复杂铜精矿低温富氧熔炼渣型调控

合理的渣型是铜火法冶炼顺利进行的关键。低温熔炼可减缓炉衬所受的热应力以及熔体对炉衬的化学侵蚀,延长熔炼炉使用寿命。低温熔炼过程渣中易析出以Fe_(3)O_(4)为主的尖晶石固相,增大熔渣黏度,阻碍冰铜沉降。对铜精矿低温熔炼过程进行热力学基础计算,研究了渣中各组分含量对熔炼过程的影响。结果表明:当渣中Fe/SiO_(2)为1.1,CaO、Al_(2)O_(3)、ZnO含量分别控制在1.5%~4%、3%~6%、3%~10%时,熔渣具有良好流动性。通过控制Fe/SiO_(2)以及熔剂含量,利用实验室规模的富氧顶吹炉对铜精矿在1160℃、55%氧浓度的条件下进行熔炼,喷吹结束后静置沉降60 min,可获得品位为60.86%的冰铜,渣中铜含量为1.60%的熔渣,实现低温熔炼。

铁矾渣侧吹熔炼渣型调控

基于铁矾渣剂、熔剂的成分及物相组成,选择PbO-CaO-SiO_(2)-FeO-ZnO为熔炼过程基本渣系,采用FactSage热力学软件绘制该渣系相图,结合相关炉渣性能测定试验,探索随FeO/SiO_(2)比和CaO/SiO_(2)比等的改变对炉渣物化性能的影响。结果表明,熔炼过程不添加其他熔剂条件下,炉渣中FeO/SiO_(2)比在0.92~1.53变化时,随着FeO/SiO_(2)比增大,炉渣熔化温度增高,当FeO/SiO_(2)比为0.92时炉渣熔点最低,为1 338℃。CaO/SiO_(2)比在0.3~0.8变化时,随着CaO/SiO_(2)比增大,炉渣熔化温度呈现降低趋势,当CaO/SiO_(2)比为0.78,炉渣熔点最低,为1 385℃。对低熔点渣型进行黏度测定,可知在1 500℃黏度均在0.5 Pa·s以下,满足冶炼对流动性的要求。提出了添加CaO同时减少SiO_(2)至CaO/SiO_(2)比为0.78的优化调渣方案。调渣后渣中主要物相以磁铁矿和硅酸盐为主,有利于后续提铁。

高锌物料熔池还原过程中渣型研选协同回收锌铅铜

熔池熔炼技术可协同处理铅锌混合矿和含锌等金属基固废,实现锌等多金属资源的绿色清洁高效回收,但现阶段存在高锌熔体熔池还原难等问题。为此,利用热力学软件模拟计算FeO-SiO_(2)-CaO-ZnO-PbO-Cu2O渣系变化对锌、铅和铜分配规律、优势区及炉渣黏度的影响。以高锌物料氧化脱硫熔融模拟产物为原料,进行还原熔炼实验,探究不同还原炉渣内CaO与SiO_(2)质量比(即m(CaO)/m(SiO_(2)))和FeO与SiO_(2)质量比(即m(FeO)/m(SiO_(2)))对铅锌铜还原率的影响。研究结果表明:m(CaO)/m(SiO_(2))对锌在还原渣中质量分数和还原率的影响较大,对铅和铜的质量分数和还原率影响较小;m(FeO)/m(SiO_(2))对铜在还原渣中残量和还原率的影响较大,对铅和锌的质量分数和还原率影响较小;当m(CaO)/m(SiO_(2))为1.0,m(FeO)/m(SiO_(2))为1.6时,炉渣中铅锌铜质量分数较低,还原率较高;铅和铜在还原过程中主要进入合金相,部分铅进入烟尘,锌主要以金属锌形式挥发,为后续冷凝捕集提供条件,部分金属锌再氧化进入烟尘;还原炉渣中锌主要以锌铁复合氧化物、锌黄长石形式存在。

锰硅合金低钙渣型冶炼工艺研究和应用

根据锰硅合金生产实践,研究低钙渣型冶炼下的匹配工艺制度,以解决低钙渣型下电极裹渣、炉内翻渣、操作炉型缩小、出铁出渣困难、渣铁分离不好、产品质量下降以及矿热炉负荷给不足等问题,实现低钙渣型冶炼下炉况的长周期稳定顺行。

氧气底吹铜熔炼渣中多组元造渣行为及渣型优化

通过分析氧气底吹铜熔炼过程产生的铁硅型工业铜渣中SiO2、Fe、S、Cu、CaO等组元含量变化趋势,结合冶金过程原理,研究上述各组元造渣行为及组元含量相互间的映射关系,并进行渣型优化。结果表明：SiO2、Fe、S、Cu及CaO等组元的造渣行为具有相互关联性,且各组元与Cu造渣行为的关联性由强到弱的顺序依次为S、m（Fe）/m（SiO2）、SiO2、Fe。同时,SiO2和Fe含量对Cu含量的耦合作用较明显,随SiO2含量升高,Fe含量降低,Cu含量呈降低趋势。通过渣型优化,渣中SiO2含量为26.5%~28%、Fe含量为38.5%~40%（质量分数）,该渣型的流动性较好,理论上底吹熔炼渣含Cu可降低到2.5%（质量分数）以下。

镍闪速熔炼新渣型的物化性质研究

金川镍铜渣中铁的还原性差、难以作为炼铁炉料直接入炉冶炼。提出了提高渣中CaO含量、降低SiO2含量为后续提铁创造条件的工艺设想,并利用FactSage计算模拟软件对金川镍闪速熔炼渣主要成分的相图进行模拟计算,通过试验考察了不同炉渣组分对熔渣物化性质影响的规律。结果表明,合适的新渣型为Fe/SiO2=1.5,CaO 10%～15%,MgO 9%。

弃渣型泥石流输沙速率模型试验研究

近年来,弃渣型泥石流灾害时有发生。为了探索弃渣型泥石流输沙速率,以陕西省小秦岭金矿区的大西岔沟为研究背景,对大西岔沟泥石流的孕灾条件和成灾特征进行了详细的野外调查,发现该区域地形陡峻,弃渣总储量丰富,具备良好的泥石流孕灾条件。同时,泥石流在沿程运动和演化过程中,将具有明显的沿程放大和链生特征。结合野外调查资料,理论推导了弃渣型泥石流输沙速率的计算方法,并根据相似准则设计了水槽模型试验,对计算理论中的冲刷系数进行了率定。试验数据表明冲刷系数的取值范围在3.2×10^(-5)~7.1×10^(-5)m·s/kg之间。这些率定参数将用于后续的小流域泥石流产汇流过程研究之中,同时也为该区域其他相关研究以及泥石流监测预警提供科学参考。

铜冶炼渣渣型研究现状

介绍了铜冶炼过程熔炼渣、吹炼渣两种渣型的研究现状,从渣含铜、渣型对伴生元素分配的影响两个方面进行了调研分析。

镍冶炼新渣型成分范围选择

为了改善镍冶炼弃渣还原提铁条件,对镍火法冶炼渣型进行改型研究。采用FactSage热力学软件绘制了FeO-SiO_2-CaO-Mg0渣系相图,进行了熔化温度热力学计算,并结合实验室测定结果对其进行验证。研究结果表明,在FeO-SiO_2-CaO-MgO四元系相图中存在显著的熔化温度低于1200℃的低熔点区域。FactSage模拟和实验验证显示,当Ca0含量为10%～15%、MgO含量为7%～9%、Fe/SiO_2为1.5～1.8时,半自熔渣熔点最低,介于1 100～1 250℃范围内,既可满足镍冶炼工艺要求,亦为后续提铁创造条件。

基于MnO-SiO2-CaO渣型的辉锑矿挥发熔炼工艺

提出以硫化锰矿作造渣剂、采用MnO-SiO2-CaO渣型的辉锑矿挥发熔炼新工艺。试验确定的最佳工艺条件为:硫化锰矿、氧化钙和焦炭用量分别为锑精矿质量的20.01%、6.66%和4.98%,熔炼温度1 250~1 300℃,氧气流量0.7 L/min,熔炼时间50 min;此条件下锑锍产率5.09%,渣中Sb含量0.33%,Sb挥发率99.75%,炉渣主要由MnO、FeO、SiO2、CaO组成,含量分别为19.11%、11.20%、34.78%和14.23%。在试验条件范围内,Mn在渣/锍两相间分配比值明显高于Fe,达到1.0。以MnS作造渣剂,采用MnO-SiO2-CaO渣型进行辉锑矿的挥发熔炼,可望强化挥发熔池熔炼炉的顺畅运行。

工程弃渣型坡面泥石流形成过程试验

从试验模型、试验材料、试验装置及测试内容等方面制定了工程弃渣型坡面泥石流试验方案,拟定了模型试验过程,降雨历时16～18 h,其中0～13 h属于前期降雨阶段,降雨强度控制在6.8 mm/(10 min),分4次完成,每次降1 h,停2 h;13 h以后属于短历时强降雨阶段,降雨强度控制在16.7 mm/(10 min);分析了坡面渣体含水量、孔隙水压力和地表位移高程随降雨历时的变化,揭示了工程弃渣型坡面泥石流形成过程的物理力学特性。

硅锰渣中(CaO+MgO)/Al_2O_3比值的控制与渣型的选择

试验研究了炉渣中(CaO+MgO)与Al_2O_3之比值 B 与锰,硅回收率及单位电耗的回归关系,指出在该试验条件下,适宜的值约为2.2,合适的硅锰渣型为 MnO12%、Al_2O_314%、CaO26%、MgO5%、SiO_241%,余为2%。

浅析QSL炼铅工艺的渣型选择

对QSL炼铅工艺的渣型进行分析,总结了西北铅锌冶炼厂试生产失败和成功两方面的经验,探索了QSL工艺渣型的选择方案。

铅鼓风炉熔炼渣型的理论研究与生产实践

对于铅鼓风炉熔炼,为了多产黄金,降低渣含铅和原料成本费用,提高经济效益,在原高硅高钙渣型的基础上进一步改进渣型,采用高钙渣型,把CaO提高了2～3％以补充Fe的降低。改进后的渣型为: Fe,19～22,SiO_2,24～27％,CaO,20～23％,Zn,8～11％。 此渣型在两年的生产实践中取得显著效果。粗铅含金量年平均提高了1.35倍,渣含铅从2.1％降到1.47％,原料成本费用降低了10％左右,且炉况正规。工艺技术条件稳定。经计算平均增加企业经济效益为400万元/年以上,并为今后在市场原料不断变化的条件下正规生产,提高经济效益开拓出可行的途径。

双侧吹熔池熔炼渣型试验研究

针对双侧吹熔炼炉的渣型进行了研究。通过试验确定了熔炼温度、Fe/SiO2和Fe/CaO对熔炼渣中磁性铁和渣含铜的影响规律,发现在1300℃的熔炼温度下,Fe/SiO2为1.1,Fe/CaO为5.5时,熔炼渣中含铜可降低至0.32%。

镍闪速炉合理渣型的研究

针对金川镍精矿含镁较高的特点，通过对人工合成渣物理化学性质的测定，研究了Ｆｅ／ＳｉＯ２比值及氧化镁含量对炉渣性质的影响，提出了适应高镁质矿熔炼的合理渣型，为金川镍闪速炉生产选用最佳操作参数提供了参考。

云南东川区烧房沟“7·31”弃渣型泥石流成灾机理

2008年7月31日晚持续强降雨导致云南省东川区舍块乡烧房沟爆发泥石流灾害,造成了人员伤亡、公路、民房以及大量公共基础设施受损。这次泥石流发生在地质环境较为脆弱的工矿区,该泥石流的爆发是弃渣的不合理堆放与强降雨共同作用的结果。通过现场实地调查与试验等方法,分析了泥石流形成的降雨条件、地形条件、物源条件,研究了烧房沟泥石流启动、流通以及堆积过程。研究结果表明:集中的松散弃渣物源以及强降雨是烧房沟发生泥石流的主要原因。从发展趋势上看,烧房沟泥石流处于发展期,仍存在爆发泥石流的可能性。根据泥石流特征提出如下治理措施:拦、护为主,结合潜坝消能;及时清淤,恢复植被;实时监测,临灾预警。

锰硅合金冶炼渣型的选择

为达到锰硅合金冶炼顺畅的目的,文章通过实例介绍了选择钙渣型和铝渣型冶炼锰硅合金的生产实践,在生产中,选用两种渣型各有优缺点。指出在生产中选用何种渣型需根据具体情况而定。

矿山弃渣型泥石流沟临界雨量浅探

矿山弃渣型泥石流沟是北京市西部山区重要的泥石流类型,在近几年发生的泥石流中占比重较大,是近期高发的泥石流类型。本文通过遥感调查数据总结了矿山弃渣型泥石流沟数量较多且松散物质易于启动的基本特点,对2016年7月20日江心台沟泥石流案例进行分析,依据本次泥石流前期雨量较少,当日激发雨量集中于某一时段即引发了本次泥石流的特点,提出了以本次泥石流提取的降雨信息,作为北京市矿山弃渣型泥石流沟临界雨量值的观点。

使用菱镁石调整渣型和使用铝渣型冶炼锰硅合金生产的探讨(Ⅱ)

论述了使用菱镁石调整渣型生产锰硅合金的特点。采用钙镁渣型,炉渣中MgO含量控制在16%～18%,CaO含量控制在12%～14%;采用镁渣型,炉渣中MgO含量控制在18%～21%。增加渣中MgO含量可提高元素的还原效率,提高炉温,降低炉渣黏度,而相对于钙渣型,可提高硅的利用率,减少焦炭和硅石用量,同时降低渣中跑锰;使用铝渣型（与钙渣型和镁渣型相比）会有更高的炉温,硅的利用率和元素回收率增加,若原料搭配合理,使用铝渣型生产锰硅合金可不另配入硅石。通过比较得出：配入菱镁石调整渣型冶炼锰硅合金是完全可行的。