我国矿产资源是以多元复合矿为主，其特点是富矿少，贫矿多，单一矿少，含多种共生、伴生有价金属的矿多。这些复合矿在冶炼过程中，产生大量的复合矿冶金渣(如钒钛磁铁精矿在高炉冶炼过程中，排放大量的含钛高炉渣；铜冶炼过程中，产生大量的余铁铜渣)。这些有价金属具有较高经济价值。如何有效利用这些有价值的二次资源，是目前急需解决的课题。 按照“选择性分离”思想，把“富集”——“析出”——“长大”——“分离”逻辑链条中的分离环节作为本研究工作的主要内容。本工作是以现代分析测试技术为实验手段，目的在于更多地了解和掌握含钛高炉渣在氧化处理前后、不同的调渣剂加入前后，有价元素赋存状态的信息，进一步揭示含钛相演变规律及含钛相与基体脉石相两相界面微观结构特点，为改进综合利用复合矿冶金渣的技术，深入探索两相界面分离的微观机制等，提供有益的线索和重要的依据。同时，对含铜炉渣中铁组分的选择性富集、长大与分离也做了相关的研究工作。 对含钛高炉渣研究。根据大量SEM和EDAX实验观察和计算，发现氧化前含钛高炉渣中，分布于基体辉石的钛有如下特点：一是在贫钛相区；另一是在富钛相区，并且在富钛相区钛分布不均匀。根据TEM观察与计算机模拟计算，首次对钙钛矿相与辉石相进行两相结晶取向研究，并发现钙钛矿相与辉石矿相两相间无严格的结晶取向关系，有近似关系为：[312]<,钙钛矿>[113]<,辉石>、[212]<,钙钛矿>//[210]<,辉石>、[201]<,钙钛矿>//[313]<,辉石>；(212)<,钙钛矿>//(132)<,辉石>、(012)<,钙钛矿>//(320)<,辉石>、(212)<,钙钛矿>//(321)<,辉石>。 通过高分辨电子显微镜观察，钙钛矿相与辉石矿相的界面是简单、干净的；未发现其他物质在界面富集。 氧化使高炉渣中含钛相的数量减少，变为两相，含钛相的体积百分数增高；CaTiAl<,2>O<,6>和CaMgZi<,2>O<,6>分子与CaMgSi<,2>O<,6>形成类质同象。 在基体辉石相中发现有孪晶相，氧化对两相界面连接状态改变不大，在晶体取向关系方面有相近的特点。 首次提出一种快速确定钙钛矿相与辉石矿相发生单体脱离解离概率的实用方法。通过SEM矿物相的断口形貌观察，即钙钛矿相的大小、形状、界面形状和基体中缺陷四个量的特征，作为判断矿物相的力学性质，进一步判断该矿物相在磨碎过程中，单体解离的可能性的依据。该方法对指导选择性分离技术有意义。碱性调渣剂CaO，CaF<,2>及Na<,2>CO<,3>对于钛渣中矿物和钙钛矿相界面有影响；随调渣剂的加入，氧化渣中含钛辉石相[Ca(Mg，Al)(Si，Ti)<,2> O<,6>]逐渐向非钛相(CaMg Si<,2> O<,6>)和(Ca Al<,2> Si<,2> O<,8>)转化；随调渣剂的增加，非钛相增加，含钛辉石相减少，有利于渣中钛的富集；非钛相呈枝状或柱状，分布在钙钛矿相界面附近。 酸性调渣剂P<,2>O<,5>对于渣中钙钛矿相界面特征有作用；随调渣剂P<,2>O<,5>的加入，渣样表面出现较多裂纹，而且大多沿晶界分布。 复合调渣剂CaO和CaF<,2>，P<,2>O<,5>和CaF<,2>对于渣中矿物相的转化和钙钛矿相界面有很大影响；随复合调渣剂的加入，氧化渣中含钛辉石相(Ca(Mg，Al)(Si，Ti)<,2>O<,6>)逐渐向非钛相(Ca Mg Si<,2>O<,6>)和(CaAl<,2> Si<,2> O<,8>)转化；随复合调渣剂的增加，非钛相和钙钛矿相体积分数增加，含钛辉石相减少，这有利于渣中钛的富集与粗化；非钛相呈枝状或柱状，分布在钙钛矿相界面附近。 对铜冶炼渣研究。动态氧化条件下，铜渣中铁橄榄石相基本消失，促使分散在不同矿物相(铁橄榄石和硅酸盐相)中的铁组分选择性地富集到磁铁矿相，并析出长大。磁铁矿相体积分数和晶粒度明显提高，这表明动态氧化有利磁铁矿相的析出和长大。 在动态氧化条件下，加入添加剂有利于渣中铁组分大部分转移到磁铁矿相，并促进磁铁矿相析出和粗化。随着添加剂加入量的增加，磁铁矿相的体积分数和晶粒尺寸增加。 通过磁选分离改性铜渣可得到磁铁矿精矿和尾矿，其中精矿中铁的品位超过50％，尾矿中铁的品位低于8％。