第11卷第1期 2011年2月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering 铜渣熔融还原炼铁过程研究
李磊，
胡建杭，王华
（昆明理工大学冶金与能源工程学院，冶金节能减排收育部工程研究中心，云南昆明650093)
VoL.11 No.1 Feb.2011
摘要：根据熔融还原原理，进行了铜渣熔融还原炼铁研究考察了碱度、保温温度、保温时间、CaF2添加量对铜渣中铁收率和铁水脱S,P的影响.XRD分析结果表明，水钢渣中含铁物相主要为2FeO-SiO,和Fe;O4.确定的铜渣熔融还原炼铁的合理工艺条件为：情性气氧下，碱度1.6，保温温度1575C，保温时间30min，CaFz/CaO(质量比)为10%.该条件下，铜湾铁收率为89.28%，铁水S含量为0.039%，P含量为0.087%，有效地解决了铜渣熔融还原炼铁铁水S含量偏高的问题
关键调：铜渣；熔融还原；炼铁；脱硫
中图分类号：TQ021.9 前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2011)01-0065-07
制水泥，利用铜渣中复杂的硅酸盐组分[2-]；二是从中
近几年世界铜产量巨大，2007年世界精炼铜产量为1807万t，2008年增至1895万t，2009年在全球金融危机的影响下，产量回落至1835万t，但仍维持高位. 冶炼过程中产出1t精铜的同时产生2.2t铜渣"，由此不难推断世界庞大的铜渣贮存量铜渣大量堆积会带来严重的水体污染和土壤污染，加强综合利用非常重要，目前，对铜渣综合利用的研究主要分为2个方面，一是
提取有价金属，如Cu,Zn,Co等[5.6]，另外铜渣中铁资源较为丰富，表1所列各炼铜方法熔炼炉渣中铁含量基本维持在35%左右，具备一定回收价值.以中国2008 年精铜产量为例，回收其中80%的铁资源可达1334万 t，相当于国内一个大型钢铁厂的钢铁年产量.因此若实现其中铁资源的有效回收，对缓解世界钢铁产业持续发展所面临的铁矿石资源压力，有积极的作用。
表1不同炼铜方法熔炼炉渣的化学成分
Thecompsitionofcoperslagprodced withdfferent methodsfor copersmelting
Table1
Smelting method
Smelting in sealed blast fumace Outokumpu flash smelting
Outokumpu flash smelting (electric fiumac
Inco flash smelting Noranda smelting Waniukefu smelting Silver smelting
Teniente converter smelting
Ausmelt smelting Mitsubishi smelting
ent)
Cu 0.42 1.5 0.78 0.9 2.6 so 0.45 4.6 0.65 0.6
目前对铜渣中铁资源回收方法的研究分为2种，第一种是采用高温氧化-常温破碎磁选工艺(8，但此工艺存在不足之处：一是高温氧化反应后期磁铁矿相大量析出，渣粘度及熔点升高，阻碍反应维续进行和磁铁矿相聚集长大，导致铁收得率较低：二是铜渣中铁资源经磁选富集后，再作为炼铁原料进行还原，处理流程复杂；第二种回收方法是采用阶段磨矿阶段选别工艺[9,10)，此方法存在渣中铁回收率低的缺点(不足60%[9).原因是
Fe 29.0 44.4 44.06 44.0 40 40 35 43
38.2
Fe:0-11.8
10.8 15 5 3.15 20 25
Slag composition (%, o) sio
s
38 26.6 29.7 33 25.1 34 35 26.5 31 32.2
-1.6 1.4 1.1 1.7
0.7 0.8 2.8 0.6
Alo 7.5-7.8 4.72 5.0 4.2 3.3.75 2.9
cao 1
0.6 1.73 1.5 2.6 8-5.0 5.9
Mgo 0.74.. 1.61 1.5 1.4 1.4-
渣含铁物相中磁性氧化铁含量较少，仅20%~30%[10], 主要含铁物相铁硅酸盐在磁选过程中进入尾矿，本研究采用熔融还原工艺实现铜渣中铁资源的回收，此工艺在高温液态环境下进行，反应动力学条件较好，且可一步制得金属铁，因此具有工序简单、铁回收率相对较高的优点但目前利用此工艺进行渣中铁资源回收的研究只集中在提高渣中铁收率方面[1,12]，对所得铁水中S,P和 Cu三种杂质元素的富集及去除规律未进行研究
收稿日期：2010-11-15，修回日期：2011-0222
）1006002（090605
(S100Z60
作者简介：李磊(1986-)，男，山东省誉县人，博士研究生，冶金物理化学专业；胡建杭，通讯联系人，0871-5153405,E-mail：hajh51@126.com
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