銅冶煉爐渣是火法冶金的一種產(chǎn)物，其組成主要來自礦石、熔劑、還原劑灰分中的造渣成分，成分非常復(fù)雜。但總的來說，爐渣是各種氧化物的熔體，這類氧化物在不同的組成和溫度條件下可以形成化合物、有少量硫化物、氮化物、硫酸鹽等。這些鹽有的來自原料，有的是作為助熔劑加入的。通常情況下，吹煉渣含銅品位較高，其次是熔煉渣，熔煉渣經(jīng)過貧化的貧化渣品位最低，一般在1%以下。銅冶煉爐渣多呈黑色或是褐色，表面有金屬光澤，內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本上為玻璃體，結(jié)構(gòu)致密、硬而脆，化學(xué)成分比較復(fù)雜，爐渣中以鐵、二氧化硅、氧化鈣、氧化鋁的含量較高，占60%以上。由于銅礦來源不同，除了含銅外，還含有鈷、鎳等有價(jià)元素，通常還含有鉛、鋅、金、銀等有價(jià)金屬，但含量較低。從含量范圍來看，鐵含量約為30～45%，銅含量有的在低于1%，屬于貧銅礦范圍，有的介乎于1～2%，屬于中等銅礦范圍，有的在2%以上，屬于富銅礦范圍。礦物組成中絕大多數(shù)是鐵橄欖石，其次是磁鐵礦，還有少量脈石組成的玻璃體；其中的銅礦物，由于冶煉工藝不同，則以氧化銅、硫化銅、金屬銅、化合銅等形式以及不同的含量分布于爐渣之中。此外，個(gè)別冶煉廠因處理的銅礦石原料特殊，產(chǎn)生的爐渣中含有金、銀、鈷等可以回收的有價(jià)金屬。銅冶煉渣從廣義上看是一種“人造礦石”，它的物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)是隨冶煉過程的條件不同而有所不同。銅冶煉渣是一種組成較為復(fù)雜的物質(zhì)，一般含有5～6種或更多種氧化物及各種硫化物、硫酸鹽以及其他微量成分。外觀一般為黑色或黑綠色、致密堅(jiān)硬，比重約為4，渣中含量最多的是鐵和硅，主要礦物為鐵橄欖石和磁鐵礦及少量的磁黃鐵礦，硅大部分造渣生成鐵的硅酸鹽，并有少量的硅呈硅灰石及不透明的玻璃體；其次為銅的硫化物、金屬銅和少量的氧化銅等；還含有極少量的金、銀、鎳、鈷等有價(jià)成分，主要分布在磁性鐵化合物和鐵的硅酸鹽中，以亞鐵硅酸鹽或硅酸鹽形式存在。爐渣中的銅多呈硫化物形態(tài)存在，主要有似方輝銅礦、輝銅礦、黃銅礦、似斑銅礦和金屬銅等。銅礦物在渣中常與鐵橄欖石基體和磁鐵礦嵌布在一起，或呈球狀被磁鐵礦所包裹。有的則是銅鐵礦物共同形成斑狀結(jié)構(gòu)與鐵橄欖石基體中，或數(shù)種銅礦物嵌布共生。銅渣中的銅礦物和鐵礦物的粒度大小則隨爐渣的冷卻條件和爐渣組分不同而有著很大的差異。爐渣中鐵與氧有較強(qiáng)的親和力，形成氧化鐵，其中一部分與渣中的二氧化硅形成低熔點(diǎn)的鐵橄欖石，即爐渣的基體，占爐渣總鐵量的28%以上，其余部分則是Fe304,占爐渣總鐵量的30%以上，尚有少量Fe2O3、FeS。渣中二氧化硅除與FeO形成鐵橄欖石外，還與CaO等形成少量的硅灰石和玻璃相。銅冶煉渣的典型成分為Fe：29～40%、SiO2：30～40%、Al2O3: ≤10%、CaO: ≤11%、Cu: 0.42～4.6%；不同的冶煉方法其組成有所差別，不同熔煉爐渣中銅、鐵物相組成和含量也各不相同。熔煉爐渣銅品位處于0.76～4.58%、鐵品位40.92～45.99%之間。銅熔煉渣銅物相中主要以硫化銅為主，絕大多數(shù)占到總銅分布率的60%以上，最高達(dá)到87.13%，其次為氧化銅和金屬銅，氧化銅則處于5～60%之間，最高可達(dá)56.55%；金屬銅則處于9～25%之間，金屬銅高達(dá)20.31%；個(gè)別爐渣其它銅達(dá)到10%以上。鐵物相中以鐵橄欖石和磁鐵礦為主，二者之和占到總鐵分布率的80%以上；其中鐵橄欖石處于8～65%之間，最高達(dá)62.14%；磁鐵礦則處于33～45%之間，最高達(dá)44.09%；個(gè)別赤褐鐵礦分布率較高，達(dá)到57.43%。吹煉爐渣以轉(zhuǎn)爐渣為主，轉(zhuǎn)爐渣是冰銅經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹煉而產(chǎn)出爐渣。轉(zhuǎn)爐渣外觀成黑色和黑中透綠，性脆、堅(jiān)硬、結(jié)構(gòu)致密，密度約為4～4.5t/m3，渣中元素含量最多的是鐵和硅，它們都以化合態(tài)形式存在于渣中，主要成分是鐵橄欖石和磁鐵礦。水淬銅渣是一種黑色、致密、堅(jiān)硬、耐磨的玻璃相，外觀呈粒狀和條狀，夾雜有少量的針片狀，表面有金屬光澤，顆粒形狀不規(guī)則，棱角分明，密度3.3～4.5t/m3，松散密度為1.6～2.0 t/m3。，孔隙率為50%左右，細(xì)度模數(shù)為3.37～4.52，屬粗砂型渣。此外，爐渣中含有微量的有毒元素、毒性有機(jī)物、放射性物質(zhì)，不具有浸出性毒性、腐蝕性、放射性及急性毒性中的任何一種以上的，為一般固體廢物，可以進(jìn)行開發(fā)性研究。由于工藝條件不同，物相組成也存在一定的區(qū)別。
吹煉轉(zhuǎn)爐渣銅品位處于1.74～7.26%、鐵品位49.45～53.59%之間。銅轉(zhuǎn)爐渣銅物相中主要以硫化銅和金屬銅為主，二者之和占到總銅分布率的78%以上；其中硫化銅處于44～96%之間，最高可達(dá)90.4%；金屬銅則處于15～36%之間，最高達(dá)35.14%；氧化銅則處于10～20%之間，最高可達(dá)19.82%。鐵物相中以鐵橄欖石和磁鐵礦為主，二者之和占到總鐵分布率的50%以上；鐵橄欖石處于8～70%之間，最高可達(dá)69.88%；磁鐵礦處于26～80%之間，最高達(dá)到78.18%。
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發(fā)布時(shí)間： 2023-09-05
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