DOC《doi:10.3969/j.issn.1005-7854.2019.02.00x》

4 Comparison of wear resistance between copper slag and standard sand 材料名称 比重 比面积 粉磨时间/(分)min 相对耐磨系数 标准砂 2.65

3000 28 1.00 铜渣 3.34

3000 54 0.52 磨细的渣粉可作为水泥的外掺料,但由于重金属炉渣的水化活性较差,用作外掺料在数量上应有控制. 铜水淬渣耐磨性好、硬度高、灰分低,亦可作为砂磨料,代替黄砂石,用于钢材表面除锈.成本低,广泛用于船舶、石油、水电等部门,在国内外有较广阔的应用前景. 铸石是采用天然岩石或工业废渣为主要原料o经配料、熔融、浇注、热处理等工序制成的非金属工业材料.其硬度高、耐磨性好、抗腐蚀性能强,除氢氟酸和热磷酸外,能抗任何酸碱的腐蚀.工业上常用作反应罐的防腐衬里、溜槽管道的腐蚀衬里以及球磨的耐磨衬里等.铸石原料的化学成分主要是SiO

2、CaO、Al2O

3、FeO,铜渣的成分与铸石相近,熔融的铜渣可以直接浇注入模并控制其结晶和退火温度,制成致密坚硬的铜渣铸石. 郝以党等用焦炭作还原剂,在30 Kg电极炉中还原铜渣得到含铜铸铁和铜渣尾渣.铜渣尾渣成分和玄武岩成分如表5所示[20],玄武岩是我国制备矿棉的主要原料. 表5 岩棉生产常用玄武岩和铜渣尾渣主要成分 Table

5 Main components of basalt and copper slag tailings used in the production of rock wool 项目 SiO2 FeO CaO MgO Al2O3 玄武岩 39-50 1-10 6-35 7-18 10-17 铜渣尾渣 49-58 4-6 13-18 3-8 7-12 从表5可以得知,铜渣尾渣的成分也能满足矿棉的生产.实验证明铜渣尾渣制备矿棉,耐高温上限在750-~850 ℃,略高于玄武岩制备的矿棉的最高使用温度650 ℃.使用铜渣尾渣代替玄武岩制备矿棉可降低我国矿棉生产成本. 铜渣不含有毒有害重金属,可与石灰、砂等加水搅拌混合制硅酸盐砖,作墙体材料.这种硅酸盐砖不易吸水强度高,可代烧结普通砖, 用于建筑物各部位,也可以用于炉窑建筑. 铜水淬渣在掺入石灰拌和压实后具有不易吸水和强度较高的特点,可作为公路基层,在多雨潮湿地区筑路尤为适用.用气冷的铜渣作铁路道碴铺设混砂道床,没有一般混砂道床容易下沉的缺点. 林巧等[21]利用铜渣尾渣采用浇铸法制取微晶玻璃,得到主相为钙长石,次晶相为镁黄长石的微晶玻璃,晶粒平均尺寸约为150 mm且分布均匀.

4 其它应用 铜渣除了传统的利用途径之外,在污水治理领域有了新的思路.微电解法可用于污水治理,以铁粒为正极,碳粒为负极,污水中一些有毒有害物质发生氧化还原反应.将铜渣还原后代替直接还原铁粉,可大大降低微电解填料的成本,同时达到以废治废的目的.唐琼瑶[22]等人将无烟煤与铜渣一起在高温下焙烧,之后直接用作微电解填料,用于处理甲基橙模拟废水净化,甲基橙的去除率可达95%以上,取得了较好效果.但是污水处理后的尾渣没有给出处理办法,有待进一步研究. MIHAILOVA等人[23]研究了转炉铜渣和闪速炉铜渣中铁橄榄石晶体相的特性发现铜渣还可以作为吸附剂或催化剂.刘继磊[24]研究了铜渣催化甲烷二氧化碳重整制取合成气,.许焕斌等[25]研究了铜渣催化气化木屑,均发现铜渣有一定的催化作用.但国内外对催化机理研究较少,催化效果也不理想. 在缺铜的土壤中施用铜渣粉以补充土壤中的微量元素,能够提高小麦和向日葵等作物的产量.

5 主要结论及铜渣综合利用展望 (1) 1)通过选矿法或是还原法回收铜渣中的铁和铜,均能取得较好的效果,但是成本较高,均处在实验室研究阶段,尚未实现工业应用.铜渣或铜渣尾渣工业上除少部分用作水泥以外,其它应用方法也都处在实验室研究阶段.铜渣的综合利用实现工业化还有很多问题需要解决. (2) 2)对水冷铜渣进行还原能耗高,而熔融铜渣温度高,具有较多热值.还原工序可以考虑从熔融铜渣开始研究设计,铜渣二次渣通过调整成分使其具备更好的特性,用于制备微晶玻璃、矿渣棉等高附加值产品. (3)3)用作污水治理或吸附剂均会产生二次污染,铜渣综合利用新途径的探索应以减少二次污染为前提. 参考文献: [1] ........