橡胶籽油还原作用下铜渣的贫化

针对铜渣贫化过程碳排放问题,以橡胶籽油取代柴油作为铜渣贫化的还原剂,研究铜渣贫化过程中的热力学,分析橡胶籽油贫化铜渣机理。在不同温度和时间条件下进行喷吹橡胶籽油贫化实验,分析铜渣磁性铁含量和粘度的变化,用XRD和SEM对贫化后炉渣进行分析。结果表明,喷吹还原过程中主要还原剂是裂解产生的碳单质、H2和CO。贫化过程中磁性铁被橡胶籽油在高温下的裂解产物(H2, CO, C)还原成FeO,与渣中的SiO2结合生成铁橄榄石(Fe2SiO4);随贫化温度升高,相同喷吹时间内铜渣的磁性铁含量和粘度逐渐降低,使渣中的Cu相互碰撞聚集,最终沉降到坩埚底部。随贫化进行铜渣中的铁橄榄石相增多,磁性铁相减少。在坩埚底部聚集的铜颗粒粒度由1 cm增至3 cm,铜回收率达86%。     

从铅冰铜渣中绿色浸铜工艺研究

在常压低温条件下,采用双氧水作为氧化剂,硫酸作为浸出剂,从铅冰铜渣中绿色浸出铜。研究结果:在浸出温度100℃、浸出时间2~3 h、硫酸用量0.5 m L/g、液固比10∶1、双氧水用量4.0 m L/g的工艺条件下,铅冰铜中铜浸出率可达92%。浸出液中铁含量为0.95 g/L,砷含量为0.67 g/L;而浸出渣中铜含量低于1.5%,硫则以单质的形式富集于渣中。该绿色浸出工艺可实现铅冰铜渣中有价金属的分离提取。     

铜冶炼废渣脱硅工艺研究

以铜冶炼废渣[简称铜渣,主要成分为铁橄榄石（Fe₂SiO₄）]为原料,采用钠化焙烧的方法脱除废渣中的硅,研究了以氢氧化钠为钠化剂对铜渣脱硅的影响。首先采用正交实验探究了焙烧温度、矿碱质量比、焙烧时间等因素对铜渣脱硅的影响顺序,在此基础上采用单因素实验研究了铜渣脱硅的适宜工艺条件。结果表明：铜渣脱硅影响因素由大到小的顺序为焙烧温度、矿碱质量比、焙烧时间。铜渣脱硅的适宜工艺条件：焙烧温度为650 ℃,矿碱质量比为1∶1.75（氢氧化钠理论量的4.17倍）,焙烧时间为180 min。在此条件下铜渣钠化焙烧所得产物的水浸渣中二氧化硅的质量分数降至1.74%,脱硅率达到94.5%。焙烧产物及其水浸渣的X射线衍射分析表明,铜渣钠化焙烧脱硅的机理是铁橄榄石转化为铁酸钠和硅酸钠,铜渣中的铁最终以四氧化三铁的形式存在,硅以硅酸钠的形式脱除。     

炼铜反射炉水淬渣工艺矿物学

采用XRF, XRD, SEM-EDS, M?ssbauer及金相显微分析等对炼铜反射炉水淬渣进行了工艺矿物学研究. 结果表明,渣中含铜1.06%(w),主要以冰铜存在;全铁量为36.41%(w),Fe2SiO4占53.5%(w),Fe3O4为32.5%(w),Fe2O3为14.0%(w),且铜、铁、硅矿物紧密共生,呈细粒不均匀嵌布. 热力学分析表明,在CaO和O2存在条件下,硅酸铁转化为磁性氧化铁的趋势较大. 采用浮选回收铜-高温脱硅-磁选分离铁的选冶工艺处理炉渣,当磨矿细度-0.074 mm含量从75%增加到95%时,一次粗选铜回收率从18.6%增至39.02%,粗选精矿铜品位为4.6%. 炉渣在CaO/SiO2摩尔比0.9、1350℃氧化30 min、10 K/min缓冷速度下脱硅后,经破碎、磨矿、磁选,铁回收率为71%,铁精矿品位达62%.     

铜渣氢气还原过程中的物相转变

对铜渣进行氢气还原处理,分析了还原温度和时间对还原前后铜渣物相组成和微观形貌的影响,并对还原过程的物相转变进行了讨论. 结果表明,铜渣氢气还原产物为金属Fe和玻璃态SiO2,二者的产出量随还原温度升高和还原时间延长而增加,950℃还原6 h铜渣中铁还原率比800℃时高47.4%,随反应时间延长铜渣中铁还原率增长速度变慢;原渣中狭长或树突状的铁橄榄石相还原后转变为不规则颗粒状或片状金属Fe相,随还原时间延长和温度升高,颗粒表面变得更加致密;铜渣氢气还原制备金属Fe催化剂时还原温度900~950℃、还原时间3~5 h为宜.     

铜冶炼渣资源化利用研究进展

火法冶炼废弃渣大量露天堆存,存在铜、铁等有价金属资源未能回收利用和重金属污染土壤及水体等环境问题。本文综述了铜火法冶炼过程中产生的典型废弃渣的物相特征,以及渣中铜、铁等有价金属回收利用的研究现状。分析和讨论了选矿分离、湿法提取、火法贫化、高温氧化、高温还原等工艺处理铜冶炼废渣、回收利用铜和铁的优势及存在的缺陷,展望研究趋势。分析表明:缓冷-浮选、湿法提取都能有效回收利用高品位的冶炼铜渣,湿法酸浸中的加压浸出能抑制铁的浸出而具有应用优势;矿相资源化重构是有效利用低含量铜渣中铜和铁资源的有效方法;在熔融态炉渣中加入氧化钙改性重构后缓冷,再进行浮选和磁选,既能回收炉渣中的铜和铁,且浮选尾渣可以直接用于建材行业,更具备应用前景。     

电磁场对MgO-C耐火材料抗熔渣侵蚀性的影响

采用碳含量为14%(质量分数)的MgO-C砖和CaO与SiO2的质量比为0.8的转炉渣,分别在中频感应炉和电阻炉中进行抗渣侵蚀实验.结果表明:感应炉环境中存在的电磁场使抗渣试样中出现明显的渗透层,MgO与渣中氧化铁形成的固溶体在温度降低时以镁铁尖晶石相存在,而低熔相主要为钙镁橄榄石和镁橄榄石.在无电磁场存在的电阻炉中,...     

碳酸钠对镍渣碳热还原的催化作用

以全铁含量39.40wt%和SiO2含量32.50wt%的镍渣为原料,针对其中的铁以铁橄榄石形式存在难以直接还原磁选提铁的问题,在镍渣中添加不同质量比的碳酸钠促进镍渣碳热还原,进行了热力学计算和实验验证。结果表明,碳酸钠添加量由0增加至6wt%时,还原产物中铁的金属化率和回收率不断增大,继续增大碳酸钠添加量至8wt%时,铁的金属化率和回收率略有减小。不添加碳酸钠的还原产物中铁粒径很小,平均粒径为6 ?m,难还原的铁橄榄石大量存在,而加入6wt%碳酸钠的还原产物中铁粒径粗大,平均粒径增大至17 ?m,铁橄榄石含量明显降低,金属铁的XRD衍射峰强度明显增加。     

炼镍转炉溅渣护炉过程中溅渣层形成机理

对炼镍转炉溅渣护炉期间镁铬残砖溅渣层的化学成分、熔化温度、粘度、物相结构及形成机理进行了研究. 结果表明,溅渣初始砖衬表面形成了以铁氧化物为主的过渡层;炉渣进一步挂结,形成由铁镁橄榄石和磁铁矿构成的粘渣层,其中MgO含量上升至11.01%,半球点温度达1424℃;溅渣后下一炉冶炼过程中,过渡层中铁氧化物通过扩散与镁铬砖作用形成以高铁尖晶石和镁铁固溶体为主的反应层,其中Fe2O3含量由1.33%增至18.43%,半球点温度升高至1598℃. 砖衬单炉损耗率降低近一半,炉龄大幅提高.     

贫化过程中Al2O3对铜渣物相转变及结构的影响

铜渣贫化是铜冶金工业可持续发展的重要方法。随着优质铜精矿的不断消耗，低品位、高杂质的铜精矿逐渐被利用。高铝铜精矿作为一种典型的低品质铜精矿，其熔炼后的铜渣中Al₂O₃含量有所上升。随着铜渣成分的变化，控制铜渣特性对在贫化过程中回收铜以及降低铜损失至关重要。本工作以ISASMELT铜渣为原料，采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)、红外光谱(FTIR)等分析技术，阐明了火法贫化过程中不同Al₂O₃含量对铜渣的物相及结构的影响，以及物相转变及结构改变对铜损失的影响。还研究了不同CaO添加量对高铝铜渣的物相转变、结构和铜损失的影响。结果表明，随着Al₂O₃含量的增加，熔渣中会形成高熔点的铁铝尖晶石，且铝硅酸盐结构也趋于复杂，使熔渣黏度增大，渣中铜含量增加。在高铝铜渣中加入CaO，会形成高熔点的钙铁辉石、钙镁橄榄石，黏度增大。但是随着CaO添加量的增加，熔渣结构趋于简化，黏度降低。在CaO添加量为2wt%时，渣中铜含量最低，为0.78wt%。少...     

高品位铜精矿短流程一步炼铜基础研究

一步炼铜技术具有流程短、环保效益好、投资成本低等优势,符合当前短流程冶炼技术的发展方向。本工作以高品位铜精矿为原料,利用理论计算结合实验的方法研究了短流程一步炼铜过程熔体物相、粗铜直收率、渣含铜等变化规律。理论计算表明,当铁硅比0.6时,通过添加CaO可避免熔体中尖晶石相的析出,1300℃熔渣中化学溶解铜含量约8.6wt%。实验过程探讨了喷吹氧量和熔体静置时间与粗铜质量及熔渣特性的关系。在1300℃时,以0.4 L/min的流量向80 g熔体中喷吹70 min 50vol%的富氧空气,随后静置沉降2 h获得粗铜,铜直收率为82.12%。熔渣通过SEM-EDS分析发现,渣中存在大量尖晶石相,损失的铜主要以机械夹带形式存在,表明尖晶石相阻碍了金属铜颗粒沉降。     

砷铁渣中砷酸铁的热力学分析及热分解试验

利用铁盐法处理某铅冶炼工业含砷废水,得到砷质量分数为10%的砷铁渣,物相分析表明砷与铁在渣中以砷酸铁的形态存在。据热力学分析,砷酸铁化合物在1600℃以下不会热分解,表明其热力学性质稳定;而在有添加剂碳的情况下,砷酸铁的热分解温度大大降低。试验结果表明:在1200℃条件下,静态焙烧5h,砷酸铁砷的挥发率在90%以上,铁富集10%以上。     

基于均匀设计法的富氧底吹铜熔池熔炼炉热力学回归分析

找出系统用能的薄弱环节和造成低效率的原因,会对炼铜工业的发展造成深远的影响。本文针对富氧底吹铜熔池熔炼炉的结构特征,从热力学角度出发,依据富氧底吹铜熔池熔炼炉的冶金计算模型,结合实际的生产数据,选择富氧率、铜锍温度、烟气温度、炉渣温度、精矿种类为影响因素,基于均匀设计法,对影响富氧底吹铜熔池熔炼炉生产过程?效率的主要工艺参数进行回归分析,结果表明:在保证炉料间化学反应充分完全的条件下,富氧率和炉渣温度之间存在明显交互作用,随着富氧率或烟气温度减小,炉渣温度或铜锍温度增加,精矿品位增高,则富氧底吹铜熔池熔炼炉?效率增加,为整个富氧底吹铜熔池熔炼炉熔炼过程的节能降耗提供有利基础,并为智能集成决策提供了重要优化理论基础。     

Na2O/SiO2比对脱铜阳极泥卡尔多炉还原熔炼渣结构和性能的影响

卡尔多炉熔炼是目前火法处理脱铜阳极泥的重要工艺之一。针对国内某企业脱铜阳极泥卡尔多炉还原熔炼中渣熔化性能差、渣含贵金属损失大等问题,本工作利用热力学分析以及炉渣物性检测,结合XRD、拉曼光谱等结构表征手段,开展了脱铜阳极泥卡尔多炉还原熔炼渣钠硅比调控优化研究。根据PbO-Na2O-SiO2-BaO四元体系液相区图及性能测定结果,在不改变渣率及熔剂添加总量前提下,适当提高Na2O/SiO2比可有效降低炉渣熔点和黏度;随着还原熔炼渣Na2O/SiO2比由0.42提高至0.60,由于Na2O的网络修饰剂作用,更多的桥氧转变为非桥氧,炉渣结构由Si2O76-硅酸盐二聚体结构为主,向SiO44-硅酸盐四面体结构过渡,其中的Si2O64-链状结构与Si2O52-片状结构也相应减少,含铅硅酸盐聚合度降低,桥氧Qn分析结果与熔渣硅酸盐结构相契合。同时,提高钠硅比后,炉渣熔化温度从1178℃降至950℃,在1100℃冶炼温度下,还原熔炼渣黏度可降低45.2%,流动性得到显著改善,从宏观角度也验证了熔渣结构变化规律。结果表明,对脱铜阳极泥卡尔多炉还原熔炼,通过调控炉渣Na2O/SiO2比来降低桥氧数及复杂阴离子聚合度,从而改善炉渣物化性能的思路是可行的。     

Modeling and Optimization of Copper Flash Smelting Process Based on Neural Network

The copper flash smelting process neural network model (CFSPNNM) was developed, its input layer includes eightnodes: oxygen grade (OG), oxygen volume per ton of concentrate (OVPTC), flux rate (FR) and quantities of Cu, S, Fe, SiO2and MgO in copper concentrate; output layer includes three nodes: matte grade, matte temperature and Fe/SiO2 in slag, andnet structure was 8-13-10-3. Then, the internal relationship between the technological parameters and the objectiveparameters was built after the CFSPNNM was trained by using GA-BP algorithm. Moreover, the technological parameterswere optimized by using genetic algorithms (GA) to make energy consumption the lowest. Simulation results showed that theCFSPNNM had high prediction precision and good generalization performance. Compared with the practical average data, theenergy consumption can be reduced by 6.8% if the smelting process is controlled by adopting the optimized technologicalparameters.     

铜矿渣在水泥混凝土应用的研究进展

铜矿渣应用于水泥与混凝土中可降低炼铜企业成本,又有利于环境保护.介绍了铜矿渣的物理与化学性质,对铜矿渣在水泥和混凝土领域的研究进展进行了综述.铜矿渣可作为铁质原料配置生料,配置的生料易烧性好,并能改善熟料的岩相结构和力学性能;也可作为水泥熟料混合材,所制成的水泥具有早期水化放热低、后期强度发展高等优点.铜矿渣可作为细骨料应用于混凝土中,铜矿渣混凝土具有与普通混凝土相当的工作性、力学性能与耐久性能.铜矿渣和水泥熟料有相似的化学成分,可通过物理或化学方式激发铜矿渣的活性作为胶凝材料应用于混凝土中,与Ca(OH)2反应生成与水泥水化相似的水化产物.铜矿渣可降低混凝土的脆性系数,具有减脆的作用.     

高炉烟尘真空还原过程中铅锌钾氯的挥发特性

炼铁过程中会产出大量富集铅、锌、氯、钾等元素的烟尘,这些元素的存在对烟尘中铁的循环利用有不利影响,对其分离是实现高炉烟尘高效循环利用的首要条件。本工作对高炉烟尘进行了TG-DSC综合热分析,对铅、锌、氯、钾元素的水溶特性及其在真空还原过程中的挥发特性以及还原渣中铁的物相进行了研究。结果表明,烟尘在744及963℃有明显的吸热峰,说明在此温度下有较强烈的反应发生。根据烟尘中铅、锌、氯、钾的水溶特性,定性判断四种元素在烟尘中的主要存在形式为ZnCl2, KCl, ZnO, ZnFe2O4, PbO。真空还原可有效提取高炉烟尘中的铅、锌、钾、氯等元素,在炉内压力10 Pa、1100℃保温30 min条件下,烟尘中的铅、锌、钾、氯的挥发率分别为99.90%, 99.76%, 98.31%, 99.70%;烟尘中氯的存在形式主要为ZnCl2和KCl,氯在400~600℃时主要以ZnCl2形式挥发,600℃以上以KCl形式挥发;烟尘中锌除了以ZnCl2挥发以外,在高温阶段为ZnO和ZnO?Fe2O3被还原为金属锌而挥发;钾的挥发以KCl为主,铅的挥发是PbO被烟尘中的碳还原为金属铅蒸气而挥发。高炉烟尘中铁主要为Fe2O3,通过真空还原在895℃保温30 min,Fe2O3被还原为Fe3O4, FeO和Fe,在1075℃保温30 min时Fe2O3基本转变为结晶度较好的Fe。     

废阴极炭碳热还原法贫化艾萨铜熔炼渣

以电解铝工艺所产生废阴极炭块为还原剂,可实现艾萨铜熔炼渣中铜的有效火法贫化回收。结合热力学分析,研究了废阴极炭加入量、还原温度、保温时间和CaO添加量对艾萨铜渣中铜贫化回收的影响规律。结果表明,废阴极炭添加量2.0%、还原温度1300℃和保温时间60 min条件下,铜贫化回收率可达98.24%。废阴极炭中F可转移并以CaF2形式固定在贫化尾渣中,尾渣中F?和CN?的毒性浸出浓度远低于国家允许排放标准,实现了艾萨铜熔炼渣铜的高效贫化回收和废阴极炭的资源化利用。