銅渣熔融還原回收鐵試驗(yàn)研究

1、銅渣熔融還原回收鐵試驗(yàn)研究銅渣熔融還原回收鐵試驗(yàn)研究朱茂蘭1，王俊娥2，陳杭2，傅皓柯1，高浩菡1，胡志彪1（1.龍巖學(xué)院，福建龍巖364012；2.廈門紫金礦冶技術(shù)有限公司，福建廈門361101）摘要：摘要：以銅浮選尾渣為原料，采用直接熔融還原—磁選的方法回收鐵，探討了在焙燒溫度為1350℃時，碳粉、氧化鈣用量及焙燒恒溫時間對還原渣磁選過程鐵回收率與鐵精礦品位的影響。結(jié)果表明，在碳粉和氧化鈣添加量分別為銅渣質(zhì)量的32%和10%、恒溫1

2、00min的條件下對浮選尾渣進(jìn)行熔融還原，焙燒后的產(chǎn)物破碎磨細(xì)至0.074mm占85%，再進(jìn)行弱磁選，可獲得鐵品位為67.47%的還原鐵精礦，鐵回收率為92.32%。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：銅浮選尾渣；熔融還原；磁選；鐵精礦中圖分類號：中圖分類號：TF803.11文獻(xiàn)標(biāo)志碼：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：文章編號：10077545（2019）01000000ExperimentalStudyonIronRecoveryfromCopperSlagby

3、SmeltingReductionZHUMaolan1WANGJune2CHENHang2FUHaoke1GAOHaohan1HUZhibiao1(1.LongyanUniversityLongyan364012FujianChina2.XiamenZijinMiningTechnologyCo.Ltd.Xiamen361101FujianChina)Abstract：Ironwasrecoveredfromcopperflotatio

4、ntailingsbydirectsmeltingreductionmagicseparation.Effectsofdosageofcarbonpowdercalciumoxideroastingtimeonironrecoveryironconcentrateinmagicseparationofreducedslagatroastingtemperatureof1350℃werediscussed.Theresultsshowth

5、atcopperflotationtailingsaresmeltingreducedundertheconditionsincludingdosageofcarbonpowdercalciumoxideof32%10%massfractionofcopperslagroastingtimeof100min.Reducedironconcentratewithirongradeof67.47%ironrecoveryof92.32%is

6、obtainedfromcalcinewithparticlesizeof85%of0.074mmbymagicseparation.Keywds：copperflotationtailingssmeltingreductionmagicseparationironconcentrate銅冶煉爐渣是銅精礦經(jīng)冶煉加工后剩余的殘?jiān)喎Q銅渣。銅渣主要由鐵、硅、鈣、鎂、鋁和少量鋅、錳、磷等氧化物組成，主要以鐵橄欖石（含F(xiàn)eSiO4達(dá)90%）和

7、少量的玻璃體、磁鐵礦和硫化物等形態(tài)存在[1]?；鸱ㄒ睙掃^程中，生產(chǎn)1t精銅就會生成2~3t的銅渣。大量銅渣堆存不但占用土地資源，還會造成有價資源浪費(fèi)，同時廢渣中含有的各種堿性重金屬會導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)、土地環(huán)境的污染[23]。所以銅渣資源的綜合處理與利用迫在眉睫。目前，研究銅渣綜合處理與利用主要有2方面，一是銅渣中銅、鋅、鈷等有價金屬的綜合回收；二是做建筑材料的原料，燒制水泥熟料時通常會加入含鐵礦物作為鐵膠質(zhì)劑，通過回收銅渣中的鐵后，其未被

8、回收的鐵以及銅渣具有結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)地堅(jiān)硬的特點(diǎn)，可以做水泥添加劑應(yīng)用于建筑行業(yè)，也可以用作硅膠填充材料[46]。因而，回收利用銅渣中的鐵能夠緩解銅渣儲存占地和環(huán)境污染問題，同時提鐵后的銅渣還可二次利用，促進(jìn)建設(shè)環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展的綠色和諧礦山[7]。銅渣中有價金屬的提取關(guān)鍵在于銅、鐵兩種金屬的提取[89]，經(jīng)選礦回收銅后，銅渣中仍含有大量的金屬鐵，試驗(yàn)以福建省某銅冶煉企業(yè)的銅浮選尾渣為研究對象，探討熔融還原—磁選回收鐵過程中各因素對鐵回

9、收率及產(chǎn)品鐵品位的影響，尋找最佳鐵回收工藝條件。1試驗(yàn)試驗(yàn)1.1試驗(yàn)原理試驗(yàn)原理銅渣中鐵的富集回收方法主要有兩種：一種是利用空氣或富氧空氣氧化銅渣中的鐵組分，再破碎磁選，使富鐵相與渣相分離；另一種是采用還原劑直接還原銅渣中的鐵組分，再以磁選的方法實(shí)現(xiàn)鐵的分離富集。銅浮選尾渣中含30%左右的鐵氧化物，其主要礦物結(jié)構(gòu)是鐵橄攬石相，對銅渣中鐵相的還原通常有碳粉直接還原和CO氣體間接還原兩種方式，考慮到操作簡易及安全性，試驗(yàn)采用碳粉為還原劑，將

10、銅浮選尾渣中的氧化鐵相和鐵橄欖石相還原，CaO為造渣劑，可以提高系統(tǒng)堿度，降低熔渣黏度，促進(jìn)鐵橄欖石相還原，并研究了碳粉與氧化鈣的用量以及還原時間對磁選指標(biāo)的影響。收稿日期收稿日期：20180905基金項(xiàng)目基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51704153)；福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2016J01252)doi：10.3969j.issn.10077545.2019.01.004036912156570758085鐵回收率鐵精礦品位C

11、aO添加量%鐵回收率%5560657075鐵精礦品位%圖2氧化鈣用量對鐵回收率和鐵精礦品位的影響氧化鈣用量對鐵回收率和鐵精礦品位的影響Fig.2Effectofcalciumoxidedosageonironrecoveryironconcentrategrade2.3焙燒時間對鐵回收的影響焙燒時間對鐵回收的影響取銅渣150g，碳粉添加量為銅渣質(zhì)量的32%，氧化鈣添加量為銅渣質(zhì)量的10%，在1350℃焙燒不同時間，取焙燒后的銅渣100g

12、進(jìn)行磨礦和磁選，焙燒時間試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，焙燒時間對鐵回收有顯著影響。隨著焙燒時間的不斷時，鐵回收率不斷增加，焙燒時間為100min時，鐵回收率得到最大值92.61%；繼續(xù)增加焙燒恒溫時間，由于反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行完全，鐵的回收率基本保持不變。另外，隨著焙燒時間的延長，鐵的品位也呈現(xiàn)一個不斷增加且趨于穩(wěn)定的過程。綜合考慮，確定焙燒時間為100min。2040608010012080859095鐵回收率鐵精礦品位焙燒時間min鐵回收

13、率%6466687072鐵精礦品位%圖3焙燒時間對鐵回收率和鐵精礦品位的影響焙燒時間對鐵回收率和鐵精礦品位的影響Fig.3Effectofroastingtimeonironrecoveryironconcentrategrade2.4綜合條件試驗(yàn)綜合條件試驗(yàn)在碳粉和氧化鈣添加量分別為銅渣質(zhì)量的32%和10%，在1350℃焙燒100min的條件下進(jìn)行2組平行焙燒試驗(yàn)，再分別取焙燒后的銅渣100g進(jìn)行磨礦和磁選，所得鐵精礦品位和鐵回收率如