【摘 要】
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铜冶炼过程中产生大量成分复杂的铜渣,一方面含有多种有价金属如铜、铅、锌、铁等,具有很高的回收价值,另一方面含有有害元素砷,难以在有价金属回收的过程中直接去除,所以砷元素的脱除成为影响铜渣有效回收利用的关键因素。本文以火法炼铜的铜渣为原料,分别进行氧化气氛焙烧脱砷和直接还原提铁实验,主要研究不同焙烧气氛、焙烧温度和焙烧时间对砷脱除率的影响并探索CaCl2的加入量对铜的脱除率的影响;分析不同碳氧比、还
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铜冶炼过程中产生大量成分复杂的铜渣,一方面含有多种有价金属如铜、铅、锌、铁等,具有很高的回收价值,另一方面含有有害元素砷,难以在有价金属回收的过程中直接去除,所以砷元素的脱除成为影响铜渣有效回收利用的关键因素。本文以火法炼铜的铜渣为原料,分别进行氧化气氛焙烧脱砷和直接还原提铁实验,主要研究不同焙烧气氛、焙烧温度和焙烧时间对砷脱除率的影响并探索CaCl2的加入量对铜的脱除率的影响;分析不同碳氧比、还原温度以及碱度对还原过程中铁金属化率的影响。研究结果表明:铜渣中铁含量为45.67%,As含量为0.18%,主要物相为橄榄石（Fe2SiO4）和磁铁矿。0～1200℃的氧化气氛下,砷氧化物包括As O、AsO2、As2O3和As2O5（s）。氧化焙烧脱砷过程符合气-固反应收缩核膜型,表观活化能为8.8k J,其限制性环节为氧化脱砷的界面反应;还原气氛下,金属Fe在反应温度超过716.7℃时被还原,金属Zn在还原温度大于985.3℃时被还原。铜渣中砷的最佳脱除条件为:氧气体积分数为10%,焙烧温度为650℃,保温75min,脱砷率达到87.58%,残余率仅有0.022%。脱砷过程铁橄榄石相的进一步氧化,以及氧化产物的尺寸增加,不利于砷的脱除。综合考虑碳氧比、温度和碱度对金属化率的影响,本论文中铁的金属化率在碳氧比为1.4、还原温度1200℃、还原时间30min时最佳,为61.99%。不加CaO时,还原产物的物相组成主要为铁质橄榄石和金属铁,加入CaO铁橄榄石相消失并出现硅酸钙（CaSiO3）相。
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