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铜冶炼过程中产生的废渣,大部分堆放渣场,既占用土地又污染环境。铜渣中含有Cu、Fe、Zn、Pb等多种有价金属,其中金属铁品位高达40%,因此具有很高的回收价值。通过直接熔融还原工艺,虽然可以从铜渣中还原出金属铁,但是还原产物生铁中的铜含量,远远高于钢铁行业中的最低含铜量0.2%,导致所得还原生铁不可用于冶炼普通钢种,因此必须寻找合适的脱铜方法。本文通过绘制Fe-Cu-O-Cl四元系热力学优势图可知:在Fe-Cu-O-Cl四元体系中,低价CuCl是氯化脱铜的最佳目标产物;在铜渣氯化过程中如果控制适当的温度和化学势条件,可以使铜在高温下形成CuCl,随之发生络合反应生成Cu3C13,最终以蒸气形式挥发脱除。采用“先还原—后氯化”的思路,以铜渣为原料,以焦炭为还原剂,通过直接熔融还原实验获得金属生铁后,在铁水高温熔融状态下加入NH4Cl、FeC2、FeC13、NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2七种不同的固体氯化剂,探索“铁水-氯化物”渣系的脱铜效果。结果表明:采用“铁水-氯化物”渣系,并不能降低生铁中的铜含量。采用“先氯化—后还原”的思路,以铜渣为原料,以固体CaCl2为氯化剂,通过铜渣熔融氯化脱铜实验,探究固体CaCl2的脱铜效果。结果表明:加入固体氯化剂CaCl2,有助于降低贫化铜渣中的铜含量,但是脱铜率不高,最大脱铜率仅为42.03%;同时,氯化后的铜渣金属铁含量损失严重,金属铁挥发率高达44.49%,不利于后续金属铁的还原回收。采用“低温氯化—高温还原”两段工艺,以铜渣为原料,以固体NaCl为氯化剂,以焦炭为还原剂,控制温度在低温阶段(850℃～1250℃)进行氯化脱铜,在高温阶段(1500℃～1550℃)进行还原提铁,探究反应产物生铁的脱铜效果。结果表明:加入固体氯化剂NaCl,脱铜效果较为明显,最大脱铜率可以达到57.65%;同时,反应产物生铁中的Fe含量较高,基本稳定在90%左右;但是,还原生铁中含有部分C、S、P、As等有害杂质,特别是夹杂元素As。