本发明涉及一种基于铜熔渣改性-控温结晶高效回收铜的方法,属于冶金与环境。
背景技术:
1、在随着金属冶炼技术的不断发展,如何进行金属资源的合理、充分利用,实现金属冶炼的高回收率成为现代冶炼技术发展的重要环节。例如铜火法冶炼中会产生大量的炉渣,一般铜熔渣含铜量在2%-5%,如果这些炉渣不能被合理使用,不仅会造成环境污染,而且也造成了铜资源的浪费。专利cn117190709 a描述的是一种铜冶炼熔渣的冷却方法及系统,其方法是通过监测大量测温位点以判断是否满足其预设条件,达到铜熔渣冷却的目的,其方法需大量监测渣包不同位置的温度,且不同预设条件的温度监测位点不同,方法繁琐,工艺流程较长;专利cn116753739 a描述的是一种铜冶炼炉渣缓冷方法及冷却水控制系统,其方法是冶炼炉渣自然空冷,表面结壳后开始小水冷却,利用水的蒸发进行炉渣冷却,当渣包内形成积水或漫流开始大水冷却,在翻包作业前倒出渣包内的积水,残留的水自然蒸发控水后,再进行翻包作业,其方法不能保证小水流冷却时渣包内炉渣表面结壳增厚到水冷裂缝不能触及的深度,并未降低大水流冷却时发生渣包爆炸的风险,存在安全隐患。专利cn114350974 b描述的是一种冶炼渣缓冷工艺,其方法是将渣包自然冷却4-8h,待渣包内的炉渣表面接壳后,对渣包进行间断喷淋冷却,间断喷淋的总时间为10-12h;后对渣包进行连续喷淋50-54h,当渣包温度达到预设温度后将渣包内炉渣倾翻后送至液压碎石机进行破碎,其方法能够降低冶炼渣冷却过程存在的安全风险,但其工艺流程复杂,且耗时耗力不易操作。
2、综上所述,现有铜熔渣冷却处理工艺缓冷工序是将高温熔融的炉渣排放至渣包,存在冷却效率低、冷却时间长、水耗量大、工艺流程长,要求渣冷场地尽量大等缺点,限制了产能提升、阻碍了冶炼技术优化和生产成本的降低。针对上述问题相关铜熔渣缓冷技术研究有待进一步的拓展。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题及不足,本发明提供一种基于铜熔渣改性-控温结晶高效回收铜的方法。本发明通过向高温铜熔渣中加入特定粒径分布的结晶调控剂,对高温铜熔渣改性及调控锍相结晶位点,然后自然缓冷冷却一段时间,向渣包内部加入条状导热介质,铜熔渣冷却速率并提供新相结晶位点,从而实现铜资源高效回收,并能够显著提升渣包缓冷的时间效率34%-49%。本发明通过以下技术方案实现。
2、一种基于铜熔渣改性-控温结晶高效回收铜的方法,其步骤包括:
3、步骤1、向渣包中的铜熔渣加入结晶调控剂改性结晶,自然缓冷冷却0.5-1.5h;
4、步骤2、然后向渣包内部加入条状导热介质,自然结晶4-10h,间隙向渣包喷淋冷却水强制水冷,渣包表面温度低于65℃进行翻包作业,最后分离出条状导热介质和缓冷铜熔渣。
5、所述步骤1中铜熔渣包括但不限于熔炼渣、吹炼渣或贫化渣,铜熔渣温度为1180-1250℃。
6、所述步骤1中结晶调控剂为粉煤灰、废石墨、飞灰中一种或几种任意比例混合物;所述步骤1中结晶调控剂的特定粒径分布为0.1-1mm20%-70%、1-2mm20%-70%和2-5mm10%-60%,三个粒径之合为100%。
7、所述步骤2中条状导热介质导热率为25w/(m·k)以上,且熔点需高于1200℃,条状导热介质表面粗糙度ra为3.2-10μm。
8、所述步骤2中条状导热介质直径为50-500mm,长度由渣包容深决定,截面形状是l形或圆形。
9、所述步骤2中每40t铜熔渣加入条状导热介质数量为5-15根。
10、所述步骤2中缓冷铜熔渣经破碎、磨矿浮选后得到铜精矿和尾渣。
11、上述条状导热介质包括但不限于废旧钢材等金属及其合金。
12、本发明的有益效果是:
13、(1)本发明通过向高温铜熔渣中加入特定粒径分布的结晶调控剂,对高温铜熔渣改性,并对铜熔渣中的离子态铜还原成单质铜,实现有价金属锍相形核、长大;
14、(2)本发明待改性结晶后的高温铜熔渣自然缓冷冷却一段时间后,向渣包内部加入条状导热介质,铜熔渣冷却速率并提供新相结晶位点,从而实现铜资源高效回收,并能够显著提升渣包缓冷的时间效率34%-49%,可以有效解决现有工艺中冷却效率低、时间长等问题,显著提升生产效益;
15、(3)本发明渣包翻包后能够将有价金属回收降低生产成本。
16、(4)经本发明铜熔渣改性-控温结晶后得到的缓冷铜熔渣,经过破碎-磨矿浮选后得到铜精矿和尾渣,尾渣中cu的残余含量为0.08%以下,实现了铜熔渣中铜的高效回收。
1.一种基于铜熔渣改性-控温结晶高效回收铜的方法,其特征在于步骤包括:
2.根据权利要求1所述的基于铜熔渣改性-控温结晶高效回收铜的方法,其特征在于:所述步骤1中铜熔渣包括但不限于熔炼渣、吹炼渣或贫化渣,铜熔渣温度为1180-1250℃。
3.根据权利要求1所述的基于铜熔渣改性-控温结晶高效回收铜的方法,其特征在于:所述步骤1中结晶调控剂为粉煤灰、废石墨、飞灰中一种或几种任意比例混合物;结晶调控剂加入量为铜熔渣质量的3%-10%。
4.根据权利要求3所述的基于铜熔渣改性-控温结晶高效回收铜的方法,其特征在于:所述步骤1中结晶调控剂的特定粒径分布为0.1-1mm20%-70%、1-2mm20%-70%和2-5mm10%-60%,三个粒径之合为100%。
5.根据权利要求1所述的基于铜熔渣改性-控温结晶高效回收铜的方法,其特征在于:所述步骤2中条状导热介质导热率为25w/(m·k)以上,且熔点需高于1200℃,条状导热介质表面粗糙度ra为3.2-10μm。
6.根据权利要求1所述的基于铜熔渣改性-控温结晶高效回收铜的方法,其特征在于:所述步骤2中条状导热介质直径为50-500mm,长度由渣包容深决定,截面形状是l形或圆形。
7.根据权利要求1所述的基于铜熔渣改性-控温结晶高效回收铜的方法,其特征在于:所述步骤2中条状导热介质数量为5-15根。
8.根据权利要求1所述的基于铜熔渣改性-控温结晶高效回收铜的方法,其特征在于:所述步骤2中缓冷铜熔渣经破碎、磨矿浮选后得到铜精矿和尾渣。
