铜镍冶炼渣的资源化利用研究进展

对铜镍渣进行二次综合利用,实现高附加值产品的研制和利用是亟需解决的难题。本文介绍了铜镍渣的化学和其矿物成分,系统概述了利用铜镍渣进行有价金属回收,铜镍渣用于制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,以及以铜镍渣为主要原料制备矿井充填胶凝材料、高强度的复合胶凝材料和作为集料制备混凝土的相关研究进展。相比物理浮选法和化学高温还原回收提取有价金属,采用化学法溶液浸出处理铜镍渣能够综合回收有价元素,实现梯级利用。铜镍渣经除铁后其中的少量铁化合物可替代微晶玻璃中的成核剂,利用铜镍渣除铁后的二次渣制备微晶玻璃可大大提高工业铜镍废渣的利用率。结合混凝土相关新技术指出,解决铜镍渣应用过程中比重大、活性低的问题,是实现将铜镍渣应用于建筑工程的关键。

铜镍渣的胶凝活性研究

本文采用XRD-Rietveld定量法及HF溶蚀法研究了铜镍渣的玻璃相含量,利用水泥等量替代法研究了铜镍渣的活性,并通过XRD、FT-IR、TG-DTG和SEM等对铜镍渣水化产物的微观结构进行分析。研究表明,铜镍渣玻璃相含量具有较好的一致性,其玻璃相含量大约为27.58%。铜镍渣中的玻璃相呈现潜在的胶凝活性,平均粒径8.3μm的铜镍渣活性指数为0.70。当铜镍渣取代30%水泥时,铜镍渣水泥28 d抗压强度为37.4 MPa;当取代50%水泥时,铜镍渣水泥28 d抗压强度为22.4 MPa。水泥水化生成的氢氧化钙会促使铜镍渣溶蚀解聚,并生成C-S-H凝胶,这些凝胶与水泥的水化产物共同为铜镍渣水泥提供了强度。