第11卷第4期 2011年8月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
铜电炉冶炼贫化渣焙烧富集Fe:04
杨涛，胡建杭，王华，李磊
(冶金节能减排教育部工程研究中心，昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明650093)
Vol.11 No.4 Aug.2011
摘要：以云南某铜冶炼厂电炉贫化湾为原料，在有氧气氧下加入CaO高温焙烧钢渣，分析了熔烧时间、焙烧温度、铜渣粒度、气相气筑对磁化焙烧效果的影响，利用SEM和XRD等对焙烧样品的微观形貌、物相变化进行分析，并通过热重分析考累了添加CaO及研鹿粒度对铜法焙烧过程的影响，结果表明，加入CaO能有效促进Fe,SiO分解，房矿越细越有利于反应进行，随焙烧温度提高、熔烧时间延长，α-FeO,增多，而Fe;O先增加、温度超过850C后减少：过高温度及过长焙烧时间不利于Fe,O，富集，且过低的氧势不利于富集Fe;O。的气固反应进行，Fe,O。富集的优化条件为空气气下850℃焙烧2h
关健词：CaO：Fe;Os：铜流；氧化：焙烧：高集
中图分类号：TF046.2;TF534.2 1前言
文献标识码：A
铜冶炼过程中产生大量铜渣，每生产1t铜约产2.2 t渣，全世界每年铜渣产量约0.246亿t[]，我国每年产铜冶炼渣800多万t，渣中铁含量般为40%(e)，远高于我国铁矿石可采品位(TFe>27%)23]，我国钢铁工业每年铁矿石自给率仅约50%4)，充分同收铜渣中铁不但能解决铁矿资源因长期开采而逐渐贫缺的间题，且能减少大量土地占用和环境污染，因此，合理开发利用铜渣等二次资源是钢铁工业实现可持续发展的重要途径15)
目前对铜渣中有价金属的回收方法主要有火法贫化和湿法浸出.杜清枝等开发的炉渣真空贫化技术、 Vaisburd等[7)深入研究的铜镜提取法等火法贫化技术，都能有效降低弃渣中铜的含量：Arslan等(8]通过硫酸化焙烧转炉渣、铜熔炼炉渣回收铜、钻、锌等有价金属.以上方法都是对贫化铜渣中铜的回收，而对其中铁的回收技术还有很多缺陷，目前弃渣中铁的回收技术主要有选矿法和高温熔融法.选矿法是通过对浮选铜尾矿再磨后粗选、扫选、精选等多道磁选手段回收铜渣中的铁[91]，其主要缺点是磁选铁的收率低，主要是由于原渣中的铁组分主要分布在铁橄榄石相和磁性氧化铁矿物中，而铁橄榄石是弱磁物质，磁选效果不理想，因此只能选取磁性氧化铁矿物中的铁，造成铁橄榄石中铁的流失，熔融法是加入造渣剂、脱硅剂，并将钢渣高温熔融，有效富集铜渣中铁到磁铁矿相中，缓冷到室温后通过磨矿、磁选获得铁精矿11.13]，主要缺点是能耗大、成本高、经济性差.
文章编号：1009-606X(2011)04-0613-07
在高温熔融条件下加入CaO能有效促进硅酸铁分解转化为磁性氧化铁[13,14]，本实验通过细化钢渣粒度、加入CaO提高铜渣气固反应活性，在有氧气氛下焙烧铜渣，使铜渣中主要物相铁橄榄石分解为磁性氧化铁，控制焙烧温度、焙烧时间、磨矿粒度、气相气氛，有效提高磁铁矿的富集度，在低于熔融温度下实现铜渣中磁性氧化铁的富集，减小了高温熔融的高能耗，为最终实现铜渣的磁选回收利用创造有利条件
2实验 2.1热力学分析
原渣的XRD分析表明铜渣中主要物相为铁撤榄石和磁铁矿，且铁主要赋存在铁橄榄石中。因此要磁选回收铜渣中铁，需在有氧气氛下高温焙烧铁橄榄石，促使铁橄榄石高温分解出氧化亚铁，并在有氧气氮下氧化为磁铁矿，主要反应为
FeO(s)+O,=2Fe;O4($)G=~636130+255.67T,
3(2FeO-SiO2)(s)+O,=2Fe;O4(s)+3SiO2(5)
AG599930+234.58T,
Fe;O4(s)+O2=6Fe;Os(s)Gm=586770+340.2T.
(1)(2)(3)
反应在空气气氧下进行，氧分压po,为2100Pa，为非标准状态下的气固反应根据△G=△G%--RTInpo, 对标准状态下反应(1)~(3)的氧势分别作如下修改：
Gml=636130+255.677=8.3147ln0.21=636130+268.65T, Ggz599930+234.5878.3147ln0.21=599930+247.56T,
收璃日期，2011-0426，修回日期：2011-06-14
基金项H：国家白然科学基金资助项H(编号：50906035)：云南省自热科学基金资助项日(编号：2009ZC014M)：云南害教育基金重点资助项目(编号：
09Z.0015)
作者笛介：杨治(1979-)，男，山东省请城市人，硕士研究生，冶金物理化孕专业：胡建航，通讯联系人，Tel:0871-5153405,E-mail:hujh@126.com.