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冶金工程论文-2铜渣的工艺矿物学特征 典型铜渣的矿物组成及岩相特征 不同冶炼工艺产生铜渣的矿物组成也不同。 1磁铁矿}Fes04Magnetite 化学组成FeO 3 1．03wt％，Fe203 68．97wt％ 物理性质等轴晶系，晶体常呈八面体或菱形十二面体，通常为粒状或不规 则状。若呈树枝状则称为柏叶石，硬度5．5．6，显微硬度500．600千克／毫米2，比 重5．175，熔点1597℃，强磁性。ASTM卡片19．629。晶格常数口似8．39，居 里点860“C，低温电阻10‘2Q．cm。颜色呈浅灰色，属高熔点矿物1579“2，是 渣中最早析出结晶相【71。呈大颗自形晶、半自形晶，有的呈树枝状、针状，粒度范 围为20～70岫不等，多数为独立体分布于玻璃相基质中，部分与铜锍复合包裹。 2铁橄榄石[7】Fe2[Si04lFayalite 化学组成2FeOSi02； 物理性质斜方晶系，晶体常里短柱状或平行100的板状。硬度6．5，显 微硬度600．700千克／毫米2。比重4．32，熔点1205“C，强磁性，ASTM卡片9-307。 颜色深灰，里柱状，粒状产出；晶粒大小不一，结晶良好的呈连续条柱状晶体， 在长度方向有时可达数毫米，晶粒间隙为玻璃相。 3钙铁辉石17JCaFe[Si206lHedenbergite 化学组成CaOFeO2Si02 物理性质单斜晶系，晶体常呈短柱状，硬度5-6，显微硬度500600千克／ 毫米2。比重3．5．3．6。 4无定型硅酸盐Glass state silicate 呈黑色不规则形状添充于铁橄榄石和磁铁矿间，其它各相均分布其上。为磁 铁矿铁橄榄石等结晶后留下的残液。 5铜锍Copper matte CUESFeS固熔体，亮白色。渣中存在各种粒径的铜硫粒子，多数为独立体， 呈圆形，椭圆形或不规则状。有的铜锍粒子为磁性氧化铁所包裹或与磁性氧化铁 相互嵌连生长，少量铜锍附着于气泡表面。部分未聚集长大的铜锍粒子10tma分 散在玻璃相和铁橄榄石相中。铜锍是重金属硫化物的共熔体，从工业生产的铜硫 看，其中除主要成分cu、Fe和s外，还含有少量的Ni、co、Zn、Ag和Au。 对合成铜锍中的固态物质的研究结果 【8】表明固相铜锍中主要物相有斑铜矿、 斑铜矿固溶体、磁硫铁矿固溶体和少量游离态的铜。机械夹带和化学溶解是铜及 东北大学博士学位论文第一章绪论 贵金属在渣中损失的两种主要形式。 一般而言，铜在渣中的损失随炉渣的氧势、铜锍品位和渣中Fe／Si02比而增大。 渣中的铜主要以铜锍或单纯的辉铜矿Cu2S状态存在；铜的硫化物呈细小珠滴形式 不连续分布在铁橄榄石和玻璃相间，而吹炼渣中存在少量金属铜。在含铜高的炉 渣中，Cu20含量也随之增大。渣中机械夹带铜损失主要起因于冶炼过程中生成大 量Fe304，使渣黏度提高，渣锍比重差减小，渣锍分离效果差。降低机械夹杂损失 首先需要降低渣中Fe304含量如采用还原方法使Fe304还原为FeO并加入石英 熔剂造渣，改善铜锍的沉降性能。 1．2．2典型铜渣中主要矿物问嵌布关系及铜铁的分布 炼铜渣主要成分是铁硅酸盐和铁氧化物相，如铁橄榄石2FeOSi02、磁铁矿 Fe304及一些脉石组成的无定形玻璃体，它们是最易观察到的物相 铜矿物多被磁性氧化铁包裹呈滴状结构，铜铁矿物形成斑状嵌布于铁橄榄石 基体中，或数种铜矿物相嵌布共生。钴、镍在渣中主要以氧化物形式存在，但其 含量低，x射线衍射无法确认是否存在单独的矿物。扫描电镜能谱或x射线能谱 分析可检测到钴、镍主要以亚铁硅酸盐或硅酸盐分布在磁性氧化物和铁的硅酸盐 中。 诺兰达炉渣的化学物相分析结果表明，炉渣中的铜主要以硫化铜的形式存在， 分布率73．80％；其次为金属铜，占20．31％；另有少量的氧化亚铜；其它形式的铜 含量甚微见表1．5。借鉴矿石中的矿物组成可知，铜主要以铜锍、金属铜的形 式存在。 炉渣中铁的化学物相分析结果表明见表1．6，渣中铁主要以硅酸铁及磁铁矿 的形式存在，分布率分别占47．83％、44．18％，另有少量的赤、褐铁，硫化铁，金 属铁的含量较少。从矿物组成可知，铁主要以铁橄榄石和磁铁矿的形式存在。