銅渣梯級高效資源化利用的研究綜述

李書欽，裴德健，汪大亞，華紹廣

（1.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司；2.國家金屬礦山固體廢物處理與處置工程技術(shù)研究中心，安徽 馬鞍山 243000）

銅是具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性，且易與鉛、鋅、鎳、鋁、鈦等形成各種合金的金屬材料，近年來因國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求，我國已成為世界最大的銅消費(fèi)國。而我國已探明的銅礦資源儲量為13 060.8萬t，僅位居世界第六位，且以貧礦和中小型礦居多，因而開采越多越廣泛，所產(chǎn)生的銅渣也越多。

1 概述

銅渣一般指的是火法煉銅過程中產(chǎn)生的渣，生產(chǎn)1 t銅會排出2～3 t的銅渣，我國每年產(chǎn)生約2 000萬t銅渣。多數(shù)排出的銅渣，經(jīng)粗放選鐵后，甚至不選鐵，直接做堆存處理，這種方式大量占用土地資源，浪費(fèi)Fe資源，而且銅渣含有Cu、Zn、Ag、Cd、Pb和As等重金屬元素，對堆放的土壤及水體產(chǎn)生較大危害。

按照冶煉設(shè)備，銅渣可分為反射爐渣、轉(zhuǎn)爐渣、電爐渣等；按照爐渣冷卻方式，可分為水淬渣、自然冷卻渣、保溫冷卻渣等；按照工藝流程，可分為熔煉渣、吹煉渣等。銅渣主要由鐵橄欖石（FeSiO）、少量磁鐵礦（FeO）及一些脈石組成的無定型玻璃體等物相組成，不同典型的冶煉方法均會產(chǎn)生銅渣，其化學(xué)組分如表1所示。其中，銅渣的鐵品位均超過35%，已高于鐵礦石平均工業(yè)品位（29.1%）。一般銅渣都是經(jīng)過水淬處理，形成黑色玻璃相，具有堅硬和致密的特點(diǎn)，它的密度為3.3～4.5 g/cm，孔隙率達(dá)50%左右，細(xì)度模數(shù)為3.37～4.52。

表1 各種冶煉方法的銅渣組成

2 銅渣的資源化利用

2.1 物理性能的應(yīng)用研究

2.1.1 制備水泥