一种从铜冶炼渣中分离出铁与铜两种组分的方法。该方法包括选择性富集、选择性长大和选择性分离三个环节。首先，加入添加剂调整熔渣组成，使渣中铁组分富集于磁铁矿相，实现铁的转移和富集；其次，在随后的冷却过程时控制冷却速率和温度范围，再加入适量改性剂，促使析出的磁铁矿相长大和粗化；最后，将改性凝渣破碎、磨细，采用矿物加工方法选择性地分离出磁铁矿相与含铜相。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种矿物加工与冶金联合的工艺方法，特别涉及一种 从铜冶炼渣中分离出铁与铜两种组分的新方法。
技术介绍
铜冶炼渣中的残余铜含量在0.5%以上，回收这部分铜是现行处理 铜冶炼渣的主要任务，国内外巳有大量相关技术的报道。此外，铜冶炼渣中还有数量可观的铁，铁含量通常在40wtn/。以上，由于渣的物相组成复杂(见表1)，大部分铁是以铁硅酸盐形式存在，且嵌布粒度 细，分选效果差，有关"从铜冶炼渣中分离出铁"的报道，国内外致 今尚未见到。目前，回收渣中铜的技术有火法贫化、选矿分离和湿法浸出。 火法分离铜渣中的铜又称为"火法贫化"，火法贫化基于以下反应3Fe304 + FeS—10FeO + SO2T (1-1) (Fe,Co，Ni)O.Fe203 + C — CoO + NiO + 3FeO + CO T (1.2)2(Co，Ni)O.Si02 + 2FeS — 2FeOSi02 + 2(Co，Ni)S (1.3)铜渣火法贫化方法有，反射炉贫化、电炉贫化、真空贫化、渣桶法贫化、铜锍提取法、直流电极还原和电泳富集等。选矿分离渣中铜有两种方式，浮选法、重选法和磁选法。浮选法、重选法和磁选法的原理是基于铜赋存相的表面亲水 和亲油性质、比重和磁学性质的差别，将铜赋存相分离出来。湿法浸出分离渣中铜的方法有直接浸出、间接浸出、细菌浸出。 与火法贫化相比较，湿法浸出能耗低，分离选择性高，适合于处 理低品位铜渣，但污染环境，处理规模较小。综上可知，目前火法贫化、选矿分离和湿法浸出等处理铜渣的技 术仅限于回收渣中铜。由于渣中铁主要分布在橄榄石相和磁性氧化铁 两种矿物相中，各矿物相间互相嵌布，且矿物相的粒度细小，采用单 一技术回收渣中铁时，收率低，相关指标也差，尚无有效回收渣中铁的实用技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种矿冶联合、低能耗、高效益、投资少、 处理量大，工艺简单，可有效地从铜冶炼渣中分离出铁与铜两种组分 的方法。本专利技术的基本内容是通过对铜冶炼渣进行改性处理，完成渣中铁 组分的选择性析出，实现铁与铜分离。改性处理包括调整熔渣组成， 提高熔渣氧位，采用适当的控温措施与添加剂，提高磁铁矿相的铁富 集度；控制降温速率与加入适量改性剂，促进磁铁矿相晶粒长大，平 均粒度达到分选的粒度要求(30-40pm以上)，为磁铁矿相与含铜相 后续分选创造条件。本专利技术的方法由选择性富集、选择性长大和选择 性分离三个环节构成。选择性富集铜冶炼渣中铁含量通常在40wt。/。以上，渣的相组成复杂(见表1 )， 而且渣中铁大部分以铁硅酸盐形式存在，嵌布粒度细，分选效果差。表l.铜冶炼渣中含铁相的组成及铁的分布矿物相(mineral phases)名錄囊蘆铁分布率/% 称选择性富集的目标是使铁硅酸盐相中的铁转移到磁性氧化铁相 中，提高渣中磁铁矿相的数量，即磁铁矿相的铁富集度。采取的措施 是加入适当、适量添加剂，提高渣的氧位，使铁橄榄石(2FeOSi02) 在高温下分解，其中的(FeO)转化为(Fe304)。最终，渣中磁铁矿相 的量可达到50wt。/。以上。电阻加热使铜渣熔化，熔化铜渣的温度范围 在1250-1350C铜渣熔化后采用喷吹方式氧化熔渣，提高渣的氧位。磁性氧化铁 铁硅酸盐 硅酸盐固溶体甘TT8. 68 30. 22 1.60 0. 96 1.89 0. 53 42. 2824. 18 67. 83 2. 25 2.27 4. 47 1.25 100. 00铁铁铁-化銜嵐、硫赤金A喷吹的气体是空气或氧气、空气与氧气的混合气、或空气与氮气的混 合气。选择性长大-未经选择性富集处理的铜冶炼渣中，磁铁矿相不仅数量少(约10wt%)，晶粒也较细小(约20(im)，不能满足分离铁的富集比与粒 度要求。为此，优化改性处理条件，促进熔渣中磁铁矿相长大与粗化。 选择性富集结束后，熔渣的温度因氧化略有升高，熔渣的温度在 1300-140(TC范围。控制熔渣的冷却速率在O. l-l(TC/min之间，同时 加入或不加入改性剂，改性剂数量为渣总量的0-3%，这样做可以使 磁铁矿相的平均粒度达到30pm以上。为保证冷却速率，渣罐和渣沟 加上盖，侧壁填充保温材料保温。通过对铜渣选择性长大的改性处理， 提高磁铁矿相的粒度，解决渣中铁橄榄石与磁铁矿共生造成的分离 难、铁精矿硅含量超标和铁回收率低等弊端，为后续的选择性分离创 造条件。选择性分离磁铁矿相硬度高，粒度均匀，密度大(5.175g/cm3)，磁性强，有 利于采用磁选，或重选，或浮选，或重选结合磁选，或重选一浮选— 磁选联合的方法将凝渣中的磁铁矿相与含铜相分离出来。分离出的磁 铁矿可用于制备磁性材料和钢铁冶炼原料，尾矿可制备微晶玻璃和磨料。附图说明以下的附图和实施例进一步阐述本专利技术。 图1为本专利技术的工艺流程(方框示意图)；图2为初始铜冶炼渣的显微形貌图(左金相，右电子显微镜 扫描)图3为渣中Fe3+的质量百分含量与氧化时间的关系图4为渣中Fe3+的质量百分含量与渣中w(Ca0)/ w(SiO》比的关系图5为添加石灰0.5%、冷却速率rC/min时凝渣显微形貌图； 图6为添加石灰5%、冷却速率rC/min时凝渣显微形貌具体实施例方式实施例1铜冶炼渣中主要组成分见表2。调整渣的组成和性质，加入铜渣 总重量0.5%的石灰，石灰组成如表3。表2铜渣组成(质量分数，％)<table>table see original document page 7</column></row><table>由渣的物相分析得知渣中铁主要赋存于铁橄榄石相，其次在磁 铁矿中，少量赋存于钙铁硅酸盐固熔体( 一般以玻璃态物质形式出现) (图2)。当熔渣降温时，这些物相由熔渣中的析出顺序为磁铁矿 —铁橄榄石一钙铁硅酸盐固熔体。采用喷吹方式氧化熔渣，可以使熔渣中(FeO)转化为(Fe304)，最终以磁铁矿相(Fe304)的形式析出。电阻加热使铜渣熔化，继续升温，温度达到1300"C时，恒定温 度，喷吹空气氧化，熔渣氧化30min后，控制降温速率1C/min，冷 却到室温，取凝渣样分析检测。图3为130(TC熔渣氧化过程渣中Fe"的质量百分含量与氧化时 间的关系。由图3知，渣中F^+含量随氧化进程呈上升趋势。喷吹时 间超过30min后，渣中F^+含量可以提高到26%。冷却后渣样的分析 表明，渣中铁主要以磁铁矿的形式存在(图5)。氧化过程铁橄榄石 相逐渐减少，磁铁矿相逐渐增加，在氧化10min时，渣中铁在磁铁矿 相的富集度就从未处理时的22%提高到处理后的72%。渣中磁性氧 5—2522--113005580100.5o2最终，采用重选分离方法分离凝渣中的含铜相，磁选法将磁铁 矿相分选出来。85-2522--113005272100.5air降温过程进行选择性长大。由于磁铁矿是初晶相，它在渣 中的溶解度随温度降而减小，降温过程磁铁矿相不断析出，当溶渣缓慢冷却到室温，渣中的Fe304己完全析出。最终，采用重选分离方法 将凝渣中的含铜相分离出来，又用磁选法将磁铁矿相分选出来。实施例2调整渣的组成和性质，加入铜渣总重量0.5%的石灰。 电阻加热使铜渣熔化，继续升温，温度达到130(TC时，恒本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从铜冶炼渣中分离出铁与铜两种组分的方法，所述方法包括选择性富集、选择性长大和选择性分离步骤，其中，ａ．选择性富集：电阻加热铜冶炼渣到１２５０－１３５０℃，使铜渣熔化，在温度恒定后，向盛装熔渣的渣罐或渣沟中加入添加剂，所述添加剂包括选自ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ、Ｎａ↓［２］Ｏ、ＭｎＯ、ＴｉＯ↓［２］、Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］、ＳｉＯ↓［２］和Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］的一种或多种氧化物，以及ＣａＦ↓［２］与另外一种或几种冶金废弃物的混合物，冶金废弃物包括高炉粉尘、转炉粉尘、电炉粉尘、高炉废渣、转炉废渣、电炉废渣，添加量为铜冶炼渣总量的０．５％－５％，加入添加剂的同时或加入添加剂后，向熔渣中喷吹空气或氧气、空气与氧气的混合气、或空气与氮气的混合气，保持气体中氧的分压在１０↑［－２］－１ａｔｍ范围，氧化熔渣，氧化时间依渣量而定；ｂ．选择性长大：选择性富集结束后，控制熔渣冷却速度在０．１－１０℃／ｍｉｎ范围，同时加入或不加入相当于渣总量０．３－３％的改性剂，改性剂包括选自ＭｎＯ、ＴｉＯ↓［２］、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］、ＳｉＯ↓［２］和Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］的一种或多种氧化物，或ＣａＦ↓［２］与另外一种或几种冶金废弃物的混合物，冶金废弃物包括高炉粉尘、转炉粉尘、电炉粉尘；ｃ．选择性分离：将冷却到室温的凝渣，采用磁选、重选、浮选、或所述方法的组合将凝渣中的磁铁矿相与含铜相分离。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：隋智通，
申请(专利权)人：隋智通，
类型：发明
国别省市：89[]
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