[發(fā)明專(zhuān)利]一種復(fù)合添加劑改質(zhì)后回收銅渣中鐵的方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910294069.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109880999B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣亮;陳宇紅;韓鳳蘭;李寧;李涌泉;秦春;馬良富;吳婷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北方民族大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22B1/02
• 分類(lèi)號(hào): C22B1/02;B03C1/015
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發(fā)明涉及一種復(fù)合添加劑改質(zhì)后回收銅渣中鐵的方法和應(yīng)用。本發(fā)明方法包括：(1)將復(fù)合添加劑與銅渣混勻，得到混合物料，然后在空氣氛圍中升溫至焙燒溫度進(jìn)行恒溫焙燒，使銅渣中的鐵橄欖石、磁鐵礦和赤鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)磁性鎂鐵尖晶石晶粒和硅酸二鈣；(2)焙燒結(jié)束后將焙燒體系緩慢降溫100～300℃，使鎂鐵尖晶石晶粒長(zhǎng)大；然后將產(chǎn)物取出，快速冷卻至室溫，粉磨，得到改性銅渣，再將所得改性銅渣進(jìn)行磁選分離，得到鐵精礦和磁選尾渣。磁選分離后精礦富含鎂鐵尖晶石，可用于防火保溫材料或冶金原料，尾渣富含硅酸二鈣，可用于建筑材料。經(jīng)本發(fā)明改質(zhì)后銅渣的磁選產(chǎn)率和回收率均大幅提升，因此本發(fā)明方法能推進(jìn)銅渣的綜合循環(huán)利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及銅渣中鐵的回收工藝及應(yīng)用，具體涉及一種復(fù)合添加劑改質(zhì)后回收銅渣中鐵的方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源的需求也越來(lái)越大，開(kāi)發(fā)和利用二次資源已成為冶金工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一條重要途徑。銅渣中含有大量的可利用資源，其中主要礦物為鐵硅酸鹽和磁性氧化鐵、鐵橄欖石(2FeO·SiO₂)、磁鐵礦(Fe₃O₄)及一些脈石組成的無(wú)定形玻璃體。銅渣中鐵的品位一般超過(guò)40％，遠(yuǎn)大于鐵礦石29.1％的平均工業(yè)品位，然而銅渣中的鐵利用率卻不足1％。因此，銅渣作為鐵的潛在資源具有重要的回收利用價(jià)值。

隨著鐵礦石資源的不斷減少，鐵礦石品位的逐漸降低，而銅渣的資源量卻逐年上升，從銅渣中回收鐵不僅可以緩解國(guó)內(nèi)鋼鐵產(chǎn)業(yè)所面臨的鐵礦石資源的嚴(yán)重不足，而且可以緩解銅渣堆存造成的環(huán)保壓力，因此，從銅渣中回收鐵成為擺在科研工作者面前的一個(gè)重要課題。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外針對(duì)銅渣中鐵的回收利用進(jìn)行了相關(guān)的研究，探索了多種提鐵工藝，主要分為直接磁選法、高溫氧化法、還原法以及濕法四類(lèi)。直接磁選法是將銅渣先進(jìn)行粉磨，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)磁性礦物的單體分離，再采用磁選回收銅渣中鐵的方法，磁選分離出的含鐵礦物主要是磁性氧化鐵。王衍針對(duì)含鐵53.54％(磁鐵礦28.53％)的銅渣進(jìn)行直接磁選后，獲得了品位為62.525％的精礦，磁選回收率為35.02％，但精礦中仍然含有9.94％的SiO₂。韓偉對(duì)含鐵43.75％的銅渣進(jìn)行磁選后獲得了得到鐵品位51.67％的鐵精礦，磁選回收率為57.55％。葉雪均對(duì)含鐵42.58％的銅渣磁選后獲得了鐵品位52.21％的鐵精礦，磁選回收率為33.90％。采用直接磁選工藝對(duì)銅渣中的鐵組分進(jìn)行回收，難以獲得鐵品位和回收率都較高的鐵精礦。主要原因是銅渣中的鐵主要以鐵橄欖石的形式存在，僅有少部分以磁性氧化鐵的形式存在。磁選過(guò)程中難以分離的弱磁性鐵橄欖石會(huì)在磁選后進(jìn)入尾礦。

高溫氧化法是在銅渣中加入CaO并高溫熔融，使渣中CaO與SiO₂反應(yīng)，從而將鐵橄欖石中的FeO釋放出來(lái)，再通入空氣等氧化氣氛，使渣中鐵硅酸鹽相中的鐵組分富集到磁鐵礦相中，隨后進(jìn)行磁選回收的工藝。高溫氧化法可將鐵硅酸鹽相中的鐵組分富集到磁鐵礦相中，再通過(guò)磁選進(jìn)行回收。劉綱對(duì)鐵含量約為50％的銅渣氧化處理后磁選，獲得了鐵品位62.80％的精礦，回收率為79.30％。黃自力對(duì)鐵含量為44.32％的銅渣進(jìn)行了氧化處理后磁選，獲得了品位62.8％的鐵精礦，回收率為69.8％。李燕春等(CN201510572205.1)在二氧化硫加氧氣的氣氛下，與氧氣氣氛焙燒相比，雖然溫度要求低些，但是轉(zhuǎn)化效果差，主要物相為赤鐵礦，經(jīng)過(guò)強(qiáng)磁選所得鐵精礦品位為66％。閆方興等人利用電石渣中的氧化鈣和銅渣中的二氧化硅等組分來(lái)生產(chǎn)硅鈣鐵合金，熔煉溫度高達(dá)1600℃以上，能耗較高。梁彥杰等(CN201710571237.9)將氧化鈣和二氧化鐵作為復(fù)合添加劑添加到銅渣中，分解回收銅渣中有價(jià)金屬。該工藝實(shí)施過(guò)程中需在惰性氣氛下，難以大規(guī)模工業(yè)化開(kāi)展，且復(fù)合添加劑中本身就含有大量的氧化鐵，加入銅渣中會(huì)使銅渣含鐵量過(guò)高。

高溫氧化法所需溫度較高，使得工藝成本相對(duì)較高，同時(shí)對(duì)于工藝實(shí)施過(guò)程中的氧化氣氛要求苛刻，難以進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。