[发明专利]一种粗铜的生产方法

说明书

本发明公开了一种粗铜的生产方法，具体包括：首先，将铜精矿、石灰石和硫化亚铜同时由熔炉顶部的进料口加入熔炉中，从熔炉侧壁通入高压甲烷和氧气的混合气体，并点燃，反应10h～12h，熔融态的混合物发生迅速的氧化反应和脱硫反应，反应生成的二氧化硫通过余热回收系统后送至制酸系统；然后，从熔炉侧壁通入高压的甲烷和氮气的混合气体，发生还原反应，反应3h～5h，分别得到粗铜和反应后的炉渣。通过改进位于熔炉侧壁的风眼的位置和排布，可以熔炉内形成多层流体和湍流区，增强炉内熔融物的流动性，保证铜矿和辅料的均匀混合，提高产率。

技术领域

本发明涉及一种金属冶炼领域，更具体地，涉及一种粗铜的生产方法。

背景技术

目前世界上从硫化矿中提取铜，85%~90%使用的是火法炼铜方法。该方法主要包括：铜精矿的造锍熔炼、铜锍吹炼成粗铜、粗铜火法精炼以及阳极铜电解精炼的工艺步骤，最终得到纯度高达99.95%的适合工业使用的纯铜。

粗铜的生产方法就是将铜精矿进行脱硫除铁冶炼成含铜为95%以上的粗铜，目前世界上广泛使用的主要有三种冶炼方法，分别是闪速法、爱萨法和鼓风炉法等。鼓风炉法由于污染难以治理，而且消耗焦炭，所以基本淘汰。闪速法最早出现于50年代，是目前最成熟的技术，各项配套设备和技术先进完善，可以实现非常高的自动化，污染排放可以做到非常低，适合10~40万吨的大规模铜冶炼工艺，但是，缺点是整体工艺能耗高、渣含铜高、直升烟道粘结重等。爱萨法最早出现于70年代，总体投资低于闪速法，工艺流程比闪速法短，对矿石的品味要求比较低，在10万吨以下的规模具有一定优势。

无论使用哪种方法生产粗铜，其实质都是对铜精矿通过氧化和还原反应脱硫除铁，铜精矿中的硫被氧化以二氧化硫的形式脱除，经回收用于制造硫酸，铁被氧化生成氧化亚铁，并通过造渣反应被去除，当在富氧环境中的氧化反应时间过长，氧化亚铁易于被过氧化成四氧化三铁，由于四氧化三铁的熔点高，易于板结，造成炉渣的流动性差、烟道易于堵塞、渣中含铜量高等缺点，因此，需要再通过还原反应，消耗多余的氧气，使被过氧化的四氧化三铁还原成氧化亚铁。但是实际工艺中，由于生产装置中一次投入的原物料至少1吨，熔融状态温度高（1080℃~1800℃），氧化和还原反应都不会非常充分，导致炉渣中含有铜和四氧化三铁，造成炉渣在被进一步回收提炼纯铁的工艺成本高、难度大，以致造成大量炉渣被丢弃搁置，不仅浪费资源，而且对环境产生污染。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种粗铜的生产方法及用于粗铜生产的生产装置，使氧化和还原反应足够充分，提高去硫率，减少炉渣中的含铜量，便于从炉渣中提炼铁。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种粗铜的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将铜精矿、石灰石和硫化亚铜同时由熔炉顶部的进料口加入熔炉中，从熔炉侧壁通入高压甲烷和氧气的混合气体，并点燃，反应10h~12h，熔融态的混合物发生迅速的氧化反应和脱硫反应，反应生成的二氧化硫通过余热回收系统后送至制酸系统；

S2：从熔炉侧壁通入高压的甲烷和氮气的混合气体，发生还原反应，反应3h~5h，分别得到粗铜和反应后的炉渣；

其中，所述甲烷和氧气的混合气体的压力为0.1~0.2MPa，流速为150~300m3/t，甲烷与氧气的体积比为1:4~9；

所述甲烷和氮气的混合气体的压力为0.1~0.2MPa，流速为150~300m3/t，甲烷与氮气的体积比为1:10~20；

所述铜精矿的重量百分比为85%~90%，所述石灰石的重量百分比为10%~15%，所述硫化亚铜的重量百分比为0~5%。