[发明专利]一种二氧化碳氧化实现贫化电炉铜渣中铁资源有效回收的方法

说明书

本发明涉及一种二氧化碳氧化实现贫化电炉铜渣中铁资源有效回收的方法，属于资源与能源技术领域。将高温贫化电炉熔融铜渣进行升温处理至铜渣充分熔融后，通入二氧化碳气体反应，在此过程中产生高温煤气以及熔渣，高温煤气经集气系统和压缩系统得到煤气，熔渣经冷却、破碎、磁选后得到磁铁矿。本工艺可实现贫化电炉铜渣中铁资源的有效回收和二氧化碳的能源性转变，在资源和能源高效利用方向均有重要意义，具备较好的工业化前景。

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳氧化实现贫化电炉铜渣中铁资源有效回收的方法，属于资源与能源技术领域。

背景技术

近年来，我国钢铁工业发展迅速，已多年居世界产量首位。但我国铁矿石生产增速远低于钢铁产能的增速，且国内铁矿石资源具有贫矿多富矿少、多金属伴生复杂铁矿多和铁矿石资源紧缺、品位低的缺陷，又铁矿石需求逐年上升、进口依赖度大、优质铁矿石价格上涨，导致我国钢铁工业生产原料短缺的矛盾日益突出，炼铁炼钢成本剧增，削弱了钢铁工业的利润空间，严重影响了我国钢铁业的快速发展。

因此，寻找一种铁矿石的补充资源作为炼铁炼钢原料是缓冲我国铁矿资源的一个有效的解决方式。据统计，生产1吨的铜可产生2.2吨的铜渣，我国2015年的铜产量为796万吨，相应产出的铜渣量为1971.2万吨。铜渣一般含铜含铁40%左右，由此可见铜渣中铁具有较高的回收利用价值。

贫化电炉铜渣中含铁物相主要为2FeO•SiO₂（铁橄榄石）和Fe₃O₄（磁铁矿），现有回收研究方法主要有两种，氧化磁化法和熔融还原法。其中氧化磁化法中氧化介质主要为O₂或空气，且工艺中容易出现过氧化现象，将铁变成赤铁矿相，不利于铁磁选回收率的提高；熔融还原法中，铜物相容易被还原出来并与铁结合，使还原所得铁产品应用价值降低。

如何将贫化电炉铜渣应用在实际生产中是个重要的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题及不足，本发明提供一种二氧化碳氧化实现贫化电炉铜渣中铁资源有效回收的方法。本发明结合CO₂弱氧化性特点，将铜渣中FeO物相转变为Fe₃O₄物相，CO₂转化为高温煤气，通过集气系统和压缩系统可对其进行回收。本工艺可实现贫化电炉铜渣中铁资源的有效回收和二氧化碳的能源性转变，在资源和能源高效利用方向均有重要意义，具备较好的工业化前景。本发明通过以下技术方案实现。

一种二氧化碳氧化实现贫化电炉铜渣中铁资源有效回收的方法，将高温贫化电炉熔融铜渣进行升温处理至铜渣充分熔融后，通入二氧化碳气体反应，在此过程中产生高温煤气以及熔渣，高温煤气经集气系统和压缩系统得到煤气，熔渣经冷却、破碎、磁选后得到磁铁矿。

所述升温至温度为1280℃～1450℃。

所述二氧化碳气体通过喷枪喷入，二氧化碳气体喷吹压力为0.15～2.0MPa，喷枪插入熔池的深度为熔池总高度的1/4～1/2，二氧化碳气体的流量为40～200mL/min。

所述反应时间为30～180min。

本发明的有益效果是：

（1）本工艺充分利用结合CO₂弱氧化性特点，将铜渣中FeO物相定向转变为Fe₃O₄物相，工艺可操控性强；

（2）FeO物相作用下，利用铜熔渣高温物理热将CO₂转化为高温煤气，能源转化效果明显，在低碳冶金方向有重要学术意义；

（3）各个工艺过程操作简单，有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。