化，同時使銅鐵結(jié)合礦物充分分離。隨著熱熔銅冶煉渣氧化反應(yīng)的持續(xù)進行，銅冶煉渣中的鐵橄欖石(2Fe0.S12)轉(zhuǎn)化為Fe3O4和S12，渣中的磁鐵礦、褐鐵礦和硫化鐵礦轉(zhuǎn)化為Fe203;當過氧化時，由鐵橄欖石轉(zhuǎn)化的Fe304進一步氧化成Fe203。并且，渣中的少量冰銅等硫化銅礦物也會被氧化為CuO和Si02，金屬銅被氧化成氧化銅。最終，本發(fā)明通過氧化使渣中的鐵礦物統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為易選的赤鐵礦、銅礦物統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為可以活化浮選或浸出的氧化銅礦。
[0083]利用含氧氣體中的氧元素的氧化作用將銅冶煉渣熔液中的鐵橄欖石氧化分解為Fe3O4和S12且將鐵銅結(jié)合礦物氧化分解為單獨的鐵礦物和單獨的銅礦物，并控制含氧氣體的供給量最終將銅冶煉渣熔液中的鐵元素氧化成Fe2O3以使得銅冶煉渣中的各種鐵礦物氧化為赤鐵礦，且將銅冶煉渣熔液中的銅元素氧化為氧化銅以使得銅冶煉渣熔液中的各種銅礦物氧化為氧化銅礦，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，實現(xiàn)將銅冶煉渣氧化的過程。
[0084]—定時間的氧化后，本發(fā)明對氧化得到的銅冶煉渣進行緩冷處理。本發(fā)明通過對渣的緩冷工藝進行礦物富集結(jié)晶，為選礦等回收處理做好準備。在本發(fā)明的一個實施例中，緩冷處理依次包括:自然緩冷24小時和加水冷卻36小時。其中，加水冷卻可以采用加水噴淋的方式進行。
[0085]本發(fā)明采用氧化和緩冷工藝進行熱熔渣預(yù)處理，充分利用了銅冶煉渣自身的顯熱資源，通過對熱熔銅冶煉渣充氧氧化，將銅礦物、鐵礦物全部氧化以及將銅鐵結(jié)合礦物分離，使各銅礦物相轉(zhuǎn)化為氧化銅相、各鐵礦物相轉(zhuǎn)化為赤鐵礦物相;然后通過緩冷工藝富集和促進礦物顆粒長大。在本發(fā)明中，熱熔銅冶煉渣經(jīng)過上述預(yù)處理后，基本上以赤鐵礦(Fe2O3)和氧化銅礦(CuO)和石英(S12)的礦物形式存在，即得到經(jīng)過緩冷處理的銅冶煉渣，增強了渣中各種資源礦物的可選性，利于后續(xù)采用選礦處理工藝回收銅、鐵和硅。
[0086]緩冷處理后，選礦處理之前，本發(fā)明優(yōu)選還包括:將經(jīng)過緩冷處理的銅冶煉渣進行粉磨。粉磨為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段，在本發(fā)明的實施例中，粉磨后銅冶煉渣的細度為85目?325目，優(yōu)選為100目?300目。自緩冷處理結(jié)束后，本發(fā)明可將盛渣容器5內(nèi)的爐渣倒出，用破碎機破碎后通過皮帶送入磨礦一選礦系統(tǒng)，爐渣經(jīng)過粉磨磨礦，成為一定細度的礦漿后進入選礦系統(tǒng)。
[0087]本發(fā)明將經(jīng)過緩冷處理的銅冶煉渣先進行浮選和磁選，得到赤鐵礦，再將回收赤鐵礦后的尾礦進行浸出，得到含銅產(chǎn)品和浸出渣，最后將所述浸出渣依次進行洗滌和過濾，得到含硅產(chǎn)品，實現(xiàn)回收銅冶煉渣中鐵、銅以及硅元素的過程。
[0088]優(yōu)選的，當熱銅冶煉渣的銅品位大于3%，本發(fā)明可以采用以“先提鐵后提銅”為原則的浮磁-浸出流程，即將經(jīng)過緩冷處理的銅冶煉渣先進行浮選和磁選，得到赤鐵礦;再將回收赤鐵礦后的尾礦進行浸出，得到含銅產(chǎn)品和浸出渣;最后將浸出渣依次進行洗滌和過濾，得到含硅產(chǎn)品。
[0089]本發(fā)明針對高品位的銅冶煉渣，除了采用浮選、磁選對赤鐵礦進行綜合回收和提高鐵礦物回收率后，還在浸出提銅之前提取了鐵礦物，減少了浸出過程中鐵離子的不良影響，為簡化后續(xù)實施如萃取和電積的提銅工藝打下了基礎(chǔ)。
[0090]在這種工藝流程中，提鐵又可以采用以下兩種工藝。一種工藝為:將經(jīng)過緩冷處理的銅冶煉渣先進行浮選，得到大部分赤鐵礦和浮選尾礦;然后將浮選尾礦進行磁選，得到殘余赤鐵礦和磁選尾礦;再將磁選尾礦進行浸出，得到含銅產(chǎn)品和浸出渣;最后將浸出渣依次進行洗滌和過濾，得到含硅產(chǎn)品。其中，浮選所用的捕收劑可以為氧化石蠟皂，其用量優(yōu)選為10g/1渣?800g/1渣，更優(yōu)選為200g/1渣?500g/1渣。本發(fā)明對磁選沒有特殊限制，選鐵尾礦進入提銅等工藝。另一種工藝為:將經(jīng)過緩冷處理的銅冶煉渣依次進行強磁選和反浮選，得到赤鐵礦、反浮選尾礦和強磁選尾礦；再將反浮選尾礦和強磁選尾礦合并后進行浸出，得到含銅產(chǎn)品和浸出渣;最后將浸出渣依次進行洗滌和過濾，得到含硅產(chǎn)品。其中，強磁選為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段。反浮選對鐵精礦進行脫雜處理而獲得最終鐵精礦，可采用十二胺等脫硅藥劑為捕收劑，其用量優(yōu)選為50g/t渣?600g/t渣，更優(yōu)選為200g/t渣?500g/t渣。反浮選的尾礦與強磁選的尾礦合并后，進入提銅工藝。
[0091]在上述兩種工藝中，提鐵后，得到的選鐵尾礦再通過浸出的提銅工藝來浸出銅。在本發(fā)明的實施例中，浸出工藝為硫酸漿浸工藝，為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段。根據(jù)含銅品位，本發(fā)明可控制浸出礦漿中硫酸的濃度為15g/L?80g/L，優(yōu)選為20g/L?60g/L;浸出的時間優(yōu)選為20min?120min，更優(yōu)選為50min?llOmin。
[0092]浸出后，得到的浸渣依次經(jīng)過洗滌和過濾后作為石英礦物進行回收;而得到的浸出液優(yōu)選經(jīng)過萃取提取硫酸銅，然后通過電積獲取電積銅，電積銅為合格陰極銅或粗銅。本發(fā)明提鐵后可以為浸出一萃取的提銅工藝排除鐵離子的干擾，提銅效果更好。并且，本發(fā)明首次將浮磁、浸出、萃取和電積工藝有機組合，即采用浮磁一浸出一萃取一電積流程，將銅冶煉渣資源化分離成銅精礦或陰極銅及電積銅、鐵精礦和含硅產(chǎn)品，實現(xiàn)了銅冶煉渣的最大資源化。
[0093]在上述工藝中，浮選、磁選、強磁選、反浮選和過濾等均為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)手段，本發(fā)明沒有特殊限制。
[0094]通過該工藝得到的鐵精礦根據(jù)純度和細度情況，可以作為煉鐵原料和生產(chǎn)超級鐵精礦或鐵紅的原料;得到的含硅產(chǎn)品含硅量和細度較高，為高含硅產(chǎn)品，可以作為冶煉配料和制作玻璃、鑄石以及干粉砂漿等建筑材料，產(chǎn)品市場范圍非常廣泛;得到的銅精礦、電積銅或銅冶煉渣可以返回銅冶煉。
[0095]綜上，本發(fā)明提供的方法流程短，工藝簡單、易于實現(xiàn)和控制，基本滿足了銅冶煉行業(yè)的銅冶煉渣資源化處理的需求，具有使用范圍廣和實用強等特點。另外，本發(fā)明提供的從銅冶煉渣中回收銅、鐵和硅的方法不產(chǎn)生二次廢物，無污染，節(jié)約了大量能源的投入。
[0096]對于向精煉爐I內(nèi)的銅冶煉渣熔液吹送含氧氣體的具體吹送方式，在本發(fā)明的一個實施例中，提供了一種吹送方式:步驟2)中，將含氧氣體以浸沒吹送的方式吹送至精煉爐I內(nèi)的銅冶煉渣熔液的上液面以下，噴出含氧氣體的出氣口位于精煉爐I內(nèi)的銅冶煉渣熔液的上液面以下。
[0097]在本發(fā)明的一個實施例中，還提供了另外一種吹送方式:步驟2)中，通過氧槍4以頂吹氣體的方式將含氧氣體吹送至精煉爐I內(nèi)的銅冶煉渣熔液中，氧槍4的出氣口位于精煉爐I內(nèi)的銅冶煉渣熔液的上液面以上且與銅冶煉渣熔液的上液面相距一定距離;氧槍4為包括多個內(nèi)外套裝的空心管的多層內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)，氧槍4包括由空心管內(nèi)的空腔或相鄰兩個內(nèi)外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于輸送含氧氣體的含氧氣體通道，含氧氣體通道與含氧氣體的氣源裝置連通;氧槍4還包括由相鄰兩個內(nèi)外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于對氧槍4進行冷卻保護的冷卻循環(huán)水通道，冷卻循環(huán)水通道與冷卻水供給裝置連通;氧槍4還包括用于提高含氧氣體噴出速度和控制含氧氣體噴射方向的噴頭，噴頭設(shè)置在氧槍4的底端，氧槍4的出氣口設(shè)置在噴頭上;氧槍4設(shè)置在精煉爐I的頂壁上且可沿精煉爐I的頂壁上下滑動。
[0098]優(yōu)選的，實際生產(chǎn)中，可以同時采用上述的兩種含氧氣體吹送方式。
[0099]含氧氣體不適宜在盛渣容器5的器壁上以頂吹、側(cè)吹和/或底吹的方式吹入盛渣容器5內(nèi)的銅冶煉渣熔液中，因為該含氧氣體是在精煉爐I的外部吹入銅冶煉熔液的，存在于銅冶煉渣熔液中的大量含氧氣體會影響銅冶煉渣熔液順利地進入處于真空狀態(tài)的精煉爐I，會影響銅冶煉渣熔液的循環(huán)流動，進而影響脫雜氧化回收效果。
[0100]脫雜氧化回收過程是需要一定時間的，在該時間段內(nèi)，銅冶煉渣熔液的溫度會不可避免地下降，因此需要對銅冶煉渣熔液進行加熱補充熱量。目前行業(yè)里通用的加熱方式為:在盛渣容器5的側(cè)面爐壁上設(shè)置若干個燃燒可燃物與含氧氣體的燃燒器對盛渣容器5內(nèi)的銅冶煉渣熔液進行加熱保溫，燃燒器與盛渣容器5內(nèi)的銅冶煉渣熔液的上液面相距一定距離，該加熱方式存在幾個問題:1.如此的加熱方式類似于“大水漫灌”的模式，燃燒器產(chǎn)生的熱量放任自流，燃燒器產(chǎn)生的熱量沒有全部地應(yīng)用在真正需要的地方，熱量浪費現(xiàn)象嚴重，熱量利用率較低;2.燃燒器產(chǎn)生的熱量首先將銅冶煉渣熔液液面以上空間內(nèi)加熱，然后上部空間內(nèi)的熱量以輻射傳熱的方式傳遞給下方的銅冶煉渣熔液，在該過程中傳熱模式有且僅有輻射傳熱模式這一種，而根據(jù)冶金熱力學(xué)原理，輻射傳熱模式是眾多傳熱模式中傳熱效率最小的幾種之一，因此，目前的加熱方式存在熱量利用率低和傳熱速度較小的問題；
3.由于通常盛渣容器5的長寬面面積較大，僅在盛渣容器5的側(cè)面爐壁上設(shè)置若干個燃燒器是不合理的，顯然，靠近燃燒器的銅冶煉渣熔液加熱保溫效果較好，離燃燒器越遠的銅冶煉渣熔液，加熱保溫效果越差，對于盛渣容器5內(nèi)的全部銅冶煉渣熔液來說，加熱保溫效果極不均勻。顯而易見地，存在上述多個問題的目前的加熱方式，不利于解決本發(fā)明中上述提及的技術(shù)問題，不利于脫雜氧化回收過程的進行。為此，在本發(fā)明的一個實施例中，在脫雜氧化回收過程中，當精煉爐I內(nèi)的空腔處于真空狀態(tài)時，通過氧槍4以頂吹氣體的方式向精煉爐I內(nèi)噴吹可燃氣體和含氧氣體，將可燃氣體和含氧氣體點燃燃燒，利用可燃氣體和含氧氣體的燃燒反應(yīng)放出的熱量對精煉爐I內(nèi)的銅冶煉渣熔液進行補充加熱處理，利用可燃氣體和含氧氣體的燃燒反應(yīng)放出的熱量對噴濺在精煉爐I內(nèi)壁上的銅冶煉渣熔液冷卻后形成的結(jié)瘤物進行熔化清除處理;氧槍4的出氣口位于精煉爐I內(nèi)的銅冶煉渣熔液的上液面以上且與銅冶煉渣熔液的上液面相距一定距離;氧槍4為包括多個內(nèi)外套裝的空心管的多層內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)，氧槍4包括由空心管內(nèi)的空腔或相鄰兩個內(nèi)外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于輸送可燃氣體的可燃氣體通道，可燃氣體通道與可燃氣體的氣源裝置連通；氧槍4還包括由空心管內(nèi)的空腔或相鄰兩個內(nèi)外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于輸送含氧氣體的含氧氣體通道，含氧氣體通道與含氧氣體的氣源裝置連通;氧槍4還包括由相鄰兩個內(nèi)外套裝的空心管的管壁之間的空腔形成的且用于對氧槍4進行冷卻保護的冷卻循環(huán)水通道，冷卻循環(huán)水通道與冷卻水供給裝置連通;氧槍4設(shè)置在精煉爐I的頂壁上且可沿精煉爐I的頂壁上下滑動。
[0101]優(yōu)選的，可燃氣體為天然氣或煤氣。
[0102]本發(fā)明，在精煉爐I內(nèi)的空腔處于真空狀態(tài)時，通過氧槍4以頂吹氣體的方式向精煉爐I內(nèi)噴吹可燃氣體和含氧氣體，將可燃氣體和含氧氣體點燃燃燒，利用可燃氣體和含氧氣體的燃燒反應(yīng)放出的