[发明专利]一种铜渣与硫酸钠废渣协同资源化的方法

说明书

本发明公开了一种铜渣与硫酸钠废渣协同资源化的方法，包括以下步骤：(1)将铜渣与硫酸钠废渣混合后于还原气氛下焙烧；(2)焙烧产物经球磨筛分后进行磁选；(3)磁选尾矿与水混合搅拌，过滤得滤渣和滤液，滤液经陈化后加入分散剂和表面活性剂，加酸反应后即得白炭黑。该方法以硫酸钠废渣作为焙烧添加剂，在还原条件下形成硫化钠，铁氧化物还原为金属铁，分选后回收；硫化钠既作为有价金属的固定剂，同时与铜渣中硅酸盐反应形成硅酸钠，用作制备白炭黑的原料，在实现铜渣中铁回收的同时实现硅的资源化利用。

技术领域

本发明属于冶金工程与环境工程交叉领域，涉及一种铜渣与硫酸钠废渣协同资源化的方法。

背景技术

随着有色冶金行业的快速发展，行业面临的资源、环境问题日益突出，已经成为我国有色冶炼企业的生命线。金属铜的冶炼是有色冶炼中的一大分支，其冶炼过程中产生的固体废物虽然是一种污染物，但也是重要的二次资源，其有效处理是解决我国有色冶金行业资源环保问题的关键之一。每产生1t精铜就会产生约2～3t炉渣，我国铜冶炼企业年产固体废物过百万吨，历年堆存量达数亿吨，已经成为我国固体废物产生量最大的行业之一。炉渣的主要矿物组成为铁硅酸盐、磁性氧化铁、铁橄榄石、磁铁矿及某些脉石，其含量可达30-60％左右，是极具有利用价值的人造矿山。现有报道资源化回用的技术，大多只考虑了对铁资源回收，而含高硅尾渣则直接废弃，从而造成环境的二次污染和硅资源的浪费。如CN102732716A报道了氧化焙烧-磁选分离矿渣回收铁资源，尾渣则废弃；CN103343225A报道了碱浸出含铁橄榄石物料回收铁资源，而浸出液则直接废弃，容易造成二次污染；CN105112676A报道了黄铁矿焙烧含铁橄榄石物料回收铁资源，尾渣同样废弃；上述方法中尾渣均弃之为固废，未真正做到铜渣的综合资源化。

白炭黑即水和二氧化硅，白色粉体，分子组成SiO₂·nH₂O，其中nH₂O是以表面羟基的形式存在，被广泛作为原料应用于消防剂、饲料、化妆品、消光剂、颜料、油漆等许多行业。目前国内最大的白炭黑生产企业是1989年江西省南昌化工原料厂从美国P.P.G公司引进的万吨级生产线，但产品品种仍然很少(只有5～6个牌号)，并且能耗高，质量不稳定，技术不过关，大多只能生产橡胶填充用通用级的白炭黑。高档的、专用的纳米白炭黑还依赖进口。因此，开展对生产高质量白炭黑的研究已迫在眉睫。现有制备白炭黑方法中，大多以纯化物水玻璃为原料。郝书峰等利用纯低模数水玻璃为硅源，以Na₂SO₄为稳定剂等制备出白炭黑；CN102234116A报道了利用铁尾矿制备白炭黑，该方法只对硅资源进行了回收，且对原料具有一定的要求，硅源为高品位硅含量铁尾矿，适应性较差。

芒硝(Na₂SO₄)作为一种常见的工业副产品，大量产生自化工、冶金的工业生产过程，由于其易溶于水，大量堆存对场地要求较高，且稳定性较差，易吸水潮解，大宗消纳处理困难。因此，一种可以将铜渣与芒硝协同处理，从而实现铜渣资源化及芒硝大宗消纳的方法成为解决问题的关键。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供了一种铜渣与硫酸钠废渣协同资源化的方法，该方法以硫酸钠废渣作为焙烧添加剂，在还原条件下形成硫化钠，铁氧化物还原为金属铁，分选后回收；硫化钠既作为有价金属的固定剂，同时与铜渣中硅酸盐反应形成硅酸钠，用作制备白炭黑的原料，在实现铜渣中铁回收的同时实现硅的资源化利用。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种铜渣与硫酸钠废渣协同资源化的方法，包括以下步骤：

(1)将铜渣与硫酸钠废渣混合后于还原气氛下焙烧；

(2)焙烧产物经球磨筛分后进行磁选；

(3)磁选尾矿与水混合搅拌，过滤得滤渣和滤液，滤液经陈化后加入分散剂和表面活性剂，加酸反应后即得白炭黑。