铜冶炼渣产量巨大,因目前综合利用的效率较低且增值空间不大,只能露天堆存于自然环境中,对土壤、水及大气环境产生污染,也给人类的生存带来巨大的潜在危险,寻求高效综合利用铜冶炼渣的处理方法迫在眉睫。本文以云南某铜冶炼厂的水淬铜渣氧压酸浸后得到的酸浸渣作为研究对象,提出了酸浸渣常压碱性浸出工艺。探究了碱性浸出过程中二氧化硅富集回收的最佳工艺条件,并采用响应曲面法对酸浸渣常压碱性浸出工艺进行优化,探究了二氧化硅的转化行为;阐述了二氧化硅在常压碱性条件下的浸出动力学;并以浸出液为原料制备出白炭黑产品。在浸出温度为130℃、氢氧化钠浓度为20 wt%、超声强度为315 W、搅拌速率为500rpm、液固比6 m L/g、浸出时间为60 min和添加2.5 g硝酸钠的条件下,二氧化硅的浸出率为94.5 wt%。引入超声,可使二氧化硅的浸出率提升7.8 wt%。浸出渣的成分及物相分析表明,浸出渣的主要矿物相为赤铁矿,同时还含有少量的Ca O。经过一定的处理,可作为优质的炼铁原料用于炼铁作业。响应曲面法优化酸浸渣常压碱性浸出工艺,模型的可信度高,拟合偏差小,具有较好的预测结果。优化后的最佳实验参数为:浸出温度为150℃、氢氧化钠浓度为25 wt%,液固比为6.73 m L/g,此条件下二氧化硅的浸出率大于99 wt%,相比于未优化工艺结果得到了明显改善。酸浸渣中二氧化硅的碱浸过程符合JMA模型,其浸出过程的特征参数n为0.0879,反应的表观活化能E=10.42 k J/mol,反应过程的频率因子A=42.6,其动力学方程为-ln(1-X_t)=42.6exp[-10420/(RT)]t^0.0879,碱浸过程属于扩散控制。以浸出液为原料,硫酸溶液为酸源,通过调节反应温度、终点p H,制备出白炭黑产品,并确定了效果良好的制备条件:在搅拌速率为200 rpm的状态下,将浸出液在水浴锅中加热至85℃,加入6 g氯化钠,然后保温一段时间;将已经配好的硫酸溶液滴到浸出液中至p H=3,反应1小时后室温陈化2小时,再用无水乙醇以及蒸馏水洗涤沉淀、过滤、干燥后制得白炭黑产品。所制白炭黑产品的吸油值为2.2 m L/g,比表面积达到295.588m²/g,符合白炭黑国家A级标准。