相，其中的雜質(zhì)元素基本上不存在獨(dú)立相，而是很容易和其它的主元素形成礦物相，例如:形成含有大量雜質(zhì)元素的銅礦物相和鐵礦物相，當(dāng)真空蒸餾精煉時(shí)，該礦物相會(huì)嚴(yán)重阻礙其所含的雜質(zhì)元素的揮發(fā)，從而嚴(yán)重地影響了雜質(zhì)元素的揮發(fā)速率和揮發(fā)率。為此，本發(fā)明提出改進(jìn)型技術(shù)方案:在真空蒸餾過程中向精煉爐I內(nèi)的銅冶煉渣熔液吹送含氧氣體，利用含氧氣體中的氧元素將精煉爐I內(nèi)的銅冶煉渣熔液中所包括的雜質(zhì)元素氧化成相應(yīng)的雜質(zhì)元素的氧化物，將雜質(zhì)元素從復(fù)雜的礦物相中解放出來，產(chǎn)出相應(yīng)的雜質(zhì)元素的氧化物，該雜質(zhì)元素的氧化物能夠獨(dú)立存在，氧化形成的雜質(zhì)元素的氧化物在真空環(huán)境下變成氣態(tài)氧化物揮發(fā)脫除，在揮發(fā)過程中不再受到銅冶煉渣熔液中其它物質(zhì)的阻礙，能夠憑借其本身所具有的揮發(fā)特性揮發(fā)，且雜質(zhì)元素包括鉛、鋅、砷、銻、鉍和錫元素中的一種或多種或全部，上述雜質(zhì)元素的氧化物均具有較低的沸點(diǎn)，在真空環(huán)境下?lián)]發(fā)性很好，具有較高的脫除速率和脫除效果，以上幾點(diǎn)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了脫除銅冶煉渣中雜質(zhì)元素的過程。
[0068]現(xiàn)今的真空蒸餾精煉脫雜過程中，上述雜質(zhì)元素鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫元素主要以單質(zhì)形態(tài)直接揮發(fā)，其次以硫化物形態(tài)直接揮發(fā)。上述單質(zhì)與硫化物變成氣體揮發(fā)進(jìn)入精煉爐I上部的自由空間后，由于精煉爐I上部的自由空間內(nèi)的溫度較高，且由于鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫元素的硫化物在高溫下不穩(wěn)定易發(fā)生熱分解，使得上述的硫化物的絕大部分相應(yīng)地?zé)岱纸鉃閱钨|(zhì)鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫和單質(zhì)硫，然后熱分解產(chǎn)生的單質(zhì)鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫、單質(zhì)硫以及一開始就以單質(zhì)形態(tài)揮發(fā)的單質(zhì)鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫隨氣流一塊進(jìn)入后續(xù)的冷凝器冷凝，由于單質(zhì)硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)均較低，通常不會(huì)在冷凝器中冷凝，而是繼續(xù)以氣態(tài)流入后續(xù)的裝置，因此冷凝器中通常僅冷凝上述的單質(zhì)鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫。由于單質(zhì)鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫的熔點(diǎn)較低，且進(jìn)一步的，冷凝過程中單質(zhì)鉛、鋅、砷、鋪、祕和/或錫相互摻混，形成包括鉛、鋅、砷、鋪、祕和/或錫元素的多元合金，該多元合金的恪點(diǎn)更低，比元素鉛、鋅、砷、鋪、祕和錫中任何一個(gè)的恪點(diǎn)都低，使得多元合金雖被冷凝，但冷凝后通常是液態(tài)，至多是半液態(tài)半固態(tài)，基本不可能形成不具有粘連性的固態(tài)，使得冷凝后的多元合金仍然具有流動(dòng)性和粘連性，多元合金的小液滴或者是半液態(tài)半固態(tài)且具有很強(qiáng)粘連性的小顆粒最終匯集于冷凝器的底部，進(jìn)一步被冷凝，最終很容易冷凝形成體積很大的一大坨或一大塊的固態(tài)多元合金，由于體積太大，該固態(tài)多元合金很難從冷凝器原本設(shè)計(jì)的物料出口中運(yùn)出，需要先將冷凝器停止工作，然后等待冷凝器內(nèi)部溫度降至接近室溫，然后打開冷凝器，讓工人進(jìn)入冷凝器進(jìn)行破拆大塊，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；且由于體積太大，該固態(tài)多元合金即使從冷凝器中運(yùn)出后，還必須對(duì)其進(jìn)行破拆粉碎以方便后續(xù)處理，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且由于鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫元素的金屬單質(zhì)的硬度較低，使得上述的多元合金質(zhì)地較軟，因此很難將該大塊多元合金粉碎成顆粒狀或粉末狀。綜上，目前的工藝使得變成氣體揮發(fā)脫除的雜質(zhì)元素以單質(zhì)形態(tài)在冷凝器中被冷凝，很容易形成體積很大的一大塊多元合金，該多元合金由于體積太大、質(zhì)地較軟等原因，給后續(xù)的處理帶來很多的消極影響，嚴(yán)重降低了精煉脫雜工序的工作效率，嚴(yán)重影響了整個(gè)銅冶煉流程的正常生產(chǎn)節(jié)奏。為此，本發(fā)明中，步驟2)中，在精煉爐I內(nèi)，向精煉爐I內(nèi)的銅冶煉渣熔液吹送含氧氣體，利用含氧氣體中的氧元素將精煉爐I內(nèi)的銅冶煉渣熔液中所包括的雜質(zhì)元素氧化成相應(yīng)的雜質(zhì)元素的氧化物，氧化形成的雜質(zhì)元素的氧化物在真空環(huán)境下變成氣態(tài)氧化物揮發(fā)脫除;然后混合有氣態(tài)的雜質(zhì)元素的氧化物的氣體進(jìn)入與精煉爐I連通的冷凝器被冷凝，得到冷凝后的凝聚態(tài)的雜質(zhì)元素的氧化物混合物，實(shí)現(xiàn)回收銅冶煉渣中雜質(zhì)元素的過程；由于氧化物的熔點(diǎn)比單質(zhì)的熔點(diǎn)要高得多，使得攜帶大量氧化物的氣流進(jìn)入冷凝器后，該氧化物直接被冷凝成基本上沒有粘連性的固態(tài)顆?；蚍勰?，該固態(tài)顆?；蚍勰┰谙侣溥^程中進(jìn)一步地被冷卻，至冷凝器底部后徹底失去粘連性，得到一堆松散的、類似于細(xì)小沙粒的氧化物顆粒或氧化物粉末，該氧化物顆粒或氧化物粉末即為上述的氧化物混合物。顯而易見地，松散的、類似于細(xì)小沙粒的氧化物顆?；蜓趸锓勰┖苋菀椎貜睦淠髦羞\(yùn)出，省時(shí)省力，徹底解決了上述體積太大的多元合金難以從冷凝器中運(yùn)出的問題;且該氧化物混合物本身就是顆粒狀或粉末狀，無需后續(xù)再進(jìn)行破拆粉碎，省時(shí)省力，同時(shí)徹底解決了上述多元合金由于質(zhì)地較軟難以粉碎為顆粒狀或粉末狀，從而提高了精煉脫雜工序的工作效率，保證了整個(gè)銅冶煉流程的正常生產(chǎn)節(jié)奏。
[0069]本發(fā)明中，精煉脫雜處理僅是脫除銅冶煉渣熔液中的雜質(zhì)元素鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫元素，并沒有改變銅冶煉渣熔液的性狀;氧化處理僅是將銅冶煉渣中的各鐵礦物氧化為赤鐵礦，且將銅冶煉渣熔液中的各銅礦物氧化為氧化銅礦，使得含氧氣體氧化后的銅冶煉渣熔液包括赤鐵礦、氧化銅礦和石英礦，僅是改變所含元素的物相狀態(tài);上述步驟3)中“脫雜氧化處理結(jié)束得到脫雜且氧化后的銅冶煉渣熔液”提及的“脫雜且氧化后的銅冶煉渣熔液”仍然是銅冶煉渣熔液，是脫除了部分雜質(zhì)元素的銅冶煉渣熔液，是物相狀態(tài)得到了改變的銅冶煉渣熔液。
[0070]本發(fā)明中，上述含氧氣體優(yōu)選為空氣或富氧空氣，富氧空氣中氧氣的體積百分比為25%?95%。優(yōu)選的，以氧氣計(jì)量，控制氧氣的吹送量為7m3/t渣?10m3/t渣。
[0071]本發(fā)明中，對(duì)于化驗(yàn)結(jié)果的目標(biāo)設(shè)計(jì)要求，顯而易見地，鉛、鋅、砷、銻、鉍和錫這六種元素的揮發(fā)性有大有小，該六種元素不太可能同時(shí)脫除至理想值，因此，上述目標(biāo)設(shè)計(jì)要求只能以上述6中元素中的某一個(gè)元素或某幾個(gè)元素的含量作為目標(biāo)參考，只能以對(duì)生產(chǎn)影響最大的某一個(gè)元素或某幾個(gè)元素的含量作為目標(biāo)參考，例如:鉛和砷兩種元素在銅精礦中含量最高，二者對(duì)生產(chǎn)的影響最大，因此可以以鉛和砷這兩種元素的含量作為上述化驗(yàn)結(jié)果的目標(biāo)設(shè)計(jì)要求，只要取樣化驗(yàn)的鉛和砷的含量達(dá)到了目標(biāo)設(shè)計(jì)要求，就意味著脫雜過程結(jié)束，則首先破除精煉爐I內(nèi)的真空狀態(tài);至于其余雜質(zhì)元素的脫除效果是否達(dá)到理想程度，不作深究。還可以以銅冶煉渣中氧化銅礦或赤鐵礦的含量是否達(dá)到理想值作為上述化驗(yàn)結(jié)果的目標(biāo)設(shè)計(jì)要求。
[0072]本發(fā)明中，上述驅(qū)動(dòng)氣體為氮?dú)饣驓鍤?，?yōu)選為氮?dú)狻?br>[0073]本發(fā)明中，上述真空殘壓即指精煉爐I內(nèi)空腔在真空狀態(tài)下所殘余的氣體的壓力，與名詞真空度的意義一樣。優(yōu)選的，步驟2)中的真空殘壓為10Pa?lOOOPa。
[0074]本發(fā)明中，對(duì)用于盛裝銅冶煉渣熔液的盛渣容器5的結(jié)構(gòu)和類型不作限制，滿足用于盛裝銅冶煉渣熔液這個(gè)功能即可，該盛渣容器5頂面至少具有一個(gè)開口以允許精煉爐I上下升降。
[0075]本發(fā)明中，通過設(shè)置在進(jìn)液管2上的驅(qū)動(dòng)氣體管201向進(jìn)液管2內(nèi)的銅冶煉渣熔液中噴吹帶壓的驅(qū)動(dòng)氣體。
[0076]本發(fā)明中，高雜質(zhì)銅精礦意指銅精礦中雜質(zhì)元素的含量較高，雜質(zhì)元素包括鉛、鋅、砷、銻、鉍和錫元素中的一種或多種或全部，雜質(zhì)元素的含量超過行業(yè)對(duì)其含量的通用的要求范圍。本發(fā)明中，實(shí)際生產(chǎn)中，上述銅精礦不一定包括全部的上述六種雜質(zhì)元素，可能包括上述六種雜質(zhì)元素的一種或幾種，也可能包括全部的上述六種元素。實(shí)際生產(chǎn)中，即使上述銅精礦包含上述的六種雜質(zhì)元素的某一種，但該雜質(zhì)元素的含量可能也不超過行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)，而是所含的其它某種雜質(zhì)元素的含量超過行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際生產(chǎn)中，只要上述銅精礦中所含的雜質(zhì)元素是上述六種雜質(zhì)元素之一且該雜質(zhì)元素含量超過行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)，該銅精礦就為高雜質(zhì)銅精礦。高雜質(zhì)銅精礦經(jīng)熔煉工序產(chǎn)出的熔煉渣一般就是高雜質(zhì)熔煉渣。
[0077]本發(fā)明可處理的高雜質(zhì)銅冶煉渣中可能存在的上述六種雜質(zhì)元素的重量百分比的優(yōu)選的上限值為:鉛<5.0%、鋅<10.0%、砷<5.0%、銻<3.0%、鉍<5.0%、錫<1.0%。
[0078]本發(fā)明提供了一種高雜質(zhì)銅冶煉渣的處理方法，顯而易見地，該處理方法并不是只能處理高雜質(zhì)銅冶煉渣，處理高雜質(zhì)銅冶煉渣僅是該處理方法的眾多功能中的比較突出的一點(diǎn)；既然該處理方法能夠處理高雜質(zhì)銅冶煉渣，顯然，其也能夠處理元素含量正常的銅冶煉渣。采用本發(fā)明提供的處理方法處理元素含量正常的銅冶煉渣也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。即只要采用本發(fā)明提供的處理方法處理銅冶煉渣，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0079]本發(fā)明中銅冶煉渣熔液循環(huán)流動(dòng)的原理:當(dāng)將設(shè)置在精煉爐I底面上的進(jìn)液管2和出液管3浸入到盛渣容器5內(nèi)熔液的上液面以下一定深度，然后開啟與精煉爐I連通的真空栗將精煉爐I內(nèi)的空腔抽成真空狀態(tài)，此時(shí)在精煉爐I內(nèi)真空殘壓與外界大氣壓之間的大氣壓差的作用下盛渣容器5中的熔液沿進(jìn)液管2和出液管3的空腔通道上升流入精煉爐I的空腔內(nèi)；此時(shí)的銅冶煉渣熔液并不循環(huán)流動(dòng)；為使銅冶煉渣熔液循環(huán)流動(dòng)，向進(jìn)液管2內(nèi)的熔液中噴吹帶壓的驅(qū)動(dòng)氣體，驅(qū)動(dòng)氣體進(jìn)入進(jìn)液管2內(nèi)的熔液后由于受熱膨脹和壓力下降，弓丨起等溫膨脹，在進(jìn)液管2內(nèi)瞬間產(chǎn)生大量的氣泡核并迅速膨脹，膨脹的氣體驅(qū)動(dòng)銅冶煉渣熔液上升，在大氣壓差及驅(qū)動(dòng)氣體的帶動(dòng)下盛渣容器5中的熔液不斷地由進(jìn)液管2上升流入精煉爐I內(nèi)，然后精煉爐I內(nèi)的熔液再通過出液管3不斷地由精煉爐I流出返回至盛渣容器5內(nèi)，在盛渣容器5、進(jìn)液管2、精煉爐I以及出液管3之間形成熔液的循環(huán)流動(dòng)。
[0080]本發(fā)明中，上述雜質(zhì)元素鉛、鋅、砷、銻、鉍和/或錫元素以氧化物形態(tài)揮發(fā)的這個(gè)過程主要發(fā)生在盛渣容器5中的銅冶煉渣熔液的上表面附近處，當(dāng)銅冶煉渣熔液上表面附近的雜質(zhì)元素被脫除后，位于銅冶煉渣熔液內(nèi)部和下部的雜質(zhì)元素憑借擴(kuò)散動(dòng)力開始向上表面附近處擴(kuò)散，恢復(fù)提高銅冶煉渣熔液上表面附近處的雜質(zhì)元素含量，使得該處的雜質(zhì)元素進(jìn)入等待揮發(fā)脫除的狀態(tài)，顯然，在盛渣容器5、進(jìn)液管2、精煉爐I以及出液管3之間形成恪液的循環(huán)流動(dòng)，恪液如此大循環(huán)量地流動(dòng)為脫除銅冶煉渣恪液中的上述雜質(zhì)元素提高了極為有利的動(dòng)力學(xué)條件，大循環(huán)量的流動(dòng)提高了銅冶煉渣熔液內(nèi)部和下部的雜質(zhì)元素?cái)U(kuò)散至上液面附近處的速度，減少了擴(kuò)散時(shí)間，也使得銅冶煉渣熔液內(nèi)部和下部的雜質(zhì)元素可以最大化地上升至銅冶煉渣熔液的上液面附近處，從而提高了精煉脫雜處理的脫雜速率和脫雜程度，降低了精煉脫雜處理的脫雜周期。
[0081 ] 在本發(fā)明中，銅冶煉渣的溫度在1000 °C?1350 °C，優(yōu)選在1100 °C?1250 °C范圍內(nèi)。本發(fā)明對(duì)熱銅冶煉渣的來源沒有特殊限制，可以處理銅品位小于等于3%的熔煉渣、轉(zhuǎn)爐渣和電爐貧化渣等，也可以處理銅品位大于3%的一步煉銅渣和吹煉渣。
[0082]在上述氧化過程中，本發(fā)明充分利用熱熔渣的顯熱能量，在氧氣的氧化作用下，使渣中銅鐵礦物進(jìn)行氧