PDF《铜冶炼熔渣中铁组分的迁移与析出行为》

第9卷第

2 期过程工程学报Vol.

9 No.2

2009 年4月The Chinese Journal of Process Engineering Apr.

2009 收稿日期:2008?10?08,修回日期:2009?02?04 基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(编号:50234040) 作者简介:曹洪杨(1980?),男,辽宁省辽阳市人,博士研究生,有色金属冶金专业,Tel: 13998184100, E-mail: [email protected];

冯乃祥,通 讯联系人,E-mail: [email protected]. 铜冶炼熔渣中铁组分的迁移与析出行为 曹洪杨

1 , 付念新

1 , 张力1,夏凤申

2 , 隋智通

1 , 冯乃祥

1 (1. 东北大学材料与冶金学院,辽宁 沈阳 110004;

2. 葫芦岛有色金属集团公司,辽宁 葫芦岛 125003) 摘要:采用高温氧化改性方法,以某铜冶炼厂铜冶炼熔渣为原料,研究了渣中铁组分的迁移与析出行为. 考察了氧 化时间、氧气流量与温度对铁组分迁移与析出行为的影响,分析了改性前后渣中物相组成及形貌,测定了磁铁矿相的 晶体大小和体积分数. 结果表明,延长氧化时间、增加氧气流量及提高氧化温度均有利于渣中铁组分的迁移、富集、 析出与长大,优化条件为温度

1653 K、氧气流量

7 L/min、氧化时间

6 min,在此条件下,磁铁矿相的晶粒度由

20 ?m 提高到

80 ?m、体积分数由 20%提高到 50%;

经磁选分离得到 54%(ω)的铁精矿,回收率为 90%左右. 关键词:铜渣;

铁;

氧化;

磁铁矿;

富集 中图分类号:TF811;

TF534.2 文献标识码:A 文章编号:1009?606X(2009)02?0284?05

1 前言我国铜冶炼工业排放的铜渣中含铁量在 40%(ω)以上[1] . 研究利用渣中铁资源的技术与理论[2?9] ,既有理论 价值也有经济效益. 目前,对铜渣的研究主要以原始渣样为原料. 铜渣 相组成复杂,嵌布粒度细小,渣中大部分(约70%)铁赋 存在铁橄榄石(2FeO?SiO2)相,少量在磁铁矿(Fe3O4)相, 铜、铁等有价组分通过浮选及磁选综合回收. 王珩[10] 以 某铜冶炼厂转炉渣为对象选别回收铜、铁,提出了浮选 中矿与磁性矿合并再磨再选的工艺流程, 获得了铜精矿 品位 19.82%、回收率 85.48%的选铜指标,同时综合回 收了渣中的磁性氧化铁,但大部分存在于铁橄榄石相的 铁组分没有得以回收. 铜渣利用存在的问题主要在于铜 铁的综合回收率及品位不高,特别是铁的回收效果不显 著[10?13] . 目前,铜冶炼渣中铁的利用率不足 1%,选出 的铁精矿品位低于 50%,不适宜作炼铁原料. 本工作基于炉渣中有价组分选择性析出理论[2,3] , 通过调控氧化时间、 气氛和温度等参数对铜渣进行高温 改性处理,研究了其对渣中铁富集与析出行为的影响, 为铜渣中铁的资源化利用提供科学依据.

2 实验2.1 材料 使用国内某铜冶炼厂的铜渣为原料,成分见表 1. 表1铜渣中主要矿物相组成 Table

1 Mineral composition of copper smelting slag Component Copper matte Magnetite Copper Hematite Iron Fayalite Silicate Feldspar Others Content (%, ω) 5.2 26.8 0.9 2.5 0.5 47.3 11.7 2.5 2.6 2.2 设备与仪器 实验在立式 MoSi2 高温炉中进行,采用 Shimaden SR-53 可编程程序控温仪(日本导电公司)和R型热电偶 控温, 用铂坩埚, 内装约

400 g 试样, 液面高度约

10 cm. 2.3 实验方法 将渣样球磨至