銅冶煉浮選礦渣的利用價值

東歐某國的銅冶煉廠的浮選礦渣（本文簡稱銅渣）以往利用不多。近年來受歐洲的一些水泥、混凝土企業(yè)大量利用工業(yè)廢棄物的影響，該冶煉廠通過技術開發(fā)，將銅渣大量用于水泥、混凝土作原料和混合材用，取得較好效果，情況如下：

表1　銅渣化學成分，%

1　化學成分

銅渣的化學成分均勻，變化量小，所含成分主要為：45%～50%的鐵，26%～32%的二氧化硅。鐵主要結構為四氧化三鐵（Fe3O4）和鐵橄欖石（Fe2SiO4），以及輝巖、其他微量金屬和一些游離硅（＜5%）和氧化鋁（Al2O3）、氧化鎂（MgO）和氧化鈣（CaO）等。

銅渣中含有微量硫、碳和氯的成分（表1），屬非危險工業(yè)廢渣。

表2　銅渣顆粒細度

2　在水泥工業(yè)的應用

銅渣因其顆粒細可用于水泥和混凝土生產而不需化學和機械處置。銅渣內含鐵量高，可取代鐵礦石作水泥原料用。銅渣內鐵橄欖石熔點溫度低，約1200℃，作原料用，則熟料能在低的煅燒溫度下生成。在水泥原料中使用銅渣取代鐵礦石能降低熟料的煅燒溫度，減少熟料生產熱耗。

銅渣在煅燒水泥熟料時，可作為原料取代鐵礦石（數量約5%）。此外銅渣顆粒細（表2）且硬，可在水泥、混凝土生產時作混合材、集料以取代河砂（取代量約50%）。

圖1　銅渣作混合材的不同標號混凝土抗壓強度

圖2　銅渣作混合材的不同標號混凝土28d強度

混凝土生產中可將銅渣作為集料，由于銅渣中所含的游離SiO2顆粒十分細，且在堿硅反應（ASR）中不受影響，2013年該國某大學開展了水泥中添加銅渣的成分影響課題研究中，在混凝土內加入0～150kg/m3的銅渣后，其和易性尤其是低品位混凝土在泵送澆注料時，稠度降低，性能得以明顯改善。

在每立方米的混凝土內加入100kg銅渣，28d抗壓強度得以增加（圖1），而拉伸和彎曲性能沒有損失（圖2）。此外，混凝土防水性能未受影響，而收縮性能有所改善。由于銅渣長時期硬化時所具有的火山灰性能，其所制成的混凝土的耐久性得以增加。

以銅渣為基礎的集料硬度高和機械性能好，特別適用于混凝土樓板、機場跑道以及道路路面的抗磨蝕。

通過上述研究開發(fā)，該廠銅渣得以應用且水泥、混凝土性能優(yōu)良，取得了良好效果。

陳友德編譯自

No.6/2014

International Cement Review