銅渣直接還原改性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、鋼鐵工業(yè)發(fā)展較快，導(dǎo)致國內(nèi)鐵礦資源的供給量嚴(yán)重不足，鐵礦石對外依存度越來越高。另一方面煉銅工業(yè)產(chǎn)生的含鐵40％左右的爐渣，一直沒有得到有效回收利用。因此回收銅渣中的鐵，對降低銅渣的大量堆存造成的環(huán)境污染、緩解鐵資源緊張的局面有重要意義。
　　銅渣的礦物學(xué)研究表明：鐵元素主要是以難還原、熔點(diǎn)低的鐵橄欖石形式存在。渣中金屬鐵和銅的嵌布粒度極細(xì)、分布較均勻、多種礦物互相包裹在一起，使其結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)地堅(jiān)硬、化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定。回收銅渣中的鐵等

2、有價(jià)金屬，必須對銅渣進(jìn)行改性處理，構(gòu)造鐵和硅的富集相，分離渣中的鐵和硅。為此，提出采用含碳球團(tuán)-轉(zhuǎn)底爐工藝回收銅渣中鐵的方法，系統(tǒng)研究了還原溫度、還原時(shí)間、C/O、銅渣粒度、煤粉粒度、Al2O3配比、磁鐵礦配比等因素對銅渣直接還原過程金屬化率、礦相結(jié)構(gòu)等變化的影響。
　　研究表明，溫度、時(shí)間、配碳量、煤粉和銅渣粒度是影響銅渣直接還原過程的主要因素，提高反應(yīng)溫度，金屬化率和鋅的揮發(fā)率逐漸升高；延長反應(yīng)時(shí)間、增加配碳量、降低銅渣和煤粉

3、的粒度，金屬化率和鋅的揮發(fā)率均先增加后降低。添加的堿性氧化物 CaO會與 SiO2結(jié)合形成硅酸鹽，破壞了 SiO2與 FeO的結(jié)合，增加了FeO的活度，促進(jìn)了鐵橄欖石的還原。添加 Al2O3調(diào)整了爐渣組成，具有改善了爐渣的熔化溫度和黏度的作用；添加適量磁鐵礦有利于增加渣中鐵晶核的數(shù)量，促進(jìn)鐵晶粒的聚集長大。
　　還原產(chǎn)物的衍射分析表明，直接還原過程中，銅渣逐漸由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變成晶態(tài)，同時(shí)渣中的鐵橄欖石等物相逐漸被還原，還原產(chǎn)物中的主要

4、物相為 Fe和SiO2。添加堿性氧化物CaO以及Al2O3后，還原產(chǎn)物的組成由自然堿度時(shí)Fe和SiO2，逐步轉(zhuǎn)變成 Fe、SiO2、CaSiO3、MgAl2O4、Fe+2Al2O4，改變了銅渣的物相組成，爐渣組成逐漸由FeO-SiO2-CaO三元體系向SiO2-CaO-Al2O3轉(zhuǎn)變。
　　優(yōu)化出的最佳工藝參數(shù)為：還原溫度為1200℃、還原時(shí)間為30分鐘、C/O為1.4、銅渣粒度為100～150目、煤粉粒度為150～200目，堿度