劉占華，吳道洪，薛遜，曹志成，王欣

　　北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司

　　前 言

　　隨著有色金屬產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，我國(guó)已成為全球最大的有色金屬生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。與此同時(shí)，有色金屬冶煉行業(yè)產(chǎn)生的大量冶煉渣則多堆存在渣場(chǎng)，僅以銅渣為例，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年產(chǎn)生銅渣即1000～1500萬(wàn)t[1]，這些大量的廢渣不僅占用土地，而且造成巨大的金屬資源浪費(fèi)，也給人類的生存環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的污染和危害。

　　由于銅渣、鎳渣中的鐵含量較高，其平均高于我國(guó)鐵礦石可采品位[2-3]，因此鐵元素的回收利用價(jià)值較高。但由于銅渣、鎳渣中的鐵主要以含鐵硅酸鹽(鐵橄欖石)的形式存在，渣中SiO2含量較高使其無(wú)法直接用于傳統(tǒng)的高爐流程中，又因礦物嵌合緊密，難以采用傳統(tǒng)的選礦方式分離出脈石生產(chǎn)鐵精礦[4-7]。近年來(lái)隨著火法工藝的發(fā)展，采用高溫還原等工藝[8-10]處理銅渣、鎳渣的技術(shù)也逐漸成熟起來(lái)，其中直接還原工藝更成為研究的熱點(diǎn)。

　　神霧集團(tuán)立足于目前礦產(chǎn)資源日益短缺的形勢(shì)、國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需求，采用自主開(kāi)發(fā)的“轉(zhuǎn)底爐直接還原—磨礦磁選”和“轉(zhuǎn)底爐直接還原—燃?xì)馊鄯?rdquo;技術(shù)對(duì)銅渣、鎳渣的高效綜合利用進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)試驗(yàn)和中試試驗(yàn)研究。該技術(shù)不僅可以滿足有色冶金企業(yè)對(duì)冶煉渣的處理需求，還可實(shí)現(xiàn)棄渣中鐵、鋅資源的回收利用，減少堆存造成的土地占用及環(huán)保問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)銅渣、鎳渣等固廢資源高效綜合利用的有效途徑。

　　1 試驗(yàn)介紹

　　1.1 原料分析

　　試驗(yàn)選用國(guó)內(nèi)某銅冶煉浮選尾渣(以下簡(jiǎn)稱“銅渣”)和鎳冶煉渣(以下簡(jiǎn)稱“鎳渣”)作為原料，原料成分具體見(jiàn)表1.1所示。

 表1.1 原料化學(xué)成分分析(%)

　　根據(jù)有色冶金中二氧化硅飽和度Q=SiO2/(FeO+MgO)[9]的概念：當(dāng)Q<0.5時(shí)，SiO2為不飽和態(tài)，渣中含有FeO(方鐵礦)和2FeO·SiO2(鐵橄欖石);當(dāng)Q=0.5時(shí)，渣中主要是2FeO·SiO2(鐵橄欖石);當(dāng)Q=1.0時(shí)，SiO2為飽和態(tài)，渣中的鐵主要是以FeO·SiO2(輝石)的形式存在;當(dāng)Q>1.0時(shí)，SiO2為飽和態(tài)，渣中有游離SiO2出現(xiàn)。根據(jù)表1.1所列幾種冶煉渣的化學(xué)成分，計(jì)算可得SiO2飽和度在0.5~1.0之間，因此上述銅渣、鎳渣中鐵主要以2FeO·SiO2的形式存在。

　　試驗(yàn)選用當(dāng)?shù)孛悍N作為還原煤，工業(yè)分析見(jiàn)表1.2所示。