(shí)，一方面表明雜質(zhì)被較充分氧化并進(jìn)入到造銅渣中，另一方面表明銅基本沒(méi)有被過(guò)氧化。此時(shí)，本發(fā)明中在造銅反應(yīng)過(guò)程中采用只氧化不還原的工藝，即可直接得到陽(yáng)極銅。當(dāng)造銅爐中的金屬銅中含氧高于0.2％時(shí)，表明在除雜的同時(shí)，有部分銅被氧化。此時(shí)可以進(jìn)一步加入還原劑，將這些銅氧化物雜質(zhì)進(jìn)行還原反應(yīng)。且本發(fā)明在將造銅渣排出造銅爐以后進(jìn)行還原反應(yīng)，還能夠防止之前被氧化造渣的雜質(zhì)返溶回金屬銅中，從而能夠進(jìn)一步保證陽(yáng)極銅的品位。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，在造銅爐中對(duì)第一銅锍進(jìn)行氧化處理的步驟中，將第二熔劑從造銅爐的頂部加入；同時(shí)，采用底吹的方式向造銅爐中噴入富氧空氣進(jìn)行氧化處理，或可選地噴入第一還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)。優(yōu)選地，第二熔劑選自石英石和/或石灰石。優(yōu)選地，第一還原劑選自天然氣、液化石油氣及固體碳基還原劑中的一種或多種，優(yōu)選固體碳基還原劑為粉煤和/或固體含碳還原劑。以上工藝和試劑，能夠進(jìn)一步提高造銅反應(yīng)的效果。

上述cr爐的作用是通過(guò)還原煙化和沉降回收熔煉渣中的有價(jià)金屬，并造無(wú)害渣。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，cr爐包括腔體，腔體包括相連通的還原煙化腔和沉降腔；回收熔煉渣中的有價(jià)金屬的步驟包括：將熔煉渣在還原煙化腔中進(jìn)行還原煙化處理，得到有價(jià)金屬煙氣和還原渣，以及將還原渣在沉降腔中進(jìn)行沉降處理，得到第二銅锍和無(wú)害渣；或者將熔煉渣在沉降腔中進(jìn)行沉降處理，得到第二銅锍和沉降渣，以及將沉降渣在還原煙化腔中進(jìn)行還原煙化處理，得到有價(jià)金屬煙氣和無(wú)害渣。

上述cr爐為一體化回收爐，其同時(shí)包括還原煙化腔和沉降腔。在第一種處理方式中，對(duì)熔煉渣先后進(jìn)行了還原煙化處理、沉降處理。將熔煉渣進(jìn)行還原煙化處理時(shí)，能夠?qū)⑷蹮捲械拇判澡F(四氧化三鐵)還原為氧化亞鐵進(jìn)行造渣，這樣能夠減少熔煉渣的粘度，從而提高后續(xù)的沉降分離效果，便于第二銅锍從還原渣中分離。同時(shí)，鋅、鉛、銻等有價(jià)金屬氧化物被還原為金屬后，因其具有易揮發(fā)性而轉(zhuǎn)化為有價(jià)金屬煙氣被分離出來(lái)，從而達(dá)到了回收有價(jià)金屬的目的。還原煙化處理后，得到還原渣(呈流動(dòng)態(tài))進(jìn)入沉降腔中進(jìn)行沉降分離，得到第二銅锍與無(wú)害渣。更重要地，經(jīng)還原煙化處理后的還原渣直接進(jìn)入沉降分離，一方面能夠極大地改善處理效率；另一方面由于還原渣直接進(jìn)入沉降處理，能夠保持更穩(wěn)定地流態(tài)，且在此過(guò)程中僅有微小的溫度變化甚至沒(méi)有溫度變化，兩方面的原因使其具有更好的沉降效果，能夠進(jìn)一步提高第二銅锍的回收率。

對(duì)于第二種處理方式，是將沉降處理設(shè)置在了還原煙化處理的步驟之前。這樣，可以先將熔煉渣中的銅锍分離出來(lái)后，再進(jìn)行還原及煙化處理階段，進(jìn)一步回收其中的鋅、鉛、銻等有價(jià)金屬。

需要說(shuō)明的是，相比于先沉降后還原煙化處理的方式，本發(fā)明更優(yōu)選采用先還原煙化后沉降處理的方式。對(duì)于先還原煙化后沉降處理的方式，其優(yōu)點(diǎn)在于：沉降分離的溫度越高，分離效果越好。而還原煙化需要的溫度很高(1200～1400℃)，因此，先還原煙化后的物料本身溫度很高，不需額外加熱就可在沉降階段實(shí)現(xiàn)分離。當(dāng)然，這種先還原煙化后沉降處理的方式，也可以對(duì)沉降處理進(jìn)行補(bǔ)熱。然而，先沉降分離后還原煙化的方式，則必然要在沉降處理的過(guò)程中進(jìn)行補(bǔ)熱。具體的補(bǔ)熱方式可以如下：可以在沉降段用電極(比如可以設(shè)置3～6根)加熱或保溫，和/或設(shè)浸沒(méi)式燃燒噴嘴(浸沒(méi)式燃燒噴嘴噴出燃料和氧氣，氧氣的量控制在使燃料不完全燃燒狀態(tài))。此外，先還原煙化后沉降處理的方式還具有如下優(yōu)點(diǎn)：還原渣在沉降腔停留一定時(shí)間后，可以更充分實(shí)現(xiàn)渣锍的沉降分層，無(wú)害渣從上部放出，第二銅锍從下部放出。

在具體的操作中，可以先后對(duì)熔煉渣進(jìn)行多次還原煙化及沉降步驟，也可以將熔煉渣分為多部分分別進(jìn)行還原煙化及沉降步驟。這是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)能夠想到的，在此不再贅述。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，腔體中還設(shè)置有隔墻，以將腔體分為還原煙化腔和沉降腔，煙化還原煙化腔和沉降腔沿水平方向分別位于隔墻的兩側(cè)，且還原煙化腔和沉降腔的連通通道靠近腔體底部設(shè)置。這樣設(shè)置，在還原煙化腔中進(jìn)行反應(yīng)的具有流動(dòng)性的熔體和沉降腔中進(jìn)行沉降處理的熔體之間，能夠?qū)崿F(xiàn)更平穩(wěn)的流動(dòng)，且隔墻能夠阻斷還原煙化腔中的攪動(dòng)和表面的浮料，從而進(jìn)一步提高沉降處理的效果。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還原煙化處理的步驟包括：向還原煙化腔中加入第二還原劑以進(jìn)行還原煙化處理；優(yōu)選第二還原劑選自天然氣、煤氣、液化石油氣、鐵粉及固體碳基還原劑中的一種或多種，更優(yōu)選固體碳基還原劑選自為塊煤和/或粉煤。選用該試劑進(jìn)行還原煙化處理，對(duì)于有價(jià)金屬的回收更為徹底。在實(shí)際操作過(guò)程中，同時(shí)向還原煙化腔中噴入氧化劑，以通過(guò)燃燒提供熱量，同時(shí)氧化劑還可能與還原劑反應(yīng)生成一氧化碳等還原氣體，與加入的還原劑一并起還原作用。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還原煙化腔中設(shè)置有側(cè)吹噴槍?zhuān)€原煙化處理的步驟中，利用側(cè)吹噴槍將第二還原劑鼓入還原煙化腔中。更優(yōu)選地，還原煙化腔中還設(shè)置有出煙口，還原煙化處理的步驟還包括：在還原煙化腔的上部或者出煙口處引入二次風(fēng)。這樣可以將有價(jià)金屬煙氣氧化為有價(jià)金屬氧化物，后進(jìn)行煙氣回收。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還原煙化處理的步驟中，反應(yīng)溫度為1200～1400℃。更優(yōu)選地，當(dāng)還原煙化處理步驟位于沉降處理步驟之前時(shí)，在還原煙化處理的同時(shí)，向還原煙化腔中加入捕集劑；優(yōu)選捕集劑選自第一硫化劑和/或銅精礦，更優(yōu)選第一硫化劑選自硫鐵礦和/或黃鐵礦。當(dāng)還原煙化處理步驟位于沉降處理步驟之后時(shí)，在沉降處理的同時(shí)，向沉降腔中加入第二硫化劑和/或銅精礦，優(yōu)選第二硫化劑選自硫鐵礦、黃鐵礦及煉鉛銅浮渣中的一種或多種。

加入硫化劑和/或銅精礦，有利于降低熔煉渣中的銅锍品位，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榈推肺汇~锍(第二銅锍)，這樣可以降低無(wú)害渣中的銅含量，進(jìn)一步提高銅的回收率。而在還原煙化處理步驟位于沉降處理步驟之后的方式中，因?yàn)槌两翟€會(huì)進(jìn)行后續(xù)的還原煙化步驟進(jìn)行回收，因而可以采用煉鉛銅浮渣這樣的廢渣作為硫化劑，其中的鉛還可以在還原煙化步驟中與沉降渣中的鉛一并揮發(fā)并回收，這樣可以充分利用一些生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的難處理雜料，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用，且不增添額外的設(shè)備投資和工藝環(huán)節(jié)。

更優(yōu)選地，沉降處理的步驟還包括：向沉降腔中鼓入惰性氣體和/或二氧化硫氣體。這樣可以形成微弱的攪動(dòng)，這有利于銅和渣的分離。更優(yōu)選鼓入二氧化硫氣體，其除了攪動(dòng)作用外，還充當(dāng)了部分硫化劑的作用，更有利于在沉降階段造低品位銅锍。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，在得到第二銅锍的步驟之后，煉銅方法還包括將第二銅锍返回熔煉爐進(jìn)行熔煉的步驟。這樣能夠提高銅的利用率。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，在得到第二銅锍的步驟之后，煉銅方法還包括將第二銅锍返回造銅爐進(jìn)行造銅的步驟。這樣能夠提高銅的利用率。由于第二銅锍一般是以冷卻狀態(tài)(及固態(tài)第二銅锍)加入，因此還能起到熱平衡的作用。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，對(duì)第一銅锍進(jìn)行造銅反應(yīng)的步驟中，得到的銅為銅熔體；在造銅反應(yīng)的步驟之后，上述煉銅方法還包括對(duì)銅熔體進(jìn)行澆鑄成型的步驟。這樣可以進(jìn)一步將銅熔體澆鑄形成銅陽(yáng)極板等產(chǎn)品。

以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的有益效果：

實(shí)施例1

利用圖1所示煉銅裝置進(jìn)行煉銅，各裝置工藝條件如下：

熔煉爐：熔煉溫度為1300℃；熔劑為石英石，其加入量為銅礦總重量的10％；氧化劑為氧氣，其加入量為每噸銅礦加入150nm³o2；

造銅爐：熔劑為石英石，其加入量為第一銅锍總重量的20％；氧化劑為氧氣體積含量40％的富氧空氣，其加入量為每噸第一銅锍中加入200nm³o2；使用噴槍向造銅爐中噴入氧化劑的同時(shí)，還噴入水霧；同時(shí)向造銅爐中加入冷料廢雜銅；還原劑為粉煤，噴入還原劑之前，先將造銅渣排出，造銅渣冷卻后返回熔煉爐。

cr爐：先還原煙化，后沉降；還原煙化處理的步驟中，反應(yīng)溫度為1200℃；還原劑為粉煤，其加入量為熔煉渣總重量的10％；少量通入氧氣提供助燃補(bǔ)熱；沉降腔中通入二氧化硫氣體，并加入硫化劑黃鐵礦造低品位銅锍；所得低品位銅锍返回熔煉爐。

處理結(jié)果：年處理100萬(wàn)噸銅精礦，精礦含銅20％，含鋅2％；熔煉產(chǎn)出銅锍25萬(wàn)噸，含銅75％，熔煉渣65萬(wàn)噸，含銅3％，熔煉渣含鋅2.77％；造銅爐產(chǎn)出陽(yáng)極銅23.5萬(wàn)噸，含銅99.3％，含硫0.05％；熔煉渣經(jīng)cr爐處理(還原煙化及沉降)后渣含銅0.3％，渣含鋅0.28％。整個(gè)系統(tǒng)銅回收率約99％，鋅回收率約為80％。

實(shí)施例2

處理方法同實(shí)施例1相同，不同之處在于銅礦原料不同，具體如下：

年處理150萬(wàn)噸銅精礦，精礦含銅25％，含鋅1.5％，含銻0.5％；熔煉產(chǎn)出銅锍40萬(wàn)噸，含銅75％，熔煉渣100萬(wàn)噸，含銅2％，熔煉渣含鋅2.03％；造銅爐產(chǎn)出陽(yáng)極銅45萬(wàn)噸，含銅99.2％，含硫0.03％；熔煉渣經(jīng)cr爐處理后渣含銅0.3％，渣含鋅0.20％。整個(gè)系統(tǒng)銅回收率約99％，鋅回收率約為80％。

實(shí)施例3

處理方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

熔煉爐：熔煉溫度為1300℃；熔劑為石英石，其加入量為銅礦總重量的20％；氧化劑為氧氣，其加入量為每噸銅礦加入200nm³o2；

處理結(jié)果：年處理100萬(wàn)噸銅精礦，精礦含銅20％，含鋅2％；熔煉產(chǎn)出銅锍26萬(wàn)噸，含銅78％，熔煉渣62萬(wàn)噸，含銅4％，熔煉渣含鋅2.05％；造銅爐產(chǎn)出陽(yáng)極銅23.6萬(wàn)噸，含銅99.5％，含硫0.03％；熔煉渣經(jīng)cr爐處理(還原煙化及沉降)后渣含銅0.2％，渣含鋅0.26％。整個(gè)系統(tǒng)銅回收率約99％，鋅回收率約為82％。

實(shí)施例4

處理方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

熔煉爐：熔煉溫度為1150℃；熔劑為石英石，其加入量為銅礦總重量的1％；氧化劑為氧氣，其加入量為每噸銅礦加入120nm³o2；

處理結(jié)果：年處理100萬(wàn)噸銅精礦，精礦含銅20％，含鋅2％；熔煉產(chǎn)出銅锍26萬(wàn)噸，含銅70％，熔煉渣70萬(wàn)噸，含銅2.5％，熔煉渣含鋅3.25％；造銅爐產(chǎn)出陽(yáng)極銅23.1萬(wàn)噸，含銅99.1％，含硫0.03％；熔煉渣經(jīng)cr爐處理(還原煙化及沉降)后渣含銅0.3％，渣含鋅0.27％。整個(gè)系統(tǒng)銅回收率約99％，鋅回收率約為80％。

實(shí)施例5

處理方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

熔煉爐：熔煉溫度為1100℃；熔劑為石英石，其加入量為銅礦總重量的0.8％；氧化劑為氧氣，其加入量為每噸銅礦加入90nm³o2；

處理結(jié)果：年處理100萬(wàn)噸銅精礦，精礦含銅20％，含鋅2％；熔煉產(chǎn)出銅锍20萬(wàn)噸，含銅65％，熔煉渣78萬(wàn)噸，含銅5％，熔煉渣含鋅4.71％；造銅爐產(chǎn)出陽(yáng)極銅22.8萬(wàn)噸，含銅98.0％，含硫0.1％；熔煉渣經(jīng)cr爐處理(還原煙化及沉降)后渣含銅0.6％，渣含鋅0.49％。整個(gè)系統(tǒng)銅回收率約95％，鋅回收率約為78％。

實(shí)施例6

處理方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

造銅爐：熔劑為石英石，其加入量為第一銅锍總重量的20％；氧化劑為氧氣體積含量80％的富氧空氣，其加入量為每噸第一銅锍中加入120nm³o2；使用噴槍向造銅爐中噴入氧化劑的同時(shí)，還噴入水霧；同時(shí)向造銅爐中加入冷料廢雜銅；還原劑為粉煤；噴入還原劑之前，先將造銅渣排出，冷卻后返回熔煉爐。

處理結(jié)果：年處理100萬(wàn)噸銅精礦，精礦含銅20％，含鋅2％；熔煉產(chǎn)出銅锍25萬(wàn)噸，含銅75％，熔煉渣65萬(wàn)噸，含銅3％，熔煉渣含鋅2.77％；造銅爐產(chǎn)出陽(yáng)極銅24.6萬(wàn)噸，含銅99.5％，含硫0.03％；熔煉渣經(jīng)cr爐處理(還原煙化及沉降)后渣含銅0.4％，渣含鋅0.32％。整個(gè)系統(tǒng)銅回收率約99.6％，鋅回收率約為80％。

實(shí)施例7

處理方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

造銅爐：熔劑為石英石，其加入量為第一銅锍總重量的20％；氧化劑為氧氣體積含量30％的富氧空氣，其加入量為每噸第一銅锍中加入140nm³o2；使用噴槍向造銅爐中噴入氧化劑的同時(shí)，還噴入水霧，同時(shí)向造銅爐中加入冷料廢雜銅；還原劑為粉煤；噴入還原劑之前，先將造銅渣排出，冷卻后返回熔煉爐。

處理結(jié)果：年處理100萬(wàn)噸銅精礦，精礦含銅20％，含鋅2％；熔煉產(chǎn)出銅锍25萬(wàn)噸，含銅75％，熔煉渣65萬(wàn)噸，含銅3％，熔煉渣含鋅2.77％；造銅爐產(chǎn)出陽(yáng)極銅22.0萬(wàn)噸，含銅98.8％，含硫0.03％；熔煉渣經(jīng)cr爐處理(還原煙化及沉降)后渣含銅0.5％，渣含鋅0.34％。整個(gè)系統(tǒng)銅回收率約98.7％，鋅回收率約為75％。

實(shí)施例8

處理方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

造銅爐：熔劑為石英石，其加入量為第一銅锍總重量的20％；氧化劑為氧氣體積含量25％的富氧空氣，其加入量為每噸第一銅锍中加入140nm³o2；還原劑為粉煤；不噴入水霧，不加入冷料；

處理結(jié)果：年處理100萬(wàn)噸銅精礦，精礦含銅20％，含鋅2％；熔煉產(chǎn)出銅锍25萬(wàn)噸，含銅75％，熔煉渣65萬(wàn)噸，含銅3％，熔煉渣含鋅2.77％；造銅爐產(chǎn)出陽(yáng)極銅18.2萬(wàn)噸，含銅97.6％，含硫0.12％；熔煉渣還原貧化(還原煙化及沉降)后渣含銅0.41％，渣含鋅0.50％。整個(gè)系統(tǒng)銅回收率約95％，鋅回收率約為70％。

實(shí)施例9

處理方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

cr爐：先還原煙化，后沉降；還原煙化處理的步驟中，反應(yīng)溫度為1350℃；還原劑為粉煤，其加入量為熔煉渣總重量的10％；少量通入氧氣提供熱量；加入硫化劑黃鐵礦造低品位銅锍；沉降腔中通入二氧化硫氣體，所得低品位銅锍返回熔煉爐。

處理結(jié)果：年處理100萬(wàn)噸銅精礦，精礦含銅20％，含鋅2％；熔煉產(chǎn)出銅锍25萬(wàn)噸，含銅75％，熔煉渣65萬(wàn)噸，含銅3％，熔煉渣含鋅2.77％；造銅爐產(chǎn)出陽(yáng)極銅23.5萬(wàn)噸，含銅99.3％，含硫0.05％；熔煉渣經(jīng)cr爐處理(還原煙化及沉降)后渣含銅0.1％，渣含鋅0.19％。整個(gè)系統(tǒng)銅回收率約99％，鋅回收率約為85％。

實(shí)施例10

處理方法同實(shí)施例1，不同之處在于：

cr爐：先沉降，后還原煙化；還原煙化處理的步驟中，反應(yīng)溫度為1350℃；還原劑為粉煤，其加入量為熔煉渣總重量的10％；少量通入氧氣提供熱量；沉降腔進(jìn)行電極補(bǔ)熱。

處理結(jié)果：年處理100萬(wàn)噸銅精礦，精礦含銅20％，含鋅2％；熔煉產(chǎn)出銅锍25萬(wàn)噸，含銅72％，熔煉渣63萬(wàn)噸，含銅3.5％，熔煉渣含鋅2.63％；造銅爐產(chǎn)出陽(yáng)極銅24萬(wàn)噸，含銅99.3％，含硫0.05％；熔煉渣經(jīng)cr爐處理(還原煙化及沉降)后渣含銅0.6％，渣含鋅0.54％。整個(gè)系統(tǒng)銅回收率約98.5％，鋅回收率約為68％。

從以上的描述中，可以看出，本申請(qǐng)上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

采用本發(fā)明提供的煉銅系統(tǒng)，年處理量大，陽(yáng)極銅(指純度能夠達(dá)到電解陽(yáng)極銅的銅產(chǎn)品)產(chǎn)量大，有價(jià)金屬回收率較高。特別地，由實(shí)施例1、實(shí)施例5至8中的數(shù)據(jù)可知，相較于實(shí)施例8中未在造銅爐中加入冷料或噴入水霧的技術(shù)方案而言，實(shí)施例1、5至7中采用在造銅爐中加入冷料和噴入水霧的方式，極大地提高了造銅反應(yīng)中氧化劑的含氧量，使反應(yīng)能夠在高富氧濃度的條件下完成造銅反應(yīng)而不產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象，也有效提高了銅硫產(chǎn)出效率和陽(yáng)極銅的含銅率。當(dāng)然，盡管未在造銅爐中加入冷料和噴入水霧，本發(fā)明實(shí)施例8中的技術(shù)方案同樣采用短流程煉銅工藝有效回收了熔煉渣中的有價(jià)金屬，同時(shí)直接產(chǎn)出了陽(yáng)極銅并造無(wú)害渣，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

總之，本發(fā)明通過(guò)還原煙化及沉降有效回收了熔煉過(guò)程中熔煉渣里的有價(jià)金屬，實(shí)現(xiàn)了資源回收，減輕了環(huán)境污染。另，本發(fā)明以熔煉爐為核心，從產(chǎn)品端和渣端同時(shí)縮短，大大簡(jiǎn)化了煉銅工藝。初步估算，渣中平均含鋅按照3％計(jì)算，回收率按照80％計(jì)算，20萬(wàn)t/a的銅冶煉企業(yè)可回收鋅1.9萬(wàn)t/a，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有大幅提高，同時(shí)大大簡(jiǎn)化了渣處理的工藝流程，占地面積大大減少，也解決了渣尾礦的潛在污染風(fēng)險(xiǎn)。

以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。