铜渣直接还原制取铜铁合金的研究.pdf

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1、第32卷第l期有色矿冶Vo1．32．№】2016年O2月N0N—FERRoUSMININGANDMETALLURGYFebruary2016文章编号：1007—967X(2016)01—36—03铜渣直接还原制取铜铁合金的研究郑鹏(沈阳有色金属研究院，辽宁沈阳ll0l41)摘要：本文以冶炼铜的尾渣为原料，对其采用直接还原一湿式磁选工艺进行实验研究，主要探究还原温度、还原时间对铜渣还原的影响。结果表明：在还原温度为120oC、还原时间为2orain、磁选磁场强度为75．62kA／m，获得精矿的铜、铁品位分别是1．73、4．57，铜、铁的回收率依次为9o．56、7O

2、．23，该产品可作为含铜铁素体不锈钢的冶炼原料。关键词：铜渣；直接还原；湿式磁选；磁场强度中图分类号：TD924文献标识码：A表3铜渣中铁的物相分析(％)0引言铜广泛赋存于各种火成岩矿床与再生矿床中，其中铜储量较大的为硫化铜精矿。目前，全球铜产(1)从表3中可以看出，铜渣中的铁主要以橄量的85～90是由硫化铜矿用火法炼铜生产出榄石、磁黄铁矿、铁硅酸盐、铁镁橄榄石矿相存在。来的口]。火法炼铜一般包括：(1)浮选铜精矿的(2)还原剂焦碳，经破碎、研磨后制成粒度为焙烧或烧结；(2)铜精矿或焙烧矿的造硫熔炼；(3)一0．12mm。焦炭分析结果表明：固定碳含量高达铜硫矿吹

3、炼成粗铜；(4)阳极铜电解精炼，经冶炼产75．54，灰分含量19．38，是质量相对比较好的出最终产品一电解铜，同时伴随着大量的铜渣产焦碳。生]。然而，我国的铜渣利用率仍很低，大部分铜(3)矿石碱度用(Ca()+MgO)与(Si()。+渣被堆放在渣场中，既占用土地又污染环境，也造成Al。O。)的质量比表示，比值小于0．8为酸性矿石，巨大的资源浪费。铜渣中含有大量的可用资源，其比值在0．8～1．2为自熔性矿石，比值大于1．2为碱中铜、铁品位一般分别在0．5和30以上，可见铜性矿石。实验所用铜渣0．29，是酸性矿渣。为了促渣中有价元素有较大的开发潜力，越来越受到人们进

4、铜、铁的还原，在直接还原的过程中加入碱性氧化的关注，而铜渣中有价元素的赋存状态和矿物的分物CaO，用于实验的ca()是分析纯试剂，灼烧后的布特征直接关系到其利用价值_7。所以回收铜CaO的质量分数大于98。渣中的有价金属元素成为了当今热门的话题。1实验原料2实验方法试验主要研究还原温度、还原时间等对有价金实验原料为铜渣、还原剂焦炭、碱性调整剂氧化属回收率的影响，还原实验在KSD～4型中频感应钙。铜渣来源于云南某铜冶炼厂水淬铜渣，其物理电炉内进行，温度由红外线设备控制，实验时将电炉形貌为灰黑色片状样品其成分如表1、表2所示。的控制柜调到电流I一2A、电压U=3kV

5、开始对坩表1样品的化学分析结果(％)埚进行预热，当温度达到800。C后称取一定量的铜渣再配人一定质量的煤和氧化钙完全?昆合，再将混合好的物料(如图1)放入坩埚中进行还原焙烧。到设定温度后保温一段时间，取出样品进行水淬。然后湿磨至一定细度，在不同的磁场强度下磁选，然后堕坌：壅壁坌坌堡垄坌含量8475．54519．384．3丢弃尾矿，获得最终产品一精矿。再将精矿送去分*收稿日期：2015—08—31作者简介：郑鹏(1986)，男，满族，辽宁锦州人，工程师，硕士，主要从事冶炼工艺研究。第1期郑鹏：铜渣直接还原制取铜铁合金的研究37析测试中心进行成分分析，然后根据渣中残

6、余的金还可以看出，随着保温时间的增加，金属的回收率也属量计算金属回收率。呈上升的趋势。尤其在5rain到15min的时候成直线上升。说明此时是还原的最佳时间。但是随着还原时间的继续增加还原的速度基本保持不变。说明还原的最佳时间为15rain。通过分析可以看出，不同的保温时间对渣和金属的表面张力、促及金属相的形成、尺寸的大小起到一定的作用。但长时间的保温不仅会导致成本的提高、还会产生其他的金属，从而降低铜、铁的品位，也会导致渣变粘不利于金属与渣分离。所以，保温时图1混合的物料间15min既可保证铜、铁的充分还原，又可保证渣与金属最大程度的分离。3实验结果及讨论3．

7、2温度对还原效果的影响取100g铜渣、再配入15g焦炭、20g氧化钙3．1时间对还原效果的影响均匀混合后放入已经预热好的坩埚，用红外线设备取100g铜渣、再配入15g焦炭、20g氧化钙测试温度达到l268℃后，物料恒温15rain将熔炼均匀混合后放人已经预热好的坩埚，用红外线设备好的产物倒人准备好的坩埚中，发现在倒人的过程测试温度达到1000℃。将物料恒温后分别保温5中熔渣的流动性慢。温度达到1368℃后，恒温15min、10min、15min、20min，将还原后的产物倒入min将熔炼好的产物倒人准备好的坩埚中，发现在准备好的水槽中，在D2736湿式球磨机中磁

8、选得到倒人的过程中熔渣的