一种铜渣二次渣的利用方法技术

本发明专利技术公开了一种铜渣二次渣的利用方法，将铜渣经除铁工艺还原—熔分提铁后，使用产生的液态铜渣二次渣制备微晶玻璃。制备的硅灰石微晶玻璃是一种高档的建筑装饰材料，抗压强度在800MPa以上，具有较低的热膨胀系数和优良的耐酸碱性，性能优良。本发明专利技术公开的技术方案既有效利用废弃物又能产生很高的经济价值。

Method for utilizing two slag of copper slag

The invention discloses a method for utilizing the two slag of copper slag. After the copper slag is reduced by the iron removal process and fused and divided into iron, the glass ceramics are prepared by using two times slag produced by liquid copper slag. Wollastonite Glass ceramics is a kind of high-grade building decoration material. The compressive strength is above 800MPa. It has low thermal expansion coefficient and excellent acid and alkali resistance, and has good performance. The technical proposal disclosed by the invention not only effectively utilizes the waste, but also can produce high economic value.

【技术实现步骤摘要】
一种铜渣二次渣的利用方法
本专利技术涉及铜渣二次渣的利用方法，属于材料领域。
技术介绍
火法冶炼生产1吨精铜将产生2～3吨铜渣，目前我国铜渣已累计超过2500万吨，铜渣大量堆积既占用土地又污染环境，更是资源的浪费。当前对铜渣的研究多是提取铜渣中有价元素。但提取有价元素后的铜渣二次渣仍无法大量利用。本研究主要以铜渣二次渣为主料，掺和一定配比的辅料制备性能良好的微晶玻璃，实现铜渣的回收利用，产生高额的附加值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服前述技术存在的缺陷，因此本专利技术提出一种铜渣二次渣的利用方法，将铜渣经除铁工艺还原—熔分提铁后，产生的液态铜渣二次渣制备微晶玻璃。制备的硅灰石微晶玻璃是一种高档的建筑装饰材料，抗压强度在800MPa以上，具有较低的热膨胀系数和优良的耐酸碱性，既有效利用废弃物又能产生很高的经济价值，生产出的产品性能优良。目前以铜渣二次尾渣为原料生产微晶玻璃的技术鲜有报道。铜渣二次渣的主要化学成分为SiO2、Al2O3、CaO，另有少量的MgO、FeO。是制备CaO-Al2O3-系硅灰石微晶玻璃的主要原料，含有的少量FeO可作为部分晶核剂，添加少量Cr2O3做主要的晶核剂；铜渣二次渣中的Al2O3、CaO含量满足硅灰石微晶玻璃体系要求，不足的SiO2部分只需引入少量石英砂与高铝矾土来调整原料的化学成分，以适应微晶玻璃的配方要求。本专利技术中的一种铜渣二次渣的利用方法，包括以下步骤：(1)根据铜渣二次渣质量，选择相应质量百分比的辅料、晶核剂和助熔剂，其中辅料为石英砂(硅石)和高铝矾土，它们之间的重量份比例为30～55:45～70；(2)将辅料、晶核剂和助熔剂按一定配比混匀磨细至200目以下占90％以上，磨细后的混合料投入熔融态下的铜渣二次渣中，升温后，在惰性气氛下保持恒温一定时间至物料完全熔化并澄清；(3)将熔融态物料浇注入预热为一定温度的模具中，成型后放入炉内退火；(4)得到的基础玻璃进行核化晶化处理，得到性能指标优良的微晶玻璃板。其中，步骤(1)中混合物料的重量份比例为铜渣二次渣：石英砂和高铝矾土：晶核剂和助熔剂＝60～80:15～30:5。其中，步骤(1)中铜渣二次渣包括SiO2、Al2O3、CaO、MgO、FeO等组分。其中，步骤(1)中晶核剂为Cr2O3或同时含有Cr2O3和FeO。其中，步骤(1)中助熔剂为CaF2和CaCl2的一种或几种。其中，步骤(1)中晶核剂和助熔剂的重量份比例为：35～60:40～65。其中，步骤(3)中预热至的一定温度为700～800℃。其中，步骤(2)中升温的温度为1400～1450℃，恒温保持的时间为3～4h。其中，步骤(4)的核化晶化处理的过程为：在炉内以6～10℃/min的升温速率升600～700℃，保温2-4h，以5～10℃/min的速率至900～950℃，保温4～5h；以3～8℃/min的速率降温至300～400℃，恒温2～3h，自然冷却至室温。本专利技术还公开了一种采用铜渣二次渣的利用方法生产的微晶玻璃，其中所述微晶玻璃硬度530～560kg/mm2，抗压强度在800MPa以上，吸水率0％，耐酸碱性<0.05/1％酸碱(例如，H2SO4和NaOH)。本专利技术公开的铜渣二次渣的利用方法具有以下优点：(1)本专利技术在液态铜渣二次渣中直接投料生产微晶玻璃，重复利用了铜渣二次渣的热量，生产工艺不仅成本低还可以带来可观的经济效益，同时解决了固废堆放的问题，利用熔融态铜渣二次渣生产微晶玻璃，节能达50％以上，将铜渣二次渣转化为微晶玻璃，既解决了尾渣环境污染的问题又提升了约300倍的经济价值。(2)本专利技术工业流程紧凑，降低了整个工序的能耗，生产出的微晶玻璃性能优良，得到的微晶玻璃硬度为530～560kg/mm2，吸水率0％，耐酸碱性<0.05/1％酸碱。附图说明图1为本专利技术利用铜渣二次渣生产微晶玻璃的主要工艺流程图。具体实施方式为充分公开的目的，以下将结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明。实施例1如图1所示，转底炉处理后的铜渣二次渣，熔分提铁后熔融态下加入辅料，其中铜渣二次渣为70重量份，主要化学成分SiO2为47.2重量份，Al2O3为18.3重量份，CaO为12重量份，MgO为8.5重量份，FeO为7.7重量份；辅料为25重量份，其中以重量份比例计硅石:高铝矾土＝45:55；晶核剂和助熔剂的重量份为5，其中以重量份比例计Cr2O3:CaF2:CaCl2＝60:30:10。将辅料按上述重量份比例混合均匀，细磨至200目以下的比例为90％以上，投入熔态下的铜渣二次渣中搅拌，放入高温炉中升温至1450℃，氮气气氛下恒温4h至物料完全熔化。将熔融态的物料浇注入经750℃预热的模具中退火，退火后的基础玻璃在炉内以6℃/min的升温速率升至600℃，恒温4h，以8℃/min的速率升至950℃，恒温4h；以8℃/min的速率降温至350℃，恒温2.5h，自然冷却至室温，得到的微晶玻璃硬度530kg/mm2，吸水率0％，耐酸性为0.04/1％H2SO4，耐碱性为0.03/1％NaOH。实施例2同样如图1所示，选用转底炉处理后的铜渣二次渣，熔分提铁后熔融态下加入辅料，其中铜渣二次渣为75重量份，主要化学成分以重量份占比计SiO2为46.2重量份，Al2O3为16.5重量份，CaO为13重量份，MgO为8.8重量份，FeO为4.5重量份；辅料为20重量份，以重量份比例计硅石：高铝矾土＝55:45；晶核剂和助熔剂重量份为5，以重量份比例计Cr2O3：CaF2＝60:40。将辅料按上述比例混合均匀，细磨至200目以下的比例为90％以上，投入熔态下的铜渣二次渣中搅拌，放入高温炉中升温至1430℃，氮气气氛下恒温3.5h至物料完全熔化。将熔融态的物料浇注入800℃的预热磨具中退火，退火后的基础玻璃在炉内以10℃/min的升温速率升至700℃，恒温4h，以6℃/min的速率升至900℃，恒温5h；以6℃/min的速率降温至400℃，恒温3h，自然冷却至室温，得到的微晶玻璃硬度550kg/mm2，吸水率0％，耐酸性为0.03/1％H2SO4，耐碱性为0.045/1％NaOH。实施例3同样如图1所示，选用转底炉处理后的铜渣二次渣，熔分提铁后熔融态下加入辅料，其中铜渣二次渣为80重量份，主要化学成分以重量份占比计SiO2为45.2重量份，Al2O3为17.5重量份，CaO为12重量份，MgO为9.8重量份，FeO为6.5重量份，辅料为15重量份，以重量份比例计硅石：高铝矾土＝30:70，晶核剂和助熔剂重量份为5，以重量份比例计Cr2O3：CaF2＝35:65。将辅料按上述比例混合均匀，细磨至200目以下的比例为90％以上，投入熔态下的铜渣二次渣中搅拌，放入高温炉中升温至1400℃，氮气气氛下恒温3h至物料完全熔化。将熔融态的物料浇注入700℃的预热磨具中退火，退火后的基础玻璃在炉内以8℃/min的升温速率升至650℃，恒温2h，以5℃/min的速率升至925℃，恒温4.5h；以3℃/min的速率降温至300℃，恒温2h，自然冷却至室温，得到的微晶玻璃硬度500kg/mm2，吸水率0％，耐酸性为0.02/1％H2SO4，耐碱性为0.02/1％NaOH。以上所述实施例仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜渣二次渣的利用方法，包括以下步骤：(1)将铜渣二次渣与磨细混合的石英砂和高铝矾土以及晶核剂、助熔剂混合为混合物料；(2)将所述混合物料升温至熔化并在惰性气氛下保持恒温至物料完全熔化并澄清；(3)将熔融态物料浇注入预热的模具中，成型后放入炉内退火得到基础玻璃；(4)将所述基础玻璃进行核化晶化处理，得到微晶玻璃板。

【技术特征摘要】
1.一种铜渣二次渣的利用方法，包括以下步骤：(1)将铜渣二次渣与磨细混合的石英砂和高铝矾土以及晶核剂、助熔剂混合为混合物料；(2)将所述混合物料升温至熔化并在惰性气氛下保持恒温至物料完全熔化并澄清；(3)将熔融态物料浇注入预热的模具中，成型后放入炉内退火得到基础玻璃；(4)将所述基础玻璃进行核化晶化处理，得到微晶玻璃板。2.如权利要求1所述的铜渣二次渣的利用方法，其中步骤(1)中所述混合物料的重量份比例为所述铜渣二次渣：所述石英砂和所述高铝矾土：所述晶核剂和助熔剂＝60～80：15～30：5，其中石英砂与高铝矾土的重量份比例为30～55:45～70。3.如权利要求1或2所述的铜渣二次渣的利用方法，其中步骤(1)中所述铜渣二次渣包括以下组分：SiO2、Al2O3、CaO、MgO、FeO。4.如权利要求1或2所述的铜渣二次渣的利用方法，其中步骤(1)中所述助熔剂为CaF2和/或CaCl2...

【专利技术属性】
技术研发人员：边妙莲，孙辉，马冬阳，陈士朝，吴道洪，
申请(专利权)人：江苏省冶金设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32