卡莫阿一步炼铜法炉渣电炉贫化验证试验研究

     刚果（金）卡莫阿铜矿为非洲大陆已发现的最大铜矿。2016年10月，该铜矿整体铜资源储量达到3340万吨，相当于中国当前铜资源储量的1/3，平均品位是紫金山铜矿的10倍。由于卡莫阿项目铜精矿的成分非常特殊，为了实现冶炼过程的自热熔炼，拟采用一步炼铜法冶炼回收铜。但是卡莫阿矿石铁含量不足，熔炼过程助溶剂加入量大，导致一步炼铜渣中铜含量通常高达15%左右，电炉贫化是处理高品位铜渣的重要手段，现有工艺碳粉用量大，运行成本较高，卡莫阿铜冶炼项目技术人员提出采用铜精矿或铜精矿加炭组合物料作为电炉贫化的还原剂。本项目采用紫金铜业转炉渣与精炼渣模拟卡莫阿一步炼铜法冶炼渣，验证铜精矿或铜精矿加炭粉作为还原添加剂进行电炉贫化的可行性。

    卡莫阿（Kamoa）铜矿位于非洲中部内陆，刚果金加丹加省西部，科卢韦齐西25km，距离卢本巴希约270km。由于卡莫阿项目的铜精矿成分非常特殊，SiO₂含量高而Fe含量低。如果采用熔炼+吹炼两段法处理，熔炼部分需要消耗大量的燃料来维持热平衡，较难实现自热熔炼，而一步炼铜工艺可以实现自热熔炼。一步炼铜法处理铜精矿，该工艺流程短，投资省，可直接获得粗铜。但由于铜冶炼过程是一个控制硫化铜氧化的过程，与传统的工艺相比，一步炼铜法氧化过程控制难度更大，导致渣含铜偏高（约15%）。为了降低闪速炉渣中铜含量，拟采用电炉贫化工艺回收闪速炉渣的铜。考虑到卡莫阿铜精矿的特殊性，以及刚果金现阶段物质匮乏，铜冶炼过程尽量控制助熔剂的加入量，降低生产成本。因此，冶炼工艺人员提出采用铜精矿+碳粉电炉贫化工艺，通过加入铜精矿替代部分的碳还原剂，降低还原剂用量，同时希望获得铁含量较高的铜熔体（冰铜+粗铜），返回一步炼铜工序，提高一步炼铜法铁硅比，降低助熔剂加入量。无论采用“碳粉”还是“碳粉+铜精矿”都具有较好的还原效果，铜渣可实现贫化，其中碳粉起到主要的还原贫化的作用，单独以“铜精矿”做还原剂时，还原效果很差，且过程腐蚀性强，渣金分离困难，因此不建议单独采用铜精矿做炉渣贫化还原剂。炉渣贫化采用“碳粉+铜精矿”复合还原方式，可通过调整铜精矿的用量比例，控制贫化渣铁硅比和四氧化三铁含量，优化金属相中铜、铁、硫的含量，实现高效贫化，优化闪速熔炼过程配料。