含铁铜尾矿直接还原试验研究.pdfVIP

· 74· 中 国 有 色 冶 金 B研究开发篇．试验研究 含铁铜尾矿直接还原试验研究 张 峰 ，刘开琪 ，王寿增，罗智勇 (中国钢研科技集团有限公司 特种陶瓷与耐火材料北京市重点实验室 ，北京 100081) [摘 要] 进行 了含铁铜尾矿直接还原试验研究。铜尾矿筛分细磨，加入煤粉造球后在高温下还原，考 察 了还原温度、还原时间、造球配碳量对铁金属化率的影响，得 出最佳还原方案。试验表 明，配碳量 14％ 的球 团在 1200oC、还原40min的条件下，铁金属化率达到 83％。该试验为合理利用含铁铜尾矿提供参 考。 [关键词 ] 铜尾矿 ；直接还原；铁金属化率 ；综合利用 [中图分类号] X756 [文献标志码] A [文章编号] 1672-6103(2015)0卜0074—03 表2 煤粉成分 ％ O 前言 铜尾矿由铜矿石经粉碎、精选后所剩下的细粉 状沙粒组成。这些尾矿除少量作为旧矿井填充料之 外，绝大多数 以填充洼地或筑坝堆放的形式储存。 1．2 试验原理 堆置的铜尾矿 占用大量土地 ，覆盖原有的植被 ，破坏 直接还原是指金属氧化物在低于熔点温度下被 生态环境。同时尾矿随风飞扬 ，随雨水流失 ，对周边 还原剂还原生成金属单质的过程。根据还原剂 的不 地区的环境造成污染。因此 ，这些废弃铜尾矿综合 同，直接还原可分为气基直接还原和煤基直接还原 。 利用成为了亟待解决的问题。国内外的学者对于各 本试验为煤基直接还原 ，即将矿粉与一定 比例的煤 种铜尾矿的综合利用进行了深入的研究，并提出了 粉混合后压制成球，煤粉 中的碳在高温下还原矿物 多种资源再利用方案 ¨ 。目前对于铜尾矿的综合 中的金属氧化物 ，得到金属单质 。其反应式为 ： 处理多采用湿法冶金 ，火法冶炼方法鲜有报道。而 MeO+C—}Me+CO · (1) 火法冶炼的转底炉直接还原工艺具有流程短、能耗 从表 1可知 ，该铜尾矿 Fe的含量较低 ，不适合 低、污染物排放量少等优点。本试验采用直接还原 使用常规冶炼方式回收 Fe，但可用直接还原 的方法 火法冶炼方法处理富含铁元素的铜尾矿 ，直接还原 从 中提取出大部分的Fe。另外 ，当尾矿中锌含量较 提取铁 ，将废弃的铜尾矿变成有价值的炼铁原料。 高时，可在直接还原的过程 中通过冷凝烟气 回收锌 。 本试验要提取的主要金属是 Fe，Fe在矿石中一 1 试验 般 以FeO。的形式存在 ，其直接还原的反应是逐级 1．1 试验原料 分步进行的 。 ： 含铁铜尾矿及煤粉主要成分见表 1和表 2。 C+3Fe2O3 2Fe3O4+CO (2) C+Fe3O4—}3Fe0+CO (3) 表 1 尾矿成分 ％ C+Fe0—÷Fe+CO (4) FeO同时与 CO进行反应 ，生成 CO ： CO+Fe0