一种含镁危废/固废的冶炼工艺

摘要

本发明公开了一种含镁危废/固废的冶炼工艺，包括以下步骤：S1预处理：用破碎机对含镁危废/固废进行破碎，破碎过程中依次加入铁粉、石灰和炉渣，得到固废混合物；S2制砖：向S1中所得固废混合物中加入其重量16～25％的水，然后用制砖机制成成型砖；S3向S2中所得成品砖中分别加入占其重量2～8％石灰石、1～4％的四氧化三铁、1～3％的蛇纹石、1～2％的工业氧化铝、1～2％的硅酸钠得熔炼料；S4熔炼：向熔炼炉中加入占成品砖重量5～20％的焦炭，然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉，开启熔炼炉。本发明的有益效果：能够保持正常的冶炼温度，使得燃料成本得以控制；制砖后只经过自然养护得到成品砖即进行熔炼，在自然养护过程，铁充分与空气反应生成更多的高价铁，能够提高铜的提取率。

权利要求

1.一种含镁危废/固废的冶炼工艺，其特征在于：包括以下步骤：S1预处理：用破碎机对含镁危废/固废进行破碎，破碎过程中依次加入铁粉、石灰和炉渣，得到固废混合物；

S2制砖：向S1中所得固废混合物中加入其重量16～25％的水，搅拌均匀，搅拌过程中同时加入占固废混合物重量10～15％的鹅卵石，然后用制砖机制成成型砖，然后在自然调节下养护2～5d得到成品砖；

S3配料：向S2中所得成品砖中分别加入占其重量2～8％石灰石、1～4％的四氧化三铁、

1～3％的蛇纹石、1～2％的工业氧化铝、1～2％的硅酸钠得熔炼料；

S4熔炼：向熔炼炉中加入占成品砖重量5～20％的焦炭，然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉，开启熔炼炉开始冶炼；

其中，含镁危废/固废中含有8～15％的MgO。

2.如权利要求1所述的一种含镁危废/固废的冶炼工艺，其特征在于：按重量计，含镁危废/固废：铁粉：石灰：炉渣＝5～10：1～3：1～3：1～3。

3.如权利要求2所述的一种含镁危废/固废的冶炼工艺，其特征在于：鹅卵石的粒径范围为5～8cm。

4.如权利要求1所述的一种含镁危废/固废的冶炼工艺，其特征在于：按重量计，焦炭的焦率为10～18％。

说明书

一种含镁危废/固废的冶炼工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及利用火熔法对含镁危废/固废进行无害化处理技术领域，具体涉及一种含镁危废/固废的冶炼工艺。

背景技术

[0002] 现有技术中，火法熔炼(火熔法)是含镁危废/固废(固废或危废中还含有铜)无害化利用的先进技术之一，将原料烧结或制砖后加入熔融炉进行高温熔融还原，利用密度差分离得到的铜金属单质或含铜化合物以及FeO、SiO2、CaO、MgO、AlO等组成的炉渣，从而回收有价金属铜。

[0003] 通常含镁危废/固废来源于不同行业，相比硫化矿精矿而言，其成分复杂，有价金属铜含量低，杂质元素多，往往炉渣粘稠、炉料难下行、容易死炉。尤其当原料中MgO偏高时，会发生化学反应2MgO+SiO2＝＝Mg2SiO4与MgO+FeO+SiO2＝＝MgFeSiO4，生成镁橄榄石与镁铁橄榄石，其熔点可超过1500℃，从而使得冶炼炉温升高，燃料成本增加；炉渣粘度增大，渣铜分离困难，排铜困难，使冶炼回收率降低；且当炉渣相粘度过大时易使炉内结瘤，从而导致局部过热，使炉体产生漏炉。

[0004] 因此，基于以上提到的现有技术中的不足，需要提供新的解决方案。

发明内容

[0005] 本发明要解决的问题是：针对现有技术中利用火熔法对含镁危废/固废进行无害化处理回收金属铜过程中，由于原料中MgO含量较高(一般7％以上)会发生一系列化学反应，生成镁橄榄石与镁铁橄榄石，使得熔炼炉温度提高，增加了燃料成本；同时炉渣的粘度增大，铜渣难以分离，使得金属铜回收率降低。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

[0007] 一种含镁危废/固废的冶炼工艺，包括以下步骤：

[0008] S1预处理：用破碎机对含镁危废/固废进行破碎，破碎过程中依次加入铁粉、石灰和炉渣，得到固废混合物；

[0009] S2制砖：向S1中所得固废混合物中加入其重量16～25％的水，搅拌均匀，搅拌过程中同时加入占固废混合物重量10～15％的鹅卵石，然后用制砖机制成成型砖，然后在自然调节下养护2～5d得到成品砖；

[0010] S3配料：向S2中所得成品砖中分别加入占其重量2～8％石灰石、1～4％的四氧化三铁、1～3％的蛇纹石、1～2％的工业氧化铝、1～2％的硅酸钠得熔炼料；

[0011] S4熔炼：向熔炼炉中加入占成品砖重量5～20％的焦炭，然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉，开启熔炼炉开始冶炼。

[0012] 进一步地，按重量计，含镁危废/固废：铁粉：石灰：炉渣＝5～10：1～3：1～3：1～3。

[0013] 进一步地，鹅卵石的粒径范围为5～8cm。

[0014] 进一步地，按重量计，焦炭的焦率为10～18％。

[0015] 进一步地，本发明中采用的含镁危废/固废中MgO的含量为8～15％。

[0016] 相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

[0017] 1)本发明中加入的石灰(氧化钙)，可以促进以下化学反应的发生：

[0018] CaO+MgO+SiO2＝＝CaO·MgO·SiO2，3CaO+MgO+2SiO2＝＝3CaO·MgO·2SiO2，CaO+MgO+2SiO2＝＝CaO·MgO·2SiO2，相同条件下上述化学反应比2MgO+SiO2＝＝Mg2SiO4与MgO+FeO+SiO2＝＝MgFeSiO4更易进行，从而大幅减少镁橄榄石与镁铁橄榄石的生成，从而保持正常的冶炼温度(1200℃左右)，使得燃料成本得以控制；

[0019] 2)本发明制砖后只经过自然养护得到成品砖即进行熔炼，在自然养护过程，铁充分与空气反应生成更多的高价铁，能够提高铜的提取率；

[0020] 3)本发明中加入了鹅卵石，在熔炼过程中，制备的成型砖中的鹅卵石受热后将首先发生爆裂，将砖体在熔炼炉内炸开，使得砖体充分与熔炼炉内其他组分融合，更好的实现熔炼；

[0021] 4)本发明中加入有四氧化三铁，相同温度与还原条件下，高价铁氧化物比低价铁氧化物更易被还原；且当四氧化三铁含量高于低价铁氧化物时，存在质量作用定律，量大的四氧化三铁会优先参与还原反应，四氧化三铁在冶炼过程中优先被还原成为低价氧化铁，从而避免了低价氧化铁被还原成为金属铁，进而影响整个冶炼过程及产品质量；

[0022] 5)炉渣中还含有少量的金属铜及铁等其他杂质，本发明加入炉渣，能够对其中的金属铜进行回收利用。

具体实施方式

[0023] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述：

[0024] 实施例1

[0025] 一种含镁危废/固废的冶炼工艺，包括以下步骤：

[0026] S1预处理：用破碎机对50kg含镁固废进行破碎，破碎过程中依次加入10kg铁粉、10kg石灰和10kg炉渣，得到固废混合物；

[0027] S2制砖：向S1中所得固废混合物中加入其重量16％的水，搅拌均匀，搅拌过程中同时加入占固废混合物重量10％的鹅卵石，然后用制砖机制成成型砖，然后在自然调节下养护2d得到成品砖；

[0028] S3配料：向S2中所得成品砖中分别加入占其重量2％石灰石、1％的四氧化三铁、1％的蛇纹石、1％的工业氧化铝、1％的硅酸钠得熔炼料；

[0029] S4熔炼：向熔炼炉中加入占成品砖重量5％的焦炭，然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉，开启熔炼炉开始冶炼；

[0030] 其中，鹅卵石的粒径平均为5cm；焦炭的焦率为10％；含镁固废中MgO的含量为7.7％。

[0031] 实施例2

[0032] 一种含镁危废/固废的冶炼工艺，包括以下步骤：

[0033] S1预处理：用破碎机对70kg含镁固废进行破碎，破碎过程中依次加入20kg铁粉、15kg石灰和15kg炉渣，得到固废混合物；

[0034] S2制砖：向S1中所得固废混合物中加入其重量18％的水，搅拌均匀，搅拌过程中同时加入占固废混合物重量12％的鹅卵石，然后用制砖机制成成型砖，然后在自然调节下养护3d得到成品砖；

[0035] S3配料：向S2中所得成品砖中分别加入占其重量4％石灰石、2％的四氧化三铁、2％的蛇纹石、1.5％的工业氧化铝、1.5％的硅酸钠得熔炼料；

[0036] S4熔炼：向熔炼炉中加入占成品砖重量10％的焦炭，然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉，开启熔炼炉开始冶炼；

[0037] 其中，鹅卵石的粒径平均为6cm；焦炭的焦率为13％；含镁固废中MgO的含量为12.5％。

[0038] 实施例3

[0039] 一种含镁危废/固废的冶炼工艺，包括以下步骤：

[0040] S1预处理：用破碎机对80kg含镁固废进行破碎，破碎过程中依次加入15kg铁粉、20kg石灰和20kg炉渣，得到固废混合物；

[0041] S2制砖：向S1中所得固废混合物中加入其重量20％的水，搅拌均匀，搅拌过程中同时加入占固废混合物重量13％的鹅卵石，然后用制砖机制成成型砖，然后在自然调节下养护4d得到成品砖；

[0042] S3配料：向S2中所得成品砖中分别加入占其重量5％石灰石、3％的四氧化三铁、3％的蛇纹石、2％的工业氧化铝、2％的硅酸钠得熔炼料；

[0043] S4熔炼：向熔炼炉中加入占成品砖重量15％的焦炭，然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉，开启熔炼炉开始冶炼

[0044] 其中，鹅卵石的粒径平均为7cm；焦炭的焦率为15％；含镁固废中MgO的含量为13.8％。

[0045] 实施例4

[0046] 一种含镁危废/固废的冶炼工艺，包括以下步骤：

[0047] S1预处理：用破碎机对90kg含镁固废进行破碎，破碎过程中依次加入25kg铁粉、25kg石灰和25kg炉渣，得到固废混合物；

[0048] S2制砖：向S1中所得固废混合物中加入其重量23％的水，搅拌均匀，搅拌过程中同时加入占固废混合物重量14％的鹅卵石，然后用制砖机制成成型砖，然后在自然调节下养护5d得到成品砖；

[0049] S3配料：向S2中所得成品砖中分别加入占其重量7％石灰石、4％的四氧化三铁、3％的蛇纹石、2％的工业氧化铝、2％的硅酸钠得熔炼料；

[0050] S4熔炼：向熔炼炉中加入占成品砖重量18％的焦炭，然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉，开启熔炼炉开始冶炼。

[0051] 其中，鹅卵石的粒径平均为8cm；焦炭的焦率为18％；含镁固废中MgO的含量为13.6％。

[0052] 实施例5

[0053] 一种含镁危废/固废的冶炼工艺，包括以下步骤：

[0054] S1预处理：用破碎机对100kg含镁固废进行破碎，破碎过程中依次加入30kg铁粉、30kg石灰和30kg炉渣，得到固废混合物；

[0055] S2制砖：向S1中所得固废混合物中加入其重量25％的水，搅拌均匀，搅拌过程中同时加入占固废混合物重量15％的鹅卵石，然后用制砖机制成成型砖，然后在自然调节下养护5d得到成品砖；

[0056] S3配料：向S2中所得成品砖中分别加入占其重量8％石灰石、4％的四氧化三铁、1％的蛇纹石、1％的工业氧化铝、1％的硅酸钠得熔炼料；

[0057] S4熔炼：向熔炼炉中加入占成品砖重量20％的焦炭，然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉，开启熔炼炉开始冶炼。

[0058] 其中，鹅卵石的粒径平均为8cm；焦炭的焦率为20％；含镁固废中MgO的含量为15.2％。

[0059] 实施例6

[0060] 一种含镁危废/固废的冶炼工艺，包括以下步骤：

[0061] S1预处理：用破碎机对100kg含镁危废进行破碎，破碎过程中依次加入30kg铁粉、30kg石灰和30kg炉渣，得到危废混合物；

[0062] S2制砖：向S1中所得危废混合物中加入其重量25％的水，搅拌均匀，搅拌过程中同时加入占危废混合物重量15％的鹅卵石，然后用制砖机制成成型砖，然后在自然调节下养护5d得到成品砖；

[0063] S3配料：向S2中所得成品砖中分别加入占其重量8％石灰石、4％的四氧化三铁、2％的蛇纹石、1.5％的工业氧化铝、1.5％的硅酸钠得熔炼料；

[0064] S4熔炼：向熔炼炉中加入占成品砖重量20％的焦炭，然后将S3中所得熔炼料加入熔炼炉，开启熔炼炉开始冶炼。

[0065] 其中，鹅卵石的粒径平均为8cm；焦炭的焦率为20％；含镁危废中MgO的含量为15.8％。

[0066] 以上实施例1～6中，在S1中，成品砖的良品率(砖体未出现缺角、碎裂等现象)能达到95％以上(其中，实施例1～6的良品率分别为95.8％、95.1％、96.3％、95.7％、97.1％和96.1％)，在熔炼炉过程中，熔炼温度无需达到1500℃以上(在1180～1300℃之间)，炉渣流动性好，排铜顺利，没有发生漏炉现象；

[0067] 对所得粗铜产品进行铜含量分析，均在90％左右，质量上乘。

[0068] 最后说明的是，以上发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。