一种熔融液态粗镉液直接精馏的方法
【专利摘要】本发明公开一种熔融液态粗镉液直接精馏的方法，将镉饼到粗镉熔炼炉中熔炼，熔炼温度为500～700℃，氢氧化钠的加入比例为15～16：100，还原剂的加入比例为1～2：100，使杂质Zn、Pb、Cu与NaOH反应生成钠盐，统称为碱渣，碱渣密度比镉的密度小而形成分层，并浮于镉液上面，同时碱渣中包裹的少量CdO被还原剂还原成金属镉，通过定时清理碱渣除去杂质，得到含Cd＞98％、Zn＜0.05％的粗镉液；粗镉液通过粗镉熔炼炉底部由无沟槽金属熔物专用阀控制的放料口流出，流入中间保温炉；中间保温炉中的粗镉液通过真空精馏炉的虹吸管吸入到真空精馏炉中进行高温精馏400～500℃，由于镉的挥发温度远低于杂质元素挥发温度，液态镉形成镉蒸汽，在冷凝器中冷凝成液态镉或精镉锭。
【专利说明】
-种膝融液态粗福液直接精溜的方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种烙融液态粗儒液直接精馈的方法。属有色金属冶金技术领域。
【背景技术】
[0002] 在锋的冶炼中，硫化锋精矿中的儒在沸腾炉赔烧过程中挥发进入烟尘，烟尘经过 浸出后儒进入浸出液，浸出液经过锋粉净化，得到铜儒渣，铜儒渣再经过浸出，锋粉置换得 到海绵儒和铜渣，海绵儒经过压饼机挤压成致密儒饼。儒饼一般含儒70~85%，含锋3~ 5%。
[0003] 在现有利用儒饼生产精儒锭的技术中，在500~700°C下将儒饼烙化，并添加氨氧 化钢、还原剂除去杂质和还原后，含儒大于98%的粗儒液铸成粗儒锭。粗儒锭经进一步精馈 后铸成精儒锭。其工艺一般为:海绵儒^儒饼^粗炼^粗儒锭^精馈^铸锭^精儒锭。由于 粗儒液不能在粗炼炉中直接进行精馈，从而不得不把约60(TC粗儒液冷却铸锭后，再送精馈 炉加溫到400~500°C进行高溫精馈，高溫粗儒液大量显热无法利用，导致能耗高。
[0004] 在对此方法的研究和实践过程中，本发明的发明人发现:上述工艺很好的解决了 锋湿法冶炼过程产海绵儒回收儒的问题，但在回收过程中高溫烙融粗儒液需冷却铸锭后送 精馈炉进行精馈，高溫烙融粗儒液热洽无法利用，增加了海绵儒回收能耗，最终增加其生产 成本。
【发明内容】
[0005] 为克服上述现有技术存在问题，本发明提出一种新的烙融液态粗儒液直接精馈的 方法。本发明能够降低能耗、提高自动化程度、降低生产成本、改善操作环境、降低工程造 价。
[0006] 本发明一种烙融液态粗儒液直接精馈方法烙炼过程的步骤包括:粗炼、偏憐酸钢 除杂、放料、精馈过程;其中
[0007] -、粗炼:将一定量的儒饼放入粗儒烙炼炉（1)中烙炼，烙炼溫度为500°C~700°C， 加入氨氧化钢，氨氧化钢与儒饼的比例为15~16:100,加入还原剂，还原剂与儒饼比例为1 ~2:100,使儒饼中杂质Zn、Pb、Cu与化OH反应生成钢盐，其密度比儒的密度小而形成分层， 并浮于儒液上面，同时碱渣中包裹的少量CdO被还原剂还原成金属儒，通过定时清理碱渣除 去杂质，得到含Cd> 98 %、化<0.05 %、化<0.4 %的粗儒液；
[000引二、偏憐酸钢除杂:再加入偏憐酸钢除杂，其加入偏憐酸钢与粗儒液的比例为1~ 2:100，烙炼溫度为600~700°C，烙炼时间为1~化，将浮渣拱除，粗儒液含化<0.0 l % ;
[0009] =、放料:粗儒液流量通过粗儒烙炼炉（1)底部经无沟槽金属烙物专用阀（3)控制， 从放料口（2)直接流出进入中间保溫炉(4)，粗儒液溫度控制为380~450°C ;
[0010] 四、精馈：中间保溫炉(4)与真空精馈炉(6)通过虹吸管(5)连接，中间保溫炉(4)中 的粗儒液经过虹吸管巧)吸入到真空度<25Pa的真空精馈炉(6)中，粗儒液在真空精馈炉(6) 中W400~500°C进行高溫精馈烙炼，液态儒变为汽态儒，则儒蒸汽，儒蒸汽经真空精馈炉 (6)上部出气管进入冷凝器(7)中冷凝后形成液态儒，液态儒再经冷凝铸锭获得精儒锭，真 空精馈炉(6)内的杂质从下部出料口流出进入精馈渣，精馈渣可另行回收处理。
[0011] 所述在真空精馈炉(6)中高溫精馈烙炼过程加入偏憐酸钢，在600~700°C的溫度 下进行深度除杂，进一步降低粗儒液中的杂质含量。
[0012] 粗儒液的溫度为500~600°C，通过耐高溫无沟槽金属烙物专用阀（2)控制粗儒烙 炼炉放料日（2)的开或关，由PLC控制系统控制每间隔60分钟打开阀口5分钟，控制放粗儒液 量，从而达到控制真空精馈炉进料量的目的。
[0013] 将500°C~700°C高溫烙融液态粗儒液直接进入真空精馈炉进行精馈。
[0014] 所述粗儒烙炼炉（1)的放料口（2)出口是伸入到中间保溫炉(4)内，且由碱液覆盖 的粗儒液中。
[0015] 所述粗儒烙炼炉（1)的放料口（2)外壁圆周处设有电加热管并采用包裹保溫材料 方式保溫。
[0016] 所述烙融液态的儒从粗儒烙炼炉（1巧Ij真空精馈炉(6)过程中，通过精准控制系统 让溫度保持在600~700°C。
[0017] 所述虹吸管(5)进料口位置至少位于中间保溫炉(4)内底部20~30cm高度，让中间 保溫炉(4)内上部铅含量相对较少的粗儒液流才能进入真空精馈炉内。
[0018] 所述将一定量的儒饼放入粗儒烙炼炉（1)中烙炼，是指每5分钟通过自动加料机构 加入一个儒Cd含量为70~85%、重量为10~25kg的儒饼到粗儒烙炼炉（1)中烙炼。
[0019] 在中间保溫炉(4)底部预开一个出料口；所述整个中间保溫炉(4)的外壁圆周处设 有电加热管并采用包裹保溫材料方式保溫中间保溫炉(4)。
[0020] 本发明工作机理：由于金属儒非常活泼，暴露在空气中极易被氧化，因此在烙炼过 程中表面需覆盖碱液，碱不仅使金属儒与空气隔绝防止被氧化，而且与杂质元素反应形成 碱渣，但碱渣粘度大，流动性差，容易造成放料口堵塞，普通的放料方式无法满足连续真空 精馈的均匀稳定的进料要求。传统工艺是先将粗儒液诱铸成粗儒锭，即儒粗炼和精炼相对 独立的生产组织方式，要求低，适合人工操作，但流程长，能耗高。
[0021 ]本发明将儒粗炼和精炼从独立间断的两个流程改为连续工艺流程，即烙融液态的 粗儒液直接精馈的生产方式，并且采用添加两次偏憐酸钢进行深度除铅，大幅降低粗儒液 杂质含量，实现通过降低能耗达到降低生产成本的目的，并提高自动化水平。本发明将500 ~700°C高溫烙融液态粗儒液通过粗儒烙炼炉底部由无沟槽金属烙物专用阀控制的放料口 流出，流入中间保溫炉，采用中间保溫炉实现稳定、均匀、连续供给液态粗儒液原料方式；中 间保溫炉中的粗儒液再通过中间保溫炉与真空精馈炉连接有虹吸管(不诱钢虹吸管)吸入 到真空精馈炉中进行高溫精馈(400~500°C)，添加一次偏憐酸钢进行深度除铅，由于儒的 挥发溫度远低于杂质元素。6、化、1'1古日、加、化、511、訊、4肖)挥发溫度，从而让液态儒形成儒 蒸汽，并在冷凝器中冷凝成液态儒。
[0022] 由于烙融状态的儒液极易氧化，暴露在空气中即刻氧化成氧化儒，流动状态的儒 液与空气中的氧气激烈反应会产生大量的黄烟(氧化儒烟尘），氧化儒为可致癌物质，对操 作人员的身体健康造成巨大威胁，本发明采用粗儒烙炼炉放料口（2)出料口伸入到中间保 溫炉(4)内部被碱液覆盖的液态粗儒液中，从而防止粗儒液和空气接触。
[0023] 儒的烙点32 TC到粗儒的烙炼溫度500°C~700°C只有很小的溫差区域，粗儒液由 出口流出时溫度会下降一些导致形成固态儒，固态儒会造成出口处的堵塞，需要人工频繁 清理，影响生产效率，且通过人工再加溫烧烙化固态儒，增加操作人员与有毒烟气接触机 会，无法满足连续精馈频繁放料的操作要求。本发明在整根放料口（2)的外壁圆周处设有电 加热管并同时采用包裹保溫材料方式保溫，确保粗儒液在放料口（2)不会被冷却成固体儒， 并可W随时把粗儒液从粗儒烙炼炉（1)放到中间保溫炉(4)内，其操作简单，保证后续精馈 作业的稳定和定量进料，使进料和产量平衡，防止进料过多或过少造成精儒产品Pb含量超 标，最终生产出99.995 %的精儒产品。
[0024] 传统的粗儒液铸成粗儒锭的生产方式可W很简单的实现进料量的控制，只要控制 粗儒锭的烙化速度就可W实现。但本发明采用烙融液态直接真空精馈炉生产方式就不能通 过类似的方式实现，必须采用非传统方式实现，则本发明采用精准控制系统来控制烙融液 态粗儒液在真空精馈炉(6)的溫度保持在600°C~700°C范围，互相配合实现发明目的。
[0025] 因铅密度比儒密度大，烙融状态的粗儒液中铅由于重力偏析而产生"沉底"现象， 即会造成中间保溫炉底部的粗儒液会富集铅，经较短时间的积累，中间保溫炉内铅含量会 上升10倍，导致真空精馈炉产出的精儒产品铅超标。本发明通过将真空精馈炉进料与虹吸 管出口放置位于距离中间保溫炉底部位置有20cm~30cm的高度处，从而让中间保溫炉内上 部铅含量相对较少的粗儒液流才能进入真空精馈炉内，防止高含铅的粗儒液进入真空精馈 炉(6)内，确保最终精儒产品质量。
[0026] 此外，为了降低中间保溫炉内富集铅含量较多的粗儒液，本发明还可W在中间保 溫炉底部预开一个出料口，一定时间后让中间保溫炉4内富集铅的粗儒液从该出料口流出。
[0027] 本发明通过两次添加不同量的偏憐酸钢，实现深度去除粗儒液内的化等部份杂 质，从而降低金属烙体粘度，改善粗儒烙融金属液的流动性，运从另一方面来说也能防止粗 儒烙炼炉出料口堵塞。
[0028] 上述技术方案可W看出，由于本发明实施例采用烙融液态粗儒液直接精馈的方 法，因此本发明的有益效果：
[0029] 1、能耗低:本发明直接处理烙融液态粗儒液，充分利用高溫粗儒液的热洽，节约能 源。
[0030] 2、自动化程度高:本发明的冶炼方法中的海绵儒饼通过自动加料装置按照设定时 间间隔加入到粗儒烙炼炉中，实现粗儒烙炼的连续生产;通过自动控制粗儒烙炼炉放料口 的无沟槽金属烙物专用阀开或关，实现真空精馈炉进料的自动控制，并实现粗炼和精炼的 连续生产。
[0031] 3、生产成本低:通过自动控制真空精馈炉的进料量，实现均匀进料，提高真空精馈 炉的精馈效率，节约生产成本。
[0032] 4、操作环境好:本发明的冶炼方法烙融液态粗儒液通过中间保溫炉保溫控制流量 直接进入真空精馈炉内，取消原有的粗儒铸锭和粗儒锭吊运加料的作业，简化工艺流程，可 使操作环境进一步改善。
[0033] 5、造价低:本发明的冶炼方法取消粗儒液的诱铸和再加料烙化过程，既减少生产 设备、生产环节，又节省了工程投资。
【附图说明】
[0034] 图I是本发明方法的流程图；
[0035] 图2是本发明使用装置的结构示意图。
[0036] 图3是现有技术工艺流程图。
[0037] 图中，1-粗儒烙炼炉，2-放料口，3-无沟槽金属烙物专用阀，4-中间保溫炉， 5-虹吸管，6-真空精馈炉，7-冷凝器，8-铸锭机。
【具体实施方式】
[0038] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据运些附图获得其它的附图。
[0039] 本发明方法包括:每5分钟通过自动加料机构加入一个重量为IOkg~25kg的儒饼 (Cd 70%~85%巧Ij粗儒烙炼炉中烙炼，烙炼溫度为500°C~700°C，氨氧化钢的加入比例为 15~16:100,还原剂(煤或木头）的加入比例为1~2:100,使杂质Zn、Pb、化与化OH反应生成 钢盐，统称为碱渣，碱渣密度比儒的密度小而形成分层，并浮于儒液上面，同时碱渣中包裹 的少量CdO被还原剂还原成金属儒，通过定时清理碱渣除去杂质，得到含Cd>98%、Zn< 0.05 %的粗儒液;粗儒液通过粗儒烙炼炉底部由无沟槽金属烙物专用阀控制的放料口流 出，流入中间保溫炉；中间保溫炉中的粗儒液通过真空精馈炉的虹吸管吸入到真空精馈炉 中进行高溫精馈(400°C~500°C)，由于儒的挥发溫度远低于杂质元素(Pb、Zn、Tl、Fe、Cu、 Ni、Sn、訊、Ag)挥发溫度，液态儒形成儒蒸汽，并在冷凝器中冷凝成液态儒，再经过冷凝铸锭 得到精儒锭，杂质进入精馈渣，可另行回收处理，W下分别进行详细说明。
[0040] 实施例1
[0041 ]首次投料:将37化g氨氧化钢投入到Im3的粗儒烙炼炉中，控制烙炼炉加热溫度450 °C，待氨氧化钢烙化后，溫度升到650°C。将干重2.5t的儒饼(含Cd73.45%、含化4.56% )通 过儒饼自动加料装置投入粗儒烙炼炉中，并加入25kg的原煤(C55 % )进行还原。设定投料时 间间隔，保证儒饼加入量为200kg/h。打开放料口阀口放出粗儒液约1.11到中间保溫炉中待 用，经真空精馈炉精馈，并诱铸得到品位为99.995 %的精儒锭1. OSt。
[0042] 连续稳定投料:氨氧化钢加入量501^/11，溫度控制在650°(：。将含儒75.42%、含锋 3.56%的海绵儒饼加入量为150kg/h。每隔一小时打开粗儒烙炼炉放料口阀口放约IOOkg的 粗儒液到真空精馈炉中进行精馈，每小时可产出约92kg的精儒液，经诱铸后得到品位为 99.995 %的精儒锭。
[0043] 实施例2
[0044] 将37化g氨氧化钢和干重2.5t的儒饼(含〔(173.45%、2114.56%)投入到1111 3的粗儒 烙炼炉中，控制烙炼炉加热溫度450°C，待氨氧化钢烙化后，溫度升到650°C，并加入25kg的 原煤(C55%)进行还原，烙炼12小时后，拱除碱渣，加入18kg偏憐酸钢烙炼1小时，拱除浮渣， 得到合格的粗儒液后，每隔一小时打开粗儒烙炼炉放料口阀口放约IOOkg的粗儒液到精儒 精馈炉中进行精馈，粗儒烙炼炉中的粗儒液放完后，进行下一周期投料、烙炼作业，如此循 环。通过采用两台粗儒烙炼炉间断烙炼、交叉放粗儒液的方式保证精儒精馈炉的粗儒液连 续供给，粗儒精馈炉每小时可产出约92kg的精儒液，经诱铸后得到品位为99.995%的精儒 锭。
[0045]精儒能耗统计表 r00461
[0047] W上对本发明实施例所提供的一种烙融液态粗儒液直接精馈的方法，进行了详细 介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，W上实施例的说明 只是用于帮助理解本发明的方法及其核屯、思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本 发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应 理解为对本发明的限制。
【主权项】
1. 一种熔融液态粗镉液直接精馏的方法，其特征在于其熔炼过程的步骤包括:粗炼、偏 磷酸钠除杂、放料、精馏过程； 一、 粗炼:将一定量的镉饼放入粗镉熔炼炉（1)中熔炼，熔炼温度为500°C~700 °C，加入 氢氧化钠除杂，氢氧化钠与镉饼的比例为15~16:100，加入还原剂，还原剂与镉饼比例为1 ~2:100，使镉饼中杂质211、？13、〇1与似0!1反应生成钠盐，其密度比镉的密度小而形成分层， 并浮于镉液上面，同时碱渣中包裹的少量CdO被还原剂还原成金属镉，通过定时清理碱渣除 去杂质，得到含Cd> 98 %、Zn<0.05 %、Pb〈0.4 %的粗镉液； 二、 偏磷酸钠除杂：再加入偏磷酸钠除杂，其加入偏磷酸钠与粗镉液的比例为1~2 : 100，熔炼温度为600~700 °C，熔炼时间为1~2h，将浮渣捞除，粗镉液含Pb〈0.01 % ; 三、 放料:粗镉液流量通过粗镉熔炼炉（1)底部经无沟槽金属熔物专用阀（3)控制，从放 料口（2)直接流出进入中间保温炉(4)，粗镉液温度控制为380~450°C ; 四、 精馏：中间保温炉(4)与真空精馏炉(6)通过虹吸管(5)连接，中间保温炉(4)中的粗 镉液经过虹吸管(5)吸入到真空度<25Pa的真空精馏炉(6)中，粗镉液在真空精馏炉(6)中以 400~500°C进行高温精馏熔炼，液态镉变为汽态镉，则镉蒸汽，镉蒸汽经真空精馏炉(6)上 部出料管出来后再进入冷凝器(7)中冷凝，冷凝后形成液态镉，液态镉再经冷凝铸锭获得精 镉锭，高温精馏熔炼产生的杂质从真空精馏炉(6)下部出料口流出成为精馏渣，精馏渣可另 行回收处理。2. 根据权利要求1所述的熔融液态粗镉液直接精馏的方法，其特征在于所述在真空精 馏炉(6)中高温精馏熔炼过程再加入偏磷酸钠，在600~700°C的温度下进行深度除杂，进一 步降低粗锦液中的杂质含Μ。3. 根据权利用求1所述的熔融液态粗镉液直接精馏的方法，其特征在于:粗镉液的温度 为500~600°C，通过耐高温无沟槽金属熔物专用阀（2)控制粗镉熔炼炉放料口（2)的开或 关，由PLC控制系统控制每间隔60分钟打开阀门5分钟，控制放粗锦液量，从而达到控制真空 精馏炉进料量的目的。4. 根据权利要求成1所述的熔融液态粗镉液直接精馏的方法，其特征在于将500°C~ 700 °C高温熔融液态粗镉液直接进入真空精馏炉进行精馏。5. 根据权利要求成1所述的熔融液态粗镉液直接精馏的方法，其特征在于所述粗镉熔 炼炉（1)的放料口（2)出口是伸入到中间保温炉(4)内，且由碱液覆盖的粗镉液中。6. 根据权利要求1所述的熔融液态粗镉液直接精馏的方法，其特征在于所述粗镉熔炼 炉（1)的放料口（2)外壁圆周处设有电加热管并采用包裹保温材料方式保温。7. 根据权利要求成1所述的熔融液态粗镉液直接精馏的方法，其特征在于所述熔融液 态的镉从粗镉熔炼炉（1)到真空精馏炉(6)过程中，通过精准控制系统让温度保持在600~ 700。。。8. 根据权利要求1所述的熔融液态粗镉液直接精馏的方法，其特征在于所述虹吸管(5) 进料口位置至少位于中间保温炉(4)内底部20~30cm高度，让中间保温炉(4)内上部铅含量 相对较少的粗镉液流才能进入真空精馏炉内。9. 根据权利要求1所述的熔融液态粗镉液直接精馏的方法，其特征在于所述将一定量 的镉饼放入粗镉熔炼炉（1)中熔炼，是指每5分钟通过自动加料机构加入一个镉Cd含量为70 ~85%、重量为10~25kg的镉饼到粗镉熔炼炉（1)中熔炼。10.根据权利要求1所述的熔融液态粗镉液直接精馏的方法，其特征在于在中间保温炉 (4)底部预开一个出料口；中间保温炉(4)外壁圆周处设有电加热管并采用包裹保温材料方 式保温。
【文档编号】C22B9/10GK105861853SQ201610427401
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】蒋绍康, 谢庭芳, 徐天辉, 李启龙, 周开敏, 胡平, 李国江, 邹利明, 肖强, 刘贤, 鲁绍林, 张兴荣, 刘勇, 保艳林, 邓海波, 李会良, 付广昌, 强振华, 廖若博
【申请人】云南驰宏资源综合利用有限公司