一种多金属物硫化复合吹炼处理工艺的制作方法

本发明涉及金属矿处理领域，具体地说是一种多金属物硫化复合吹炼处理工艺。

背景技术：

多金属物主要成分为铁、钴、镍、锰、铜等，现有工艺是采用湿法浸出，因铁含量高，导致浸出工艺繁琐，耗酸量大，废水量大，产出渣为危废渣，不仅增加生产成本，而且给环境保护带来较大压力。因此采用火法工艺处理多金属物，将铁氧化与硅石造渣，大幅度降低高冰产物中铁含量，渣为一般固废，简化后续处理工艺，缓解环境压力。

目前大多采用ps转炉或底吹炉进行火法处理多金属物，ps转炉附属设备投资低、操作简单，但炉龄短、作业率低、烟气含硫低，若要进行烟气制酸，则需要多台转炉同时作业；底吹炉炉龄长、作业率高、烟气含硫高，但附属设备投资高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有硫化复合吹炼炉存在的缺陷，提供一种硫化复合吹炼工艺处理多金属物的方法，其采用硫化喷枪硫化+侧枪吹炼或硫化喷枪硫化+底枪吹炼，对多金属物进行硫化吹炼，使高冰产物中fe含量降为7-15％，除铁率大于92％。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种多金属物硫化复合吹炼处理工艺，所述多金属物的成分包含co、ni、mn、fe、cu和s，其中fe40-75％，其包括步骤：

1)熔硫：将硫磺投入硫磺液化设备，进行熔化，得液态硫磺，温度160～170℃；

2)加料：从硫化复合吹炼炉上端加料口按比例加入多金属物、焦炭和硅石，投入量按富氧空气流量计算；

3)硫化吹炼：在加料过程中，通过吹炼喷枪向硫化复合吹炼炉内鼓入富氧空气，同时通过硫化喷枪将液态硫磺流入硫化复合吹炼炉内，采取硫化喷枪硫化+侧枪吹炼或硫化喷枪硫化+底枪吹炼方式，温度1200～1300℃；

4)放渣：硫化吹炼过程中，定期从硫化复合吹炼炉放渣口将渣放出，放渣前加入少量焦炭以降低渣中钴铜含量；

5)吹扫硫磺：硫化期结束后，停止加入硫磺，并用高压蒸汽将硫化喷枪内的残余硫磺吹扫至硫化复合吹炼炉内；

6)吹炼：从硫化复合吹炼炉上端加料口连续加入硅石和贫化多金属物，同时鼓入富氧空气进行吹炼，温度1200～1300℃，吹炼方式为硫化喷枪吹炼+侧枪吹炼或硫化喷枪吹炼+底枪吹炼；

7)放渣：吹炼过程中，定期从硫化复合吹炼炉放渣口将前期渣放出，放渣前加入少量焦炭以降低渣中钴铜含量；

8)取样：从取样口取样，待冷却后，检测成分；

9)出炉：成分达标后，摇炉至所有喷枪的出口露出熔体，停止吹炼，从硫化复合吹炼炉上的合金出炉口将高冰产物排放到钢包内，将后期渣和部分高冰产物留在炉内，作为下一炉吹炼的底料，所述高冰产物中fe含量控制在7-15％；

上述步骤1)-5)为硫化期，步骤6)-9)为吹炼期。

本发明采用硫化复合吹炼炉，对多金属物进行硫化吹炼，从硫化复合吹炼炉上端加料口按比例加入多金属物、焦炭、硅石。

作为上述技术方案的补充，鼓气吹炼利用鼓入富氧空气中的氧气，将铁氧化成亚铁，与硅石造渣生成硅酸铁。

作为上述技术方案的补充，渣中fe/sio2的质量比值为1.6-2。

作为上述技术方案的补充，吹炼过程中，所有物料均是连续进料。

作为上述技术方案的补充，熔硫温度160～170℃，硫化吹炼温度1200～1300℃。

作为上述技术方案的补充，硫化喷枪硫化+侧枪吹炼时，侧吹炼枪9-13支、鼓风压力0.1～0.15mpa、富氧浓度21～25％。

作为上述技术方案的补充，硫化喷枪硫化+底枪吹炼时，底吹炼枪5-7支、鼓风压力0.4～0.6mpa、富氧浓度21～30％。

作为上述技术方案的补充，所述的贫化多金属物来自吹炼渣贫化处理。

作为上述技术方案的补充，所述的硫磺工业硫磺(粉状)，s＞99.9％。

作为上述技术方案的补充，所述多金属物、焦炭和硅石投入量的质量比为55-60：1：15-20，所述多金属物为多金属矿或多金属合金。

作为上述技术方案的补充，所述的硫化复合吹炼炉，包括筒体、传动系统、齿轮、齿圈、轮带和托轮，所述筒体的侧部设置第一硫化喷枪和第一吹炼喷枪(即侧吹炼枪)，所述筒体的底部设置第二硫化喷枪和第二吹炼喷枪(即底吹炼枪)；

所述筒体侧部上的第一硫化喷枪为一支，第一吹炼喷枪有多支；

所述筒体底部上的第二硫化喷枪为一支，第二吹炼喷枪有多支；

所述筒体上部设置加料口、排烟口和取样口，筒体的一侧或两侧设置出渣口、出锍口和烧嘴；

传动系统的传动轴连接齿轮，齿轮与齿圈啮合，齿圈与筒体固定连接，轮带与筒体固定连接，轮带安装在托轮上。

本发明提出的一种多金属物硫化复合吹炼处理工艺，可以有针对性地对多金属物中的铁进行脱除，使高冰产物中铁含量在7-15％，除铁率大于92％；处理中没有废水生成，且渣为一般固废，缓解工业环保压力，降低生产成本，同时大大减轻后续湿法除铁工序的压力。

附图说明

图1为本发明工艺流程图；

图2为本发明工艺设备图；

图3为本发明硫化复合吹炼炉的结构示意图。

具体实施方式

以下便结合说明书附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明的技术方案更易于理解、掌握。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1(φ2.4m*7.0m硫磺复合硫化复合吹炼炉，多金属物成分co10-25％、fe60-75％、cu10-20％、s1-2％)

步骤1、熔硫：将5.53t硫磺投入硫磺液化设备，进行熔化，温度160-170℃，投料速率0.79t/h；

步骤2、加料：从硫化复合吹炼炉上端加料口加入多金属物、焦炭、硅石，总投入量为多金属物30t、焦炭0.59t、硅石7.95t，投料速率分别为4.29t/h、0.09t/h、1.14t/h；

步骤3、硫化吹炼：在加料过程中，采取硫化喷枪硫化+底枪吹炼方式，利用风机鼓入富氧空气，同时将液态硫磺泵入炉内，进行硫化吹炼，温度1250℃，富氧空气流量3068.42m³/h，富氧浓度28.54％，压力0.1mpa；

步骤4、放渣：硫化吹炼过程中，定期从硫化复合吹炼炉放渣口将渣放出，放渣前加入少量焦炭以降低渣中钴铜含量；

步骤5、吹扫硫磺：硫化期结束后，停止加入硫磺，并用高压蒸汽将硫化喷枪内的残余硫磺吹扫至炉内，蒸汽用量331.8m³/h；

步骤6、吹炼：从硫化复合吹炼炉上端加料口连续加入硅石、贫化多金属物，同时鼓入富氧空气进行吹炼，温度1250℃，吹炼方式为硫化喷枪吹炼+底枪吹炼，硅石总投入量2.38t，投料速率0.60t/h，贫化多金属物总投入量2.56t，投料速率0.64t/h，富氧空气流量2970.21m³/h，富氧浓度28.54％，压力0.3mpa；

步骤7、放渣：吹炼过程中，定期从硫化复合吹炼炉放渣口将前期渣放出，放渣前加入少量焦炭以降低渣中钴铜含量；

步骤8、取样：从取样口取样，待冷却后，用便携式分析仪检测成分；

步骤9、出炉：成分达标后，摇炉至所有喷枪的出口露出熔体，停止吹炼，从合金口将高冰产物排放到钢包内，将后期渣和部分高冰产物留在炉内，作为下一炉吹炼的底料。所述高冰产物中fe含量控制在7-15％。

所得高冰产物中co36.69％、fe7.51％、cu28.10％、s23.82％，除铁率94.8％。

上述工艺的流程及设备图见图1-2。

实施例2(φ2.4m*7.0m硫磺复合硫化复合吹炼炉，多金属物成分co10-25％、fe60-75％、cu10-20％、s1-2％)

步骤1、熔硫：将5.46t硫磺投入硫磺液化设备，进行熔化，温度160-170℃，投料速率0.91t/h；

步骤2、加料：从硫化复合吹炼炉上端加料口加入多金属物、焦炭、硅石，总投入量为多金属物30t、焦炭0.45t、硅石7.85t，投料速率分别为5t/h、0.08t/h、1.31t/h；

步骤3、硫化吹炼：在加料过程中，采取硫化喷枪硫化+侧枪吹炼方式，利用风机鼓入富氧空气，同时将液态硫磺泵入炉内，进行硫化吹炼，温度1250℃，富氧空气流量3373.31m³/h，富氧浓度28.54％，压力0.1mpa；

步骤4、放渣：硫化吹炼过程中，定期从硫化复合吹炼炉放渣口将渣放出，放渣前加入少量焦炭以降低渣中钴铜含量；

步骤5、吹扫硫磺：硫化期结束后，停止加入硫磺，并用高压蒸汽将硫化喷枪内的残余硫磺吹扫至炉内，蒸汽用量331.8m³/h；

步骤6、吹炼：从硫化复合吹炼炉上端加料口连续加入硅石、贫化多金属物，同时鼓入富氧空气进行吹炼，温度1250℃，吹炼方式为硫化喷枪吹炼+侧枪吹炼，硅石总投入量3.33t，投料速率0.67t/h，贫化多金属物总投入量4.91t，投料速率0.98t/h，富氧空气流量3252.48m³/h，富氧浓度28.54％，压力0.1mpa；

步骤7、放渣：吹炼过程中，定期从硫化复合吹炼炉放渣口将前期渣放出，放渣前加入少量焦炭以降低渣中钴铜含量；

步骤8、取样：从取样口取样，待冷却后，用便携式分析仪检测成分；

步骤9、出炉：成分达标后，摇炉至所有喷枪的出口露出熔体，停止吹炼，从合金口将高冰产物排放到钢包内，将后期渣和部分高冰产物留在炉内，作为下一炉吹炼的底料。所述高冰产物中fe含量控制在7-15％。

所得高冰产物中co36.27％、fe8.04％、cu27.84％、s23.71％，除铁率94.6％。

上述工艺的流程及设备图见图1-2。

上述两个实施例中使用的硫化复合吹炼炉，包括筒体14、传动系统13、齿轮18、齿圈17、轮带15和托轮16，如图3所示。

筒体14的侧部设置第一硫化喷枪7和第一吹炼喷枪8(即侧吹炼枪)，所述筒体14的底部设置第二硫化喷枪11和第二吹炼喷枪12(即底吹炼枪)。

所述筒体14侧部上的第一硫化喷枪7为一支，第一吹炼喷枪8有多支。所述筒体14底部上的第二硫化喷枪11为一支，第二吹炼喷枪12有多支。

所述筒体14上部设置加料口1、排烟口2和取样口3。所述筒体14的一侧或两侧设置出渣口4、出锍口5和烧嘴10。

所述筒体14的侧部设置应急事故排空口6。筒体14内衬耐火材料9。

传动系统13的传动轴连接齿轮18，齿轮18与齿圈17啮合，齿圈17与筒体14固定连接；轮带15与筒体14固定连接，轮带15安装在托轮16上。

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