利用铜渣制备铁硫合金的实验研究

摘要：火法炼铜过程中产生的铜渣含有较高的有价金属,结合前期实验研究,提出了利用铜渣、硫铁矿和增炭剂混合制备能消除沉降电炉炉结的铁硫合金的新方法。结合工业应用条件,控制碳的加入量使铜渣中的铁橄榄石还原成单质Fe和铁硅比为2:9的共晶体残渣,实现了渣与合金因密度和熔点差异自动分离。结合FeO-SiO2二元系相图,并利用XRD、XRF研究了最佳制备温度、保温时间、碳粒度、碳添加比对铁硫合金密度和残渣铁硅比的影响,分析了铜渣中Fe、Cu、Ni的回收效果。结果表明：最佳制备温度1350℃、保温时间30min、碳粒度小于96μm、碳添加比1:6,此时制备出的铁硫合金满足消除炉结要求,且残渣易分离;铜渣中Fe回收率为33.52%,Cu回收率为95.34%,Ni回收率为100%。     

铜渣还原磁选工艺实验研究

以浮选铜渣的尾渣为原料,对其配碳还原和磁选分离工艺进行实验研究.探究碱度、温度对铜渣还原的影响,并研究在相应条件下不同粒度对磁选产物的影响.对铜渣进行矿相分析可知铁主要以Fe3O4和铁橄榄石形式存在;焙烧温度为1 175℃、配碳量为wC/wO=1.2、碱度为R=0.4、粉碎粒度小于42μm时经还原和磁选,可得铁品位74.7%的磁性物质;对还原产物进行矿相分析后发现金属铁颗粒弥散分布在还原产物中,铜元素以冰铜的形式嵌布在金属铁颗粒中.     

高硅铁废渣直接还原铁晶粒形成与长大

 冶金工业每年会产生大量的高硅铁废渣,铜渣作为一种典型的高硅铁废渣,目前主要以露天堆积方式处理,为了提取铜渣中有价元素,并进行资源化利用,以某厂铜渣为例进行煤基直接还原试验,采用XRD衍射、扫描电镜等分析手段,探究铜渣在直接还原过程中不同阶段以及加入形核剂条件下铁晶粒的形成、长大及分布规律。结果表明,还原时间为30 min时,金属化率最高为78.40%,铁晶粒生长情况最为良好,铁元素分布最集中;还原过程中加入磁铁矿能明显提高金属化率,有利于铁晶粒的生长,当磁铁矿配比为20%时,金属化率最高,为87.59%;磁铁矿作为形核剂加入可降低形核位垒,促进铁晶粒的长大与铁元素的集中分布。     

铟锌精矿铁资源制取铁酸锌新工艺

铟锌精矿铁资源制取铁酸锌新工艺系以湿法炼锌产生的中浸渣或高浸渣为原料,在盐酸体系中提取铟,并以提铟后的铁锌溶液制取铁酸锌.主要过程包括高温高酸还原浸出、置换除铜、萃取锌铟、置换铟、氧化萃取铁、铁酸锌制备.新工艺取消了除铁过程,简化铟回收流程,大幅提高铟回收率,并消除了低浓度二氧化硫烟气和大量铁渣对环境的污染.盐酸体系中铁锌容易彻底分离和提纯,从而有利于铁酸锌、锰锌软磁铁氧体等以铁为主要成分的高档材料产品的制备.     

铜渣资源回收的研究现状及展望

综述了国内外对铜渣中有价元素回收和资源化综合利用方面的研究现状.针对铜渣中高品位的铁,主要从氧化焙烧磁选法和直接焙烧还原法2种工艺对铁资源回收处理的优势及缺陷进行讨论研究;对钴、锌、铜、金、银、铝等有色金属元素回收率和回收工艺进行比较;根据铜渣本身的物相构成,阐述了铜渣在制备建筑材料、微晶玻璃和废水处理方面的应用现状;...     

氧化钙在铜渣还原过程中的作用

 铜渣是火法炼铜过程中产生的固体废弃物，其中铁质量分数约为40%，中国每年排放的铜渣量高达1 400万t，因此，研究铜渣还原提铁对资源综合利用具有重要意义。结合铜渣的物相分布，介绍了氧化钙在铜渣还原过程中的促进和抑制两种作用机理。促进作用包括氧化钙可以显著降低铜渣还原体系的反应初始温度、破坏铜渣中铁橄榄石结构、促进渣相中氧化亚铁的释放、降低铁晶粒的成核势垒，并加速铁晶粒的成核。抑制作用为氧化钙与硅氧化物生成高熔点的钙硅酸盐，增加铜渣渣相的固相率，阻碍铁晶粒的聚集、长大。     

镍火法熔炼高钙低硅渣提取铁的研究

镍火法冶炼的高硅酸铁渣在综合利用中还原提取铁比较困难,通过在镍熔炼渣中适当增加CaO含量、减少SiO2含量以改善后续还原提取铁的热力学条件.在对所确定的新渣型对镍锍进行分离试验后,对熔炼终渣进行物相分析和还原提取铁试验,探讨了原渣和高钙低硅新渣型还原提取铁的不同.研究结果表明,高钙低硅新渣型终渣中铁主要以Ca(Fe,Mg) Si2O6以及MgFe2O4形式存在,50％以上的Fe以MgFe2O4的形式存在,其磁性以及还原性都比原渣中的(Fe,Mg)2SiO4要好,有利于其还原.与原渣的还原性相比,在试验条件下,当wCaO/wSiO2为0.80时,其还原率由48.53％提高到了57.45％.     

氧化镍矿资源开发与利用现状

简单介绍了国内外镍资源现状.阐述了氧化镍矿造锍熔炼、镍铁法和还原焙烧-磁选法处理工艺和氨浸法、微波加热-FeCl3氯化法、高压酸浸法、水热法、硫化焙烧-水浸法、还原焙烧-酸浸湿法处理工艺.结合镍工业发展现状,指出了未来氧化镍矿冶炼发展方向.     

从铜渣中回收铁的研究现状及 其新方法的提出

对铜渣进行XRD物相、扫描电镜和能谱以及主要元素含量的分析，指出从铜渣中回收铁的困难.综述了国内外从铜渣中回收铁的一些主要工艺方法及其优缺点，并提出弱氧化焙烧-磁选处理铜渣的新方法.铜渣和CaO的质量比为100:25，CO₂和CO的气体流量分别为180 mL/min和20 mL/min，焙烧温度1 050 ℃，保温焙烧2 h后，冷却后破碎磨细至0.074 mm，再通过170 mT的磁场磁选分离得到铁精矿.获得了铁品位54.79 %的铁精矿和含铁22.12 %的磁选尾矿，铁的回收率为80.14 %，基本实现了铜渣中铁的回收.      

铜渣-生物质复合球团微波还原回收铁试验研究

铜渣中铁含量在30%~45%,高于工业可采铁矿石品位,但铜渣中的铁主要以橄榄石形式赋存,提取回收难度大。以铜渣为原料,生物质碳为还原剂,采用微波还原—磁选工艺回收铜渣中铁资源。研究表明：铜渣生物质复合球团的最佳还原工艺为：还原温度1 473 K、还原时间90 min、CaO添加量为铜渣质量的15%,磁选后铁精矿中铁的品位可达85.9%,铁回收率为89.1%。     

反射炉炼铜渣综合利用技术研究

在铜熔炼反射炉渣中铜铁赋存状态分析基础上,采用火法贫化和磁选技术对炉渣进行综合利用探索。此反射炉渣含1.06%Cu和36.41%Fe,其中32.5%的Fe以Fe3O4形式存在,53.5%的Fe以2FeO.S iO2形式存在,铜、铁、硅矿物紧密共生,相互交织。研究结果表明,转炉渣返回贫化作业会导致反射炉渣含铜较高,添加一定量黄铁矿精矿,采用火法贫化工艺能有效降低渣含铜。将贫化后铜渣脱硅缓冷、磁选,所得铁精矿品位62%,回收率达70.2%,实现了反射炉熔炼渣的综合利用,可用作炼铁原料。     

废杂铜冶炼渣两段浸出铜锌试验研究

废杂铜冶炼渣经过物理分选出其中部分金属态铜、锌和铁后,依然含有一定量铜、锌、铁和硅的化合物,采用两段湿法浸出处理物理分选后的废杂铜冶炼渣,通过控制浸出初始酸度、浸出时间等措施,Cu、Zn综合浸出率分别达到92.26%和94.83%,第一段浸出液中Fe浓度仅为2.28 mg/L。Cu、Zn与Fe的分离效果好,为后续铜、锌的进一步回收奠定了良好的基础。     

铜熔炼渣制备铁精矿研究

针对铜熔炼浮选尾渣中铁资源未高效利用问题, 通过研究铁硅元素在低温碱性熔炼与浸出过程中的分配行为与规律, 确定其优化工艺条件并制备铁精矿。研究了熔炼时间、熔炼温度、碱渣质量比对硅、铁分离效果的影响以及浸出时间、液固比、浸出温度对多元素浸出率的影响, 确定优化工艺参数为熔炼温度为550℃, 熔炼时间为1.5 h, 碱渣质量比1.5:1, 浸出温度40℃, 浸出时间20 min, 液固比为15:1 mL/g。在低温碱性熔炼-浸出过程中Fe、Si总回收率可分别达到99.43%和91.22%, 所制铁精矿铁品位为61.82%, 满足GB/T 25953-2010中三级铁精矿铁标准, 且除铜外各杂质含量均低于一级标准中的限制值, 可直接用于钢铁行业。      

铜渣资源化利用研究现状及展望

铜渣富含多种有价元素,是典型的具有开发利用价值的二次资源,其清洁高值化利用是铜行业可持续发展迫切需要解决的问题。随着科技水平的进步,铜渣的处理方式逐步由低值化处理向高值化利用转变。对铜渣的特性进行了详细论述,并阐述了铜渣资源化利用的各种工艺路径和特点。物理分选、火法富集、湿法分离等方法协同互补工艺开发仍是该领域的研究热点和发展趋势。铜渣中Fe, Si, Cu, Zn,Pb等有价组元的整体利用,铜渣高值化与清洁无渣化是解决铜渣问题的必然选择。最后,对铜渣资源化利用的发展方向进行展望,为铜渣的可持续循环利用提供参考价值。     

Organic acid leaching of base metals from copper granulated slag and evaluation of mechanism

A hydrometallurgical method is discussed to selectively extract base metals such as copper, cobalt, nickel and iron from the copper granulated slag (0.53% Cu) at atmospheric pressure. It involves first-stage leaching of slag with organic (citric acid) to selectively recover cobalt, nickel and iron. The residue containing high copper was subjected to second-stage leaching with inorganic (sulphuric) acid. Leaching parameters such as acid concentration, pulp density, temperature and time were optimised to extract metals from the granulated slag. A maximum recovery of 4.47% Cu, 88.3% Co, 95% Ni and 93.8% Fe were obtained in first-stage leaching with 2?N citric acid at room temperature using 10% pulp density (w/v) in 8–9?h. On subjecting the leach residue to the second-stage leaching with 2?M sulphuric acid, 66–72% Cu was recovered in 4?h. The kinetics of the metal leaching from the slag was established by the XRD and SEM–EDAX studies of the residues.     

转底炉直接还原铜渣回收铁、锌技术

采用转底炉直接还原工艺,将铜渣含碳球团在高温条件下直接还原得到金属化球团和高品位氧化锌粉尘,再通过熔分或磨矿磁选方式将铁回收,得到的铁产品可作为冶炼含铜钢的原料.转底炉中试结果表明:采用"转底炉直接还原—燃气熔分"流程处理铜渣,可获得TFe品位94%以上、铁回收率93%以上的熔分铁水;采用"转底炉直接还原—磨矿磁选"流程处理铜渣,可获得TFe品位90%以上、铁回收率85%以上的金属铁粉;采用两种流程处理铜渣,均可获得锌品位60.02%的ZnO粉尘.结果表明,经过转底炉直接还原,铜渣中的铁橄榄石Fe_2SiO_4和磁铁矿Fe_3O_4相转变为含有金属铁Fe、二氧化硅SiO_2和少量辉石相Ca(Fe,Mg)Si_2O_6的金属化球团,具备通过磨选或熔分进行进一步富集的条件.