废线路板自热熔炼渣物化性能研究

针对某废线路板混合料中高硅、铁、铝的特性,通过高温马弗炉熔炼实验,研究了碱度和FeO对CaO-SiO_2-Al_2O_3-FeO型熔渣熔点、黏度及电导率的影响规律。结果表明:随着碱度从0.4增加到1.8,熔渣熔点先降低后升高,1 300℃时黏度先增大后减小,电导率呈上升趋势;随着FeO含量从15%增加到30%,熔渣熔点先减小后增大,黏度下降,电导率呈上升趋势。适合本体系熔渣的碱度为0.8～1.4,FeO含量16%～22%;此时,炉渣熔点1 220℃(半球温度),黏度2Pa·s(1 300℃),铜收得率超过98.0%。     

含铜和锡铁液渣化过程中富FeO熔渣的EPMA观察

在感应炉熔炼条件下,研究含铜、锡等元素的铁溶液的渣化过程,并对熔渣进行EPMA观察。结果表明,向熔池中 吹氧氧化铁的同时,有部分铜、锡等元素被氧化,由于金属渣间反应进行的不充分而使金属滞留于熔渣中。富FeO熔渣与铁溶液 的分离不好也是造成熔渣中铜、锡含量偏高的原因之一。在电子探针显微分析中观察到铜、锡等元素在熔渣中的偏析现象。     

刚果(金)某氧化铜精矿还原熔炼渣型优化实验

刚果（金）某地区经浮选得到的氧化铜精矿，含铜28.39 %，矿石中的铜主要赋存在孔雀石中。在实际生产中，采用鼓风炉还原熔炼处理该类氧化铜精矿，存在熔炼温度较高、氧化钙添加量大、熔炼渣含铜偏高的问题，为此，进行渣型优化实验研究，考察了还原焦比、CaO:SiO2比和氧化亚铁加入量对氧化铜精矿还原熔炼的影响。结果表明，在还原熔炼时，焦比主要影响粗铜产率和铜回收率，CaO:SiO2主要影响渣中铜含量，熔炼温度是影响渣黏度的主要因素。在还原焦比为5 %，选择酸性熔炼渣型，渣中CaO:SiO2为0.4-0.55，FeO:SiO2为0.13条件下，渣含铜可降至0.4 %以下，铜回收率在98 %以上。     

造锍熔炼捕收氰化渣中有价金属研究

为了探究以氰化尾渣为原料进行造锍熔炼的可能性,研究了渣型配比、熔炼温度、升温时间、保温时间和原料配比对金、银、铜回收率及锍相中金、银含量的影响。研究结果表明,在升温时间60 min、保温时间50 min、熔炼温度1250 ℃条件下,当氰化尾渣与硫化铜精矿配比4∶1、FeO/SiO₂比1.8、CaO/SiO₂比0.8时,金、银和铜回收率分别达到73.13%、83.95%和70.97%,金、银在锍相中含量分别达到8.29 g/t和257.40 g/t。造锍熔炼工艺处理氰化尾渣是可行的,为该类尾渣的高效环保回收利用提供了新思路。     

复杂铜精矿低温富氧熔炼渣型调控北大核心

合理的渣型是铜火法冶炼顺利进行的关键。低温熔炼可减缓炉衬所受的热应力以及熔体对炉衬的化学侵蚀,延长熔炼炉使用寿命。低温熔炼过程渣中易析出以Fe_(3)O_(4)为主的尖晶石固相,增大熔渣黏度,阻碍冰铜沉降。对铜精矿低温熔炼过程进行热力学基础计算,研究了渣中各组分含量对熔炼过程的影响。结果表明:当渣中Fe/SiO_(2)为1.1,CaO、Al_(2)O_(3)、ZnO含量分别控制在1.5%~4%、3%~6%、3%~10%时,熔渣具有良好流动性。通过控制Fe/SiO_(2)以及熔剂含量,利用实验室规模的富氧顶吹炉对铜精矿在1160℃、55%氧浓度的条件下进行熔炼,喷吹结束后静置沉降60 min,可获得品位为60.86%的冰铜,渣中铜含量为1.60%的熔渣,实现低温熔炼。     

高品位氧化铜矿熔炼渣型实验研究

针对非洲某高品位氧化铜矿开展渣型实验研究,主要进行了氧化钙加入量、氧化亚铁加入量、焦率和精矿含水等实验研究。结果表明,矿石中的铜赋存在孔雀石中,在焦比5%,熔炼温度1400℃,还原熔炼2小时,CaO:SiO2 =0.4:1,FeO:SiO2=0.1时,铜和钴回收率分别为99%和98%,熔渣含铜和钴分别为0.3%和0.01%;适量添加氧化亚铁造渣,能降低氧化钙的加入量,过低的氧化钙加入量会导致熔炼的流动性变差;熔渣中铜主要以高冰铜的形式存在,常规浸出方法回收困难。     

CaO-FeO-MgO-SiO_2四元渣系活度模型及应用

为研究氧化熔融镍渣回收铁资源的热力学条件,建立了CaO-FeO-MgO-SiO_2渣系中FeO活度的计算模型。采用该模型探讨了1 723K时二元碱度和MgO含量对熔渣中αFeO的影响,分析了1 723K时镍渣中的铁组分氧化为Fe_3O_4的热力学可能性,并对计算结果进行了实验验证。结果表明,随着碱度的不断增加,αFeO呈现出先增加后减小的趋势,当碱度为1.1时αFeO值达到最大;氧化温度高于1 723K时,Fe_3O_4被进一步氧化为Fe_2O_3的K~Θ小于0,可抑制Fe_2O_3的生成。镍渣通过熔融氧化处理后,铁组元主要富集在磁铁矿相中,磁铁矿颗粒的平均粒径约52μm,可为磁选分离磁铁矿创造条件。     

废旧电路板中有价金属回收试验研究

提出了一种以FeO-SiO₂-Al₂O₃-CaO渣体系为基础的废旧电路板还原熔炼工艺,从减少渣中金属损失及控制性能角度,对渣成分及结构进行调控,研究了熔剂添加量、熔炼时间、熔炼温度、炉渣组成成分对金属回收率的影响。结果表明,在熔剂添加量为原料质量30%、熔炼温度1 450 ℃、熔炼时间75 min、FeO/SiO₂比为1、渣中CaO含量8%条件下,废旧电路板中Cu、Sn回收率分别为91.98%、86.30%,贵金属Au、Ag、Pt在合金相中含量分别可达67.41 g/t、1 020.74 g/t、54.75 g/t。以该渣系为基础还原熔炼废旧电路板的工艺是可行的。     

铁矾渣侧吹熔炼渣型调控研究

某企业锌冶炼铁矾渣采用侧吹熔炼进行综合回收处理,其熔炼过程中熔渣渣型和性能控制是确保熔炼过程顺利进行、节能降耗的关键。基于铁矾渣剂熔剂的成分及物相组成,选择PbO-CaO-SiO2-FeO-ZnO为熔炼过程基本渣系,采用FactSage热力学软件绘制该渣系相图,结合相关炉渣性能测定实验,探索随FeO/SiO2比和CaO/SiO2比等的改变对炉渣物化性能的影响。结果表明,熔炼过程不添加其他熔剂条件下,炉渣中FeO/SiO2比在0.92~1.53的范围变化时,随着FeO/SiO2比增大,炉渣熔化温度增高,当FeO/SiO2比为0.92时炉渣熔点最低,为1338℃。CaO/SiO2比在0.3~0.8的范围变化时,随着CaO/SiO2比增大炉渣熔化温度呈现降低趋势,当CaO/SiO2比为0.78,炉渣熔点最低,为1385℃。对低熔点渣型进行黏度测定,可知在1500℃黏度均在0.5Pa·s以下,满足冶炼对流动性的要求。提出了添加CaO同时减少SiO2至CaO/SiO2比为0.78的优化调渣方案。调渣后渣中主要物相以磁铁矿和硅酸盐为主,有利于后续提铁。     

低钛高炉渣脱硫能力研究

针对某钢厂低钛高炉渣的实际情况,研究了二元碱度(w(CaO)/w(SiO₂))和MgO等化学成分变化对该渣系脱硫能力的影响规律。结果表明,低钛高炉渣的脱硫能力随着炉渣二元碱度增加而提高;当w(MgO)<10%时,炉渣脱硫能力随MgO含量增加而升高,继续增加MgO含量,其脱硫能力反而降低;随着Al₂O₃和TiO₂含量增加,炉渣脱硫能力降低。建议高炉生产炉渣二元碱度保持在1.05~1.10,炉渣MgO含量应保持在9%~10%,同时应适当降低Al₂O₃和TiO₂含量。     

基于MnO-SiO2-CaO渣型的辉锑矿挥发熔炼工艺

提出以硫化锰矿作造渣剂、采用MnO-SiO₂-CaO渣型的辉锑矿挥发熔炼新工艺。试验确定的最佳工艺条件为:硫化锰矿、氧化钙和焦炭用量分别为锑精矿质量的20.01%、6.66%和4.98%,熔炼温度1 250~1 300 ℃,氧气流量0.7 L/min,熔炼时间50 min;此条件下锑锍产率5.09%,渣中Sb含量0.33%,Sb挥发率99.75%,炉渣主要由MnO、FeO、SiO₂、CaO组成,含量分别为19.11%、11.20%、34.78%和14.23%。在试验条件范围内,Mn在渣/锍两相间分配比值明显高于Fe,达到1.0。以MnS作造渣剂,采用MnO-SiO₂-CaO渣型进行辉锑矿的挥发熔炼,可望强化挥发熔池熔炼炉的顺畅运行。     

含锰废旧聚合物锂离子电池还原熔炼回收有价金属试验研究

以含Mn较高的废旧聚合物锂离子电池为原料, 基于CaO-Al₂O₃-SiO₂-MgO渣型直接还原熔炼工艺分离回收其中的有价金属。试验结果表明, 最佳工艺条件为: 造渣剂中CaO/SiO₂比为0.75, MgO含量5%, 造渣剂用量为电池质量的2.0倍, 焦粉用量为电池质量的0.1倍, 熔炼温度1 450 ℃, 熔炼时间15 min, 此时Co、Ni、Cu回收率分别为96.03%、96.42%、93.40%。最合适的炉渣组成为CaO/SiO₂比为0.77~1.21, Al₂O₃含量9.55%~11.92%, MgO含量4%左右。高的熔炼温度及炉渣碱度有助于Mn还原进入合金中, 但本试验条件下Mn无法充分还原, 仍主要进入炉渣中。     

含铅固废还原固硫混合熔炼工艺研究

为解决湿法炼锌渣和废铅酸蓄电池铅膏等含铅固废难以经济有效回收利用的难题, 提出了一种含铅固废还原固硫混合熔炼新工艺。采用单因素试验分别考查了还原剂配比、碳酸钠配比、设定铁硅比FeO/SiO₂和钙硅比CaO/SiO₂等因素对熔炼效果的影响, 获得的最佳工艺条件为: 还原剂配比10%、Na₂CO₃用量4%、设定铁硅比1.4、钙硅比0.5, 在此条件下, 铅平均直收率为91.98%、渣含铅0.68%、锍含铅4.33%, 综合固硫率82.47%。该工艺流程短、清洁高效, 可实现一步炼铅和固硫熔炼。     

复杂铌矿高温还原熔炼-炉渣冷却结晶富集铌试验

针对白云鄂博铁铌稀土复杂多金属矿中铌矿相种类多、性质差异大、难以利用的难题,提出了复杂铌矿高温还原熔炼-炉渣控温冷却定向结晶富集铌新工艺,考察了碱度(CaO/SiO₂比值)、铁还原率、冷却速度对渣中富铌矿相粒度、形貌与组成的影响。结果表明,铌主要富集于铈铌钙钛矿相,碱度是影响结晶矿相组成的关键因素,而铁还原程度不影响结晶矿相组成。降低冷却速度可以有效提高富铌矿相粒度。     

An experimental investigation of foaming in acidic,high FexO slags

Slag foaming is common in pyrometallurgical processes, such as various non-ferrous operations like sulphide smelting/converting, base metal slag cleaning, steelmaking in basic oxygen furnaces, as well as in electric arc furnaces. Foaming phenomena remains poorly-understood. The purpose of this paper is to analyse the foaming behaviour of SiO₂–Al₂O₃–CaO–Fe₂O₃–FeO slags upon argon gas injection at various temperatures and slag chemistries, where the slag basicity and Fe_xO were varied. The results are interpreted in terms of physical properties, phase types and phase proportions that were predicted by models from literature. Foaming, as represented by a foam index, appeared to decrease with increasing basicity, until precipitation of solids had occurred. After this point, the foam index increased with increasing basicity. A few published empirical foaming models were statistically evaluated based on the measured foaming indices and physical property predictions, but no conclusive evidence could be found to justify the use of specific predictors of foaming such as bubble size or surface tension depression rather than surface tension.     

碱性氧化浸出废弃手机线路板中的锡、铅

废弃手机线路板中含有重金属铅、镉、汞等有毒有害物质,处理不当会对环境和人体健康造成危害,但同时废弃手机线路板元器件中还含有丰富的有价金属元素。为回收废弃手机线路板元器件中的锡、铅,进行了碱性氧化浸出试验。结果表明,在氢氧化钠浓度为4 mol/L、间硝基苯磺酸钠浓度为11 g/L、浸出温度为80℃、浸出时间为60 min条件下,锡、铅浸出率分别达到99.51%和99.01%,其余主要金属浸出率均低于6%。     

先锋植物修复介导的根际微域对铅锌冶炼废渣中重金属的形态分异特性影响

为研究金属冶炼废渣堆场内典型先锋草本植物对废渣养分及重金属形态的影响,以开展植被重建5年的铅锌冶炼废渣堆场上先锋草本植物（三叶草,Trifoliumrepens;黑麦草,Loliumperenne）根际微域为研究对象,分析在生态修复过程中两种草本植物根际微域不同粒径废渣（<0.25、0.25~0.5、0.5~1、1~2、2~5、>5 mm）中重金属含量与赋存形态及养分的分异特征。结果表明:废渣内植物养分主要分布在<1 mm的小粒径废渣中;植物根际与非根际废渣中有机质与全氮含量总体上随废渣粒径增加呈先升高后降低的趋势,而有效氮、有效磷含量则随废渣粒径增加呈降低趋势;两种草本植物对废渣养分的改善效果主要表现为三叶草>黑麦草>对照,并表现出明显的根际效应（根际>非根际）。两种植物修复作用显著影响废渣重金属含量及其赋存形态在不同粒径中的分布:（1）三叶草根际废渣Pb、Cu含量显著低于对照,并促使Cd向残渣态转化;（2）黑麦草根际不同粒径废渣Cu、Cd含量发生再分配,在细小粒径（<0.5 mm）废渣中的含量显著降低;（3）两种植物根际废渣酸可溶解态Cu、Pb、Cd、Zn的比例明显降低,且比例随废渣粒径增加而上升。综上,三叶草和黑麦草作为废渣堆场生态修复的先锋植物,可为外来优势植物的自然定居创造良好的植生条件,并对细小粒径废渣扩散迁移生态风险的控制具有重要意义。      

广西贺县铁屎岭遗址宋代锡铅及含锡铁钱冶炼技术初步研究

广西贺县铁屎岭遗址是宋代集炼铅、炼锡、铸铁为一体的大型钱监遗址，初步研究发现平均含锡３．５％的玻璃态炉渣和平均含铅２．２％的非玻璃态炉以及成分波动较大的黄渣，表明该遗址使用原生硫化矿石炼铅，使用了两步流程炼锡。遗址上还发现高中代三种含锡重量的“政和通宝”铁钱。根据献可知其为北宋后期有名的“夹锡钱”，其铸造初衷是利用锡对钢的脆化作用来防止敌国用宋朝铁钱炼钢锻造兵器，从遗址上未发现炼铁炉渣，玻璃态炉