[发明专利]一种铜尾渣生产铁精矿联产活性硅酸钙方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，尤其涉及一种铜冶炼尾渣生产铁精矿联产活性硅酸钙的方法。

背景技术

铜尾渣为冶炼产生的铜渣经破碎、筛分后，将粒度≤12mm的炉渣进行球磨之后进行两 次浮选提取铜后的尾渣。通过之前阶段的处理后，铜尾渣的化学成分主要为铁橄榄石、SiO₂和CaO，部分Fe₃O₄、Fe₂O₃、Al₂O₃和少量的MgO、K₂O、Na₂O等，此外还含有Mn、Zn、 Cu、Ti等微量元素。渣中铁的品位一般在40％左右，远大于铁矿石的可开采品位(29.1％)， 渣中硅元素含量也高达20％，是理想的硅源。

目前铜尾渣的处理方式除少部分用于水泥工业以外，大部分作堆弃处理。堆积的铜尾渣因 其颗粒较小容易被风吹起造成空气污染，且在自然环境下铜尾渣浸出的有害重金属会污染水 体、土壤，从而影响农业、渔业和林业的生产，并造成经济损失。在水泥混凝土工业中，铜 尾渣主要集中于作为烧制水泥熟料的原料、作为矿化剂、作为水泥混凝土混合材等方面的制 备。这些应用虽然实现了一定的经济价值，但对于铜尾渣的利用仅仅停留在其物理性能上， 而渣中残留的铁、硅资源并没有得到充分的利用，资源化利用率极低。同时，对于铜尾渣的 其他方面研究也比较有限。部分研究者对铜尾渣进行高温还原处理深度提铁，但过程中需要 配入大量的焦粉和氧化钙，且还原温度高达1200～1300℃，能量与物料消耗巨大，同时铜尾 渣中硅组分也未进行有效利用。也有部分学者将尾渣进行1300℃左右的高温焙烧，使用渣中 铁组分转为磁铁矿相选择性富集，再经过磁选将部分铁进行回收。但该方法同样也面临着巨 大的能耗与回收铁硅元素不充分等问题，其原因在于，铜尾渣中铁主要以铁橄榄石 (2FeO·SiO₂)、磁性氧化铁(Fe₃O₄)的物相存在于渣中，且弱磁性的铁橄榄石所占比例较大，因 此磁选法分离硅铁无法实现。而铁橄榄石相因结构致密且熔点较高(1209℃)，很难通过现行 技术进行破坏，使其硅、铁相分离，资源化利用率极低。因此在我国现有资源紧缺及环境保 护的严峻形势下，开发铜尾渣资源化综合利用技术，对促进循环经济和可持续发展具有重要 的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种铜尾渣生产铁精矿联产活性 硅酸钙的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种铜尾渣生产铁精矿联产活性硅酸钙方法，包括以下步骤：

(1)将铜尾渣与碱混合进行熔炼，熔炼完成后水浸、过滤，得到滤渣I和滤液I；所述滤渣 I经洗涤、干燥得到富铁精矿；

(2)在所述滤液I中加入熟石灰和表面改性剂进行原位改性，得到滤渣II和滤液II，所述滤 渣II经洗涤干燥后得到活性硅酸钙，所述滤液II经蒸发结晶后返回步骤(1)中循环使用。 所述活性硅酸钙又称高分散硅酸钙，表面存在硅氧基和硅醇基官能团，有很强的补强性能， 对橡胶有良好的亲合性和高度的分散性，从而可提高制品的力学强度，显著地提高复合物性 能和使用价值。活化指数表征硅酸钙的表面润属性，水合硅酸钙具有矫情的亲水性，活性硅 酸钙表现为亲油性，活化指数越大，亲油性越好。活性硅酸钙的表面上形成了一层单分子膜， 分体分散度提高，使得克力荐空隙减少，吸油值下降。吸油值越低，分散性越好。

上述的铜尾渣生产铁精矿联产活性硅酸钙方法，优选的，所述步骤(2)中，表面改性剂 的加入量为滤液I中Si元素质量的1％～10％。

上述的铜尾渣生产铁精矿联产活性硅酸钙方法，优选的，所述步骤(1)中，熔炼的时间 为1.5～3.5小时，熔炼温度为500～700℃，铜尾渣与碱的质量比为1:1.0～3.0。

上述的铜尾渣生产铁精矿联产活性硅酸钙方法，优选的，所述步骤(1)中，浸出温度为 20～80℃，浸出时间为10～70min，浸出时固液质量比为1:10～25。

上述的铜尾渣生产铁精矿联产活性硅酸钙方法，优选的，所述步骤(2)中，熟石灰的加 入量以钙元素计，滤渣I中的硅元素与熟石灰中钙元素摩尔比为1:1.0～2.0。