[发明专利]以铜渣为主料的铁橄榄石材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种以铜渣为主料的铁橄榄石材料及其制备方法。其技术方案是：将铜渣颗粒置入沸水中浸泡1~3小时，过滤，干燥，过筛；将过筛铜渣颗粒料置于马弗炉中，在700~850℃条件下煅烧1~3小时，得到煅烧铜渣颗粒。向煅烧铜渣颗粒中加入盐酸溶液，搅拌，水洗和抽滤，制得前驱体铜渣颗粒。将所述前驱体铜渣颗粒湿磨至粒度≤60μm，制得湿磨铜渣粉末。将所述湿磨铜渣粉末和焦炭粉加入练泥机中，真空挤泥成型，困料24~36小时；再置于电阻炉中升温至1100~1150℃，保温1~3小时，随炉冷却，制得以铜渣为主料的铁橄榄石材料。本发明工艺简单、能耗小、生产成本低和对设备无特殊要求；所制制品烧结性能好和铁橄榄石转化率高。

技术领域

本发明属于铁橄榄石材料技术领域。具体涉及一种以铜渣为主料的铁橄榄石材料及其制备方法。

背景技术

铜渣即炼铜过程中产生的炉渣，铜渣的主要化学成分为SiO₂和Fe₂O₃，同时伴生少量CaO、MgO、Al₂O₃和ZnO等杂质。铜渣产量大、难降解，不仅污染环境，而且浪费了大量的资源。

目前，铁橄榄石材料大多以含Fe₂O₃和含SiO₂的矿物为原料，通过固相烧结法或电熔法制备而成。采用固相烧结法制备铁橄榄石材料的主要缺陷有：一是由于天然矿物原料中杂质成分的存在，降低了铁橄榄石材料的转化率；二是固相烧结过程的扩散控制及橄榄石化所引发的体积效应影响了铁橄榄石材料的烧结性能。而采用电熔法制备铁橄榄石材料，则能耗大和工艺复杂，从而提高了铁橄榄石材料的制备成本。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单、能耗小、生产成本低和对设备无特殊要求的以铜渣为主料的铁橄榄石材料的制备方法；用该方法制备的以铜渣为主料的铁橄榄石材料的烧结性能好和铁橄榄石转化率高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：

步骤一、将粒度为1~2mm的铜渣置入沸水中浸泡1~3小时，过滤分离，然后在110~120℃条件下干燥8~10小时，过筛，所述筛的孔径为1mm，取筛上料，得到铜渣颗粒料。

步骤二、将所述铜渣颗粒料置于马弗炉中，在700~850℃条件下煅烧1~3小时，得到煅烧铜渣颗粒。

步骤三、按煅烧铜渣颗粒︰所述盐酸溶液的质量比为1︰(3~5)，向所述煅烧铜渣颗粒中加入浓度为0.5~1mol/L的盐酸溶液，搅拌10~15分钟，再依次水洗和抽滤3~4次，制得前驱体铜渣颗粒。

步骤四、在所述前驱体铜渣颗粒中加入占所述前驱体铜渣颗粒10~15wt%的水，湿磨至粒度≤60μm，制得湿磨铜渣粉末。

步骤五、按湿磨铜渣粉末︰焦炭粉的质量比为1︰(0.05~0.1)，将所述湿磨铜渣粉末和所述焦炭粉加入练泥机中，真空挤泥成型，困料24~36小时；再置于电阻炉中升温至1100~1150℃，保温1~3小时，随炉冷却，制得以铜渣为主料的铁橄榄石材料。

所述铜渣为炼铜过程中产生的炉渣；所述铜渣的主要化学成分是：SiO₂为35~40wt%，Fe₂O₃为35~40wt%，CaO为6~10wt%，MgO为1~5wt%，Al₂O₃为2~4wt%。

所述盐酸为分析纯。

所述焦炭粉的C含量≥95wt%。

所述真空挤泥成型的真空度≤0.05Pa。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：