一種熔融銅渣綜合利用工藝及其系統(tǒng)

1、一種熔融銅渣綜合利用工藝及其系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域0002本發(fā)明涉及fj色治金及鋼以冶金技貳測域?qū)e涉及種壞融銅酒綜介利闇工藝及其累統(tǒng)*背最技術(shù)00G3J粥港是火法冶煉過程屮回收刪后的剰余物.在火法煉捐中毎生產(chǎn)X福產(chǎn)岀約曠骯銅淹渣中含有大量的有愉值的組分苴中含銅1.旗左右含鐵也覧左右同時還含有少雖的鋅、做"鉆等貴重金隔.WO4吟詢鋼渣冋收銅丄要采用火法黃化袪和浮選法火江麺化厲隆筲圳蛀K山中/右，而浮選注在0釀左右.犒的回收率均不高.銅責中的鐵主要以鐵枷桐石、阿氣化三鐵的夠式存在，二著亙相議布，粒度都較心回收難度大虞本離-口詢鋼渣中奴的回收提取研究較少，尚處在初步研究階段.主要研究路線是向裝有液

2、蕊銅渣的漬包中議吹富報便淹中的氧化亞鐵氧化虞四氧代三鐵，燃后通過啟逸庁云進廿回收但鐵的回收舉及昂位炮不高.0005傳統(tǒng)銅戒績化榔昆對冷態(tài)渣進荷的處理對密態(tài)酈融銅氓綜件利用的研究較少.銅渣中的熱量沒有得到充分利用.渣中的大部分熱量帝被白白浪費.存在著成本高、能源浪強嚴重導(dǎo)問愿.(W«J目前鋼渣的貧化形式比校單一，主聲集中在單純地冋收鋼嘆聯(lián)問技術(shù)打面而作為懵隸康料的啊鐵合金栢黃回收技術(shù)卻鮮見報道.I耐蟆鋼囲具艮好的耐虞性和優(yōu)R的力學(xué)、焊接杵能，目前廣泛癒用于執(zhí)道交通、橋梁工程和集裝粧等領(lǐng)域，所以可以斷打可作為耐候鋼煤料的鋼鐵合金貝自T闕的山場詢晟.發(fā)明內(nèi)容«07本發(fā)明対克服上述

3、鋼香巾有價金屈奇譙化存在的不足研境了種熔融飆渣繪合利用工藝及真系統(tǒng),解決k述方法處理銅洛存在的有冊金屬捉取率低，提収成本高'、提収形式、能源浪理嚴匝黑間邂.讀熔融銅渣綜合利用工藝具仃提収率高、成啟低、節(jié)約能源等特點Boooe為實現(xiàn)上述汀的.本發(fā)明采用如卜'技術(shù)號案；種熔曲銅董那合利01匸藝，它也括低溫提洞T序*高隘撮嗣鐵仃僉丁序以及余熱阿收匚序祺屮、低溫捉銅列將煉銅爐那出的1270-C13HTC的熔剛迪態(tài)訓(xùn)世送入捉鋼爐：隨厲加入過M的還原劑I活性炭和CaO(然后向提銅爐內(nèi)峨入2叫"30kpa的加壓惰性氣體.并利用惰性噸體唏槍駙出的休對熔池嚴生攪樣柞用：還原后碼水收集爐

4、蠱送入高溫提狷帙介金工序1提提粥鐵合金門扒來“提銅爐的爐渣送入提銅鐵合金爐中將過凰述原劑II水蒸汽送過啖槍送入爐內(nèi)噴槍一瑙浸入熔池中對熔池產(chǎn)生攪拌作用使爐潰與還原劑混合均勻：純筑從捉銅秋介金爐底吹入同樣對熔池產(chǎn)生擔樣作用：熔池溫度在1500*C1600-CZ間，產(chǎn)生的1600C-1700-C的髙溫煤氣一部分為送入提銅爐保溫，另一部分送余熱冋收I：序。0009所述余熱冋收序?qū)⒏邷責煔馑腿腩A(yù)熱鍋爐進行熱交換熱交換后產(chǎn)牛的憑汽送入蘇汽輪機發(fā)電電能供給用戶：熱交換后的低溫煤氣經(jīng)除塵后分別作為提銅和提銅快中需耍的輔料分解熱源：創(chuàng)余部分也送/汽輪機發(fā)電：除塵后收集的灰塵送入灰塵冋收系統(tǒng).0010所述CaO

5、預(yù)熱溫度為650T75(TC之間。(0011所述還原劑1為活性炭：還原劑1【為水蒸汽.0012種熔融銅渣綜合利用匸藝用系統(tǒng).它包括捉銅爐捉銅爐進料瑞打熔融熱態(tài)銅褲連接同時捉銅爐還設(shè)仃還原劑I和惰性氣休噴槍噴槍末端浸入熔池內(nèi)：捉銅爐卜部設(shè)仃銅水出U,提銅爐爐渣出口通過送料裝置與提制鐵合金爐進料端連接，CaO通過料罐加入捉銅爐：捉銅缺介金爐役存還原刊11添加啖槍該噴槍末端浸入熔池內(nèi)，捉銅鐵介金爐底部設(shè)仃純氣吹槍：提銅鐵合金爐設(shè)仃銅鐵合金排出口和棄狀排出口，弁戒排出U與造粒裝置連接：提銅缺介金爐的高隘煙U-部分通過管道送入提銅爐，另部分髙溫煙氣送入余熱利用系統(tǒng)：余熱利用系統(tǒng)包括換熱裝就換熱裝2熬汽輪

6、機連接，蒸汽輪機9用戶連接：同時換熱裝世還打除塵裝置連接除塵裝世與尿塵創(chuàng)收系統(tǒng)連接，收集的煙'(灘分作為輔料分解熱源，另一部分送入汽輪機發(fā)電.0013所述換熱歿'世為余熱鍋爐：所述除為命袋除塵器.0014所述適粒裝迓為?；?。0015本發(fā)明的I藝分多個部分：低溫階段提銅高溫階段提銅鐵合金高溫浹余熱冋收.001SI、提銅T序：從煉銅爐排出的1270-C-1370-C的怖融熱態(tài)銅戒通過溜惜流入提鎬爐屮等熔池液Ifli達到一定高度后加過雖的還原劑沾性炭及CaO。提制爐嚴格密封，還原刑通過提銅爐周邊的噴槍用20kpa-30kpa的加斥氮氣噴入，預(yù)熱好的650*C-750C的CaO從提銅

7、爐上面的料罐加入.鎖槍的-調(diào)浸沒在熔池中，對熔池產(chǎn)生攪拌作用.因提銅爐用銅冷卻喙冷卻，敬熱較快，為了保持沿度恒定,將*門提他怏合金爐的一部分高溫煤氣引入提銅爐中來補給熱圮的損失.提銅爐產(chǎn)生的煙氣直接排放.在提舸爐卜部的高溫熔池中熱態(tài)銅渣和還原劑及輔料發(fā)生的上要反應(yīng)為：Cu2S+CaO+aC=2Cu+CaS+(2a-i)CO+(1a)C02Fe3O4+=3FeO+COFe2Si04+Ca0=2FeO+CaSi03還原側(cè)到的銅水從爐子一側(cè)卜方較低開口流出，爐渣從另一側(cè)卜“較高開口流出進入握銅鐵令金爐中.cool?2、提銅鐵合金門p:來n提銅爐的爐渣流入提銅鐵合金爐中.還原劑用水族汽經(jīng)噴槍噴入爐中，

8、噴槍的端浸入熔池中，對熔池產(chǎn)生強烈的攪樣作用，便爐渣和還原劑混合均勻純氧從提銅鐵合金爐底部吹入底吹的方式強化了對熔池的攪樣作用，可以加快反應(yīng)的速度°反應(yīng)嚴:生的高溫熱呈通過輻射、傳導(dǎo)提供反應(yīng)所需耍的還原熱，熔池的溫度堆持在1500*C-1600'C/r右.產(chǎn)生的1600*C-1700*C的高溫煤氣一部分提供給提銅爐保溫.另一部分去余熱鍋爐進行余熱回收利用.在捉銅帙合金爐內(nèi)，熔池和二次燃燒區(qū)發(fā)生的主要反應(yīng)如卜:FeO+C=Fe+0Fe2SiO4+2C=2Fe+SiO2+2C0Cu2S+CaO+aC=2Cu+CaS+(2al)C0+(la)C022CO+O2=2CO2產(chǎn)生的審鐵合

9、金由Fifii的出u井出，棄渣由上而的出口排出，進入粒化器進彳j液態(tài)渣干法造粒.00183、金熱冋收丁"：從提制詼含金爐出來的部分島沿煤氣.進入余熱閑爐進行熱空換，熱交換厲產(chǎn)牛的蒸汽推動裁汽輪FI發(fā)電供給所需用戶。熱交換后的低溫煤氣經(jīng)布袋除塵器收塵后，部分作為提銅和提銅鐵合金中需契的輔料分解熱源,剩余的部分去汽輪機發(fā)電.經(jīng)布袋除塵器收集的灰塵則進入灰塵回收系統(tǒng).0019本發(fā)明的有益效柬是：1、工藝簡單，低溫階段直接還原出啊乩位可達9臥町以直接送公陽極爐怙煉.07回收提収銅硫后籽進一步進行吹煉生成粗銅的工藝：2、極大地提高了銅渣中銅的回收率，改變了傳統(tǒng)方法銅回收率低的狀況，銅回收率可達

10、98%以上：3、高溫F可直接用粉狀或粒狀的非焦煤作還原劑,不用焦炭，也不用燒結(jié).h省了成本；4、生成的銅快合金銅含SO.TO.8%,H他雜質(zhì)也少，完全滯足耐候鋼對廉料的要求，其價值比純鐵高.00205、住回收洞的基郵上.剩余的洞和鐵總接辻原紂到產(chǎn)物銅狄介金，方法簡便.操作靈活，易于推廣.(00216、直接利用熔融熱態(tài)潰進彳J銅及制恢介金的提収，卩約能期。00227、對提鋼鐵后的熱態(tài)戒進行余熱冋收利用，降低成本節(jié)約能源.附囹說明0023圖1是本發(fā)明的工藝系統(tǒng)圖：陽Z足國1匸藝渝軽國的余熱冋收部分系統(tǒng)國0024其中，1熔融熱態(tài)銅狀.2提鋼爐，3還原劑I4CaO,5氮氣，6料鑼，7爐渣,8提銅鐵合金

11、爐，9高沮煤氣10余熱鍋爐，11?；?amp;.12銅鐵介金13煙氣14銅水15還原劑II,16純氣，17感汽輪機，18用戶，19布袋除塵器，20輔料分解熱源，21汽輪機發(fā)電，22灰塵冋收系統(tǒng)。具體實施方式0025下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明。0026圖1、圖2中.熔融銅渣綜介利用I藝川系統(tǒng)包括提銅爐2.捉銅爐2進料瑞與熔他熱態(tài)銅祥1連接，同時提銅爐2還設(shè)何還原劑I3和氮氣5的噴槍，噴槍末端浸入熔池內(nèi):提銅爐2的爐渣7出口通過送料裝總與提銅鐵合金爐8進料瑙連接.CaO4通過料罐6加入提銅爐2,提銅爐2下部還設(shè)仃銅水M排岀口；提銅快合金爐8設(shè)ff還扳劑IIL5添加噴槍該噴槍末端浸入熔

12、池內(nèi)提銅鐵合金爐8底部設(shè)仃純氣16吹槍：提銅鐵合金爐8設(shè)仃銅飲合金12排出口和棄渣排出口，棄渣排出口打造粒裝置連接:提啊鐵合金爐8的高溫煙氣9一部分通過背道送入提銅爐2另一部分高溫刑氣9送入余熱利用系統(tǒng)：余熱利用系統(tǒng)包括換熱裝賢換熱裝、輪機17連接，蒸汽輪機17與用戶18連接，同時換熱裝置還與除工裝置連接除塵裝置9灰塵冋收系統(tǒng)22連接收集的則氣13-部分作為輔料勺、解M源20另一部分送入汽輪機發(fā)電21.0027所述換熱裝置為余熱鍋爐10：所述除塵裝置為布袋除塵器19.0028所述造粒裝迓為粒化器11本發(fā)明的工藝為：買施例1:提銅流程:從煉銅爐井出的127O-C的熔融熱態(tài)銅渣1通過溜槽流入提銅爐

13、2中,等熔池液面達到一定高度后加過星的還原劑13活性炭及CaO4.提銅爐2嚴格密封，還原劑I3通過握銅爐1周邊的噴槍用20kpa的加壓氮氣5啖入.預(yù)熱好的6509的CaO4從提鋼爐2上面的料罐6加入。噴槍一瑞浸沒在熔池中，對熔池產(chǎn)生攪拌作用。因提銅爐2用銅冷卻吐冷卻敕熱較快力了保持溫度恒定，將來I提銅鐵存金爐8的部分髙淋煤U9引入提銅爐2中來補給熱屋的損失.提銅爐2產(chǎn)牛的煙氣13苴接排放.在提銅爐2卜部的高溫熔池中，熱態(tài)制渣和還原劑及輔料發(fā)生的主婆反應(yīng)為：Cu2SCaO+aC=2Cu吒aS(2b-1)C0+(1-a)C02Fe3O4+C=3FeO+COFc2Si0!+a0=2FeO+CaSiO

14、3還原得到的銅水14從爐子一側(cè)F方較低開【流出，爐濟7從另F下方較':HJ流出進入提銅鐵合金爐8中.00292、提銅鐵介金流程來I提銅爐2的爐渣7流入提銅鐵仔金爐8中.還原劑15為水裁汽，經(jīng)噴槍噴入爐中噴槍的一端浸入熔池中，対熔池產(chǎn)工強烈的攪拌作用，使爐渣7和還原刑II15混合均勻.純氧16從提銅鐵介金爐8底部吹入，底吹的方式強化了對熔池的攪樣作用叮以加快反應(yīng)的速度.反應(yīng)產(chǎn)生的高溫熱鼠通過輻射、傳導(dǎo)提供反燉所石要的還張熱，熔池的溫度維持在1500-C.產(chǎn)生的1600-C的島溫煤億9一部分提供給提銅爐2保溫另一部分山余熱鍋爐10進行余熱冋收利用.在提銅鐵合金爐8內(nèi)，熔池和二次燃燒區(qū)發(fā)生的

15、主要反應(yīng)如F:FcO+C二Fc+COFe2Si(M+2C=2Fe+Si02+2COCu2SCaO+aC二2Cu+CaS+(2b-1)CO令(1r)C022CO+O2=2CO2產(chǎn)生的銅鐵合金12由F面的出口排出,棄渣由上面的出口排出，進入?；?1進行液態(tài)渣F法造粒。00303、高沮渣余熱冋收：從提銅鐵合金爐出來的部分髙溫煤氣9,進入余熱鍋爐10進行熱交換熱交換后產(chǎn)生的慕汽推動蒸汽輪機17發(fā)電.供給所需用戶18.熱交換后的低溫煤氣經(jīng)布袋除塵器19收塵后，部分作為提銅和提銅鐵合金中需要的輔料分解熱源20,剩余的部分£汽輪機發(fā)電21。經(jīng)布袋除塵器19收集的灰塵則進入灰塵回收系統(tǒng)22.003

16、1實施例2：提制流程：從煉制爐排出的1300-CM熔融熱態(tài)銅渣1通過溜槽流入提銅爐2中，等熔池液而達到一定髙度麻加過就的還原劑I3活性炭及CaO4提銅爐2嚴恪密対，還原劑I3通過提銅爐1周邊的噴槍用25kpa加壓氮氣5噴入,預(yù)熱好的700£的CaO4從提銅爐2上面的料確6加入.噴槍一端浸沒在熔池中，對熔池產(chǎn)生攪拌作用.因提銅爐2用銅冷卻堅冷卻，散熱較快，為了保持溫度機泄，捋來“提銅鐵合金爐8的一部分禺溫煤氣9引入提銅爐2中耒補給熱址的損失.提銅爐2產(chǎn)生的煙氣13直接排放.在捉銅爐2卜部的高溫熔池中，熱態(tài)銅淇和還原劑及輔料發(fā)生的主要反應(yīng)為：Cu2S+CaO+aC=2Cu+CaS+(2a

17、-l)C0+(la)C02Fe3O4«C=3FeO»COFe2SiO4+CaO=2FeO*CaSiO3還原得到的銅水14從爐子一側(cè)卜方校低開I流出爐液7從另一側(cè)卜方較髙開I流出進入提洞詼合金爐8中.CO322、提銅鐵介金流用：來門提銅爐2的爐戒7流入提銅鐵介金爐8中.還原劑II15為水裁汽，經(jīng)噴槍噴入爐中，噴槍的一端浸入熔池屮，對熔池廣'I強烈的攪井作用，便爐渣7和還原劑II15混介均勻.純魚16從捉銅飲介金爐8底部吹入底吹的方式強化了對熔池的攪拌作用，可以加快反應(yīng)的速丿支。反應(yīng)廣'I.的島溫熱呈通過軸射、傳導(dǎo)提供反應(yīng)所需要的還原熱，熔池的溫度維持在1550

18、-C產(chǎn)生的1650-C左右的高溫煤氣9一部分提供給提銅爐2保溫，另一部分去余熱鍋爐10進行余熱冋收利用在提銅鐵合金爐8內(nèi)，熔池和二次燃燒區(qū)發(fā)生的主耍反應(yīng)如下：FeO+C=Fe+COFe2SiO4+2C=2FMSiO2+2COCu2SKaOaC=2CuKaS+(2a-1)C0+(1-a)C022CO+O2二2C02產(chǎn)生的銅鐵合金12由卜而的岀口排出，棄茨由上面的出口排岀，進入?；?1進行液態(tài)渣干法造粒。00333、高溫橫余熱冋收：從提銅鐵介金爐出來的部分高溫煤氣9,進入余熱鍋爐10進疔熱交換，熱交換后產(chǎn)生的蕉汽推動離汽輪機17發(fā)電,供給所冊用戶18。熱交換后的低溫煤氣經(jīng)布袋除塵2S19收塵后，

19、部分作為提購和提銅鐵令金中需要的輔料分解熱源20,甸余的部分去汽輪機發(fā)電21。經(jīng)傷袋除塵器19收集的灰塵則進入灰塵冋收系統(tǒng)22CO34實施例3：提匍流程：從煉銅爐排出的1370*C的熔融熱態(tài)匍泄1通過溜槽流入提銅爐2中，等熔池液而達到-定高度后加過址的還原劑I3活性炭及CaO4.提銅爐2嚴格密封，還原別I3通過提銅爐1周邊的噴槍用30kpa加壓氮氣5噴入，預(yù)熱好的750*C的CaO4從提銅爐2上面的料罐6加入.噴槍-端浸沒在熔池中，對熔池產(chǎn)生攪悴作用。因提銅爐2用銅冷卻蠻冷卻，散熱較快，為了保持溫度恒定，將來門提銅鐵介金爐8的一部分高溫煤氣9引入提銅爐2中來補給熱量的損失.提網(wǎng)爐2產(chǎn)生的煙氣13直接排放。在提銅爐2卜部的高溫熔池中熱態(tài)銅渣和還原劑及輔料發(fā)生的上要反應(yīng)為：Cu2SKaO+aC=2Cu*CaS*(2a-1)C