随着矿业的逐步发展,由矿产开发所引发的问题越来越多,表现为易选铜矿和铁矿资源逐渐减少,而矿业固体废弃物排放导致的环境污染问题越来越严重。因此,对包括富铁铜渣在内的难选铜铁资源开展综合利用,将具有资源和环境方面的双重意义。 基于对国内某地的铜冶炼渣进行综合利用的目的,本文首先对其进行了基本性质的研究,结果表明,该铜渣TFe含量为41.15%,含Cu 0.3%。但该铜渣中的铁主要是以铁橄榄石(Fe2SiO4)和极细微粒磁铁矿(Fe3O4)的形式存在,并含有少量的镁铁矿﹙Mg,Fe﹚3O4和铁镁橄榄石﹙Fe,Mg﹚2SiO4,采用传统选矿方法难以对其进行回收利用。为此,本文提出采用破碎–还原焙烧–磨矿–磁选–过滤的非传统流程,对其进行实验研究。分别以焦粉和褐煤作为还原剂,通过单因素及正交实验考察了还原焙烧因素及磨矿–磁选因素对所得铁铜合金微粉铁指标的影响,结合经济效益分析,得到的最佳优化工艺条件如下:在焦粉用量为14%,还原温度1300℃,焙烧时间3h,Ca/Si 0.2,磨矿细度-0.074mm占65%,磁场强度68KA/m的情况下,可以获得铁品位为95.41%,回收率为94.36%,铜品位为0.58%,回收率约为91%的铁铜合金微粉;在褐煤用量20%,还原温度1300℃,焙烧时间3h,Ca/Si 0.2,磨矿细度-0.074mm占70%,磁场强度68KA/m的情况下,可以获得铁品位为92.60%,回收率为93.81%,铜品位为0.60%,回收率约为93%的铁铜合金微粉。这一研究结果可为该铜渣的资源化利用提供理论基础和技术支持。 分析了深度还原过程中铁的反应行为,为该铜渣中铁的还原提供了理论依据,对铜渣深度还原过程中的铁颗粒长大及物相变化进行了研究,并分别讨论了还原焙烧温度、还原时间、添加剂用量对铜渣深度还原过程中铁的存在形式的影响。通过化学多元素分析,XRD衍射分析,SEM扫描电镜和能谱分析等方法,确定了铜渣、还原焙烧产物、铁铜合金微粉的物相组成及变化。