一种铜渣还原提取含铜生铁及其尾渣胶凝材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112679172A(43)申请公布日2021.04.20(21)申请号202011581462.9(22)申请日2020.12.28(71)申请人沈阳有色金属研究院有限公司地址110000辽宁省沈阳市铁西区经济技术开发区七号路7甲6号(72)发明人孙伟兵赵景富范增(74)专利代理机构沈阳亚泰专利商标代理有限公司21107代理人马维骏(51)Int.Cl.C04B28/08(2006.01)C21B13/00(2006.01)C04B18/08(2006.01)C04B111/20(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种铜渣还原提取含铜生铁及其尾渣胶凝材料及其制备方法(57)摘要本发明属于有色金属冶炼固废综合利用领域，涉及转炉铜渣还原含铜生铁后尾渣制备胶凝材料的方法，具体涉及一种尾渣配制水泥的方法。所述熔融铜渣改质还原含铜生铁并利用尾渣制备的胶凝材料，以熔融铜渣为原料，采用中频感应炉设备，将铜渣、改质剂、还原剂和辅料加热熔融，达到预设温度及保温时长，使得熔融状态的铜渣中含铁物相转化成铁合金，实现渣、铁分离，进而获得铁合金和尾渣。然后将熔融尾渣水淬急冷，再以水淬尾渣为原料，采用激发剂将其制备为水硬性胶凝材料。本发明方法得到的新型胶凝材料各项性能指标良好，较硅酸盐水泥制品具有抗侵蚀性能优良的特点；其制备方法实现了固废零排放，从而解决铜渣大量堆存、污染环境、资源浪费的问题。CN112679172ACN112679172A权利要求书1/2页1.一种铜渣还原含铜生铁的配渣，其特征在于，按质量份计，所述配渣是由以下组分组成：铜渣80～100份、生石灰10～15份、焦炭9～13份、萤石0～5份。2.如权利要求1所述的铜渣还原含铜生铁的配渣，其特征在于，所述的铜渣为缓冷块状铜渣，需经过烘干后破碎，块状粒径不大于10cm；所述的生石灰中有效氧化钙含量不小于80%；所述的焦炭为冶金焦炭，粒度大于25mm，灰分小于等于13.5%，硫分小于等于0.90%，挥发分小于等于1.8%；所述的萤石中CaF2含量不小于90%，SiO2含量不大于9.0%，S含量不大于0.1%，P含量不大于0.06%。3.如权利要求1所述的铜渣还原含铜生铁的配渣的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：按比例称取铜渣、生石灰、焦炭、萤石，从下至上按照焦炭、生石灰、铜渣、萤石的顺序分层置于中频感应炉坩埚中，对物料加热，待物料全部熔化后测量熔池温度，继续加热至熔池温度为1300～1400℃时开始控制中频感应炉功率进行保温，保温40～60min后出料；出料时分为两个坩埚盛熔融物料，其中一个用来盛尾渣，另一个用来盛含铜生铁，然后将熔融状态的尾渣缓慢的倒入水淬池中，待降至常温备用，即得水淬尾渣；将降至常温的含铜生铁从坩埚中取出，即得含铜生铁。4.一种铜渣还原含铜生铁后水淬尾渣制备的胶凝材料，按质量份数计，所述胶凝材料是由以下组分组成：水淬尾渣粉450～600份、碱激发剂15～30份、矿渣粉200～300份、粉煤灰80～150份、生石灰50～70份、普通硅酸盐水泥熟料40～60份、纤维20～30份、减水剂5～10份。5.如权利要求4所述的铜渣还原含铜生铁后水淬尾渣制备的胶凝材料，其特征在于，所述的碱激发剂包括碱类、硅酸盐类、碳酸盐类、硫酸盐类、磷酸盐类、有机碱类物质中的一种或多种。6.如权利要求4所述的铜渣还原含铜生铁后水淬尾渣制备的胶凝材料，其特征在于，所述的纤维包括聚丙烯纤维、石棉纤维或氟橡胶纤维中的至少一种或多种。7.如权利要求4所述的铜渣还原含铜生铁后水淬尾渣制备的胶凝材料，其特征在于，所述减水剂为萘系减水剂或聚羧酸减水剂中的一种。8.如权利要求4所述的铜渣还原含铜生铁后水淬尾渣制备的胶凝材料，其特征在于，所述的水淬尾渣粉的表观密度为3.5～3.7g/m³，所述的水淬尾渣粉的比表面积大于450㎡/kg。9.如权利要求4所述的铜渣还原含铜生铁后水淬尾渣制备的胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、按比例称重铜渣80～100份、生石灰10～15份、焦炭9～13份、萤石0～5份，从下至上按照焦炭、生石灰、铜渣、萤石的顺序分层置于中频感应炉坩埚中，对物料加热，待物料全部熔化后测量熔池温度，继续加热至熔池温度为1300～1400℃时开始控制中频感应炉功率进行保温，保温40～60min后出料；出料时分为两个坩埚盛熔融物料，其中一个用来盛尾渣，另一个用来盛含铜生铁，然后将熔融状态的尾渣缓慢的倒入水淬池中，待降至常温备用，即得水淬尾渣；步骤2、水淬尾渣粉活化：将步骤1制得的水淬尾渣取出烘干、磨细，作为制备胶凝材料的原料；步骤3、胶凝材料制备：将水淬尾渣粉、矿渣粉、粉煤灰、生石灰进行混