近几年中国铜产量巨大，2016年中国精炼铜产量800多万吨。铜冶炼过程中产生的固体废弃物——铜渣大部分处于堆存未处理状态，而铜渣全铁品位高达40%以上，远远高于我国铁矿石可采品位，造成铁资源的巨大浪费［1］。

目前，针对铜渣中铁资源的回收利用主要有2种方法，一是将铜渣球团在转底炉中低温直接还原生成金属化球团，然后在常温下进行磨矿⁃磁选回收铁，但此工艺存在诸多缺陷，比如：铜渣中的铁以硅酸铁形式存在，低温难以还原，导致仍有一部分铁以铁硅酸盐形式进入尾矿中；低温对铁颗粒进一步长大造成了一定困难，较小的铁粒与脉石嵌布紧密，磨选过程中金属化球团难以选别，造成铁回收率低于85%。二是在转底炉中铜渣球团发生还原反应生成金属化球团，热装进入燃气熔分炉中进行高温熔分［2－3］。此熔分工艺存在一定缺点：熔分过程中渣、铁难以分离，铁夹杂在渣中，造成渣中铁含量高，影响回收率；燃气熔分炉系统温度高达1 600～1 700℃，能耗高，对设备和员工操作要求很高。本文研究铜渣含碳球团经过还原⁃熔分工艺一步生成粒铁和渣，此工艺在1 400℃下焙烧，可充分还原出铜渣中的铁，铁粒充分聚集长大生成粒铁，渣、铁分离良好，工艺简单，可降低成本和设备损耗。

1 试 验

1.1 原料性质

选用国内某铜冶炼渣经浮选回收铜的尾矿（简称铜渣）为制备粒铁的原料，其化学成分见表1。由表1可知，铜渣TFe品位高达40.99%，远高于我国平均铁矿石的可采品位（TFe 27%）。

 

表1 铜渣成分（质量分数）/%

  

TFe FeO Cu CaO MgO SiO2 Al2O3 40.99 42.03 0.25 1.85 1.05 32.41 3.88 S P Na2O K2O Pb Zn 0.29 0.14 0.043 0.75 0.54 1.93

铜渣XRD衍射分析结果见图1。铜渣中的铁矿物主要以铁橄榄石（Fe2SiO4）形式存在，少量以磁铁矿（Fe3O4）形式存在，各矿物之间嵌合紧密，为铜渣中铁元素的还原回收带来了很大难度［4－5］。

  

图1 铜渣XRD衍射分析图

试验选用国内某还原煤作为还原剂，其工业分析结果见表2，相应的灰分分析结果见表3。

 

表2 还原煤工业分析结果（质量分数）/%

  

固定碳 灰分 挥发分 水分 S 74.53 15.53 8.12 2.04 0.26

 

表3 还原煤灰分分析结果（质量分数）/%

  

TFe CaO MgO SiO2 Al2O3 3.46 4.7 1.66 49.5 23.53

由表2～3可见，所用还原煤符合直接还原用煤粉的一般要求，是一种良好的还原剂。

参考文献：

［2］曹志成，孙体昌，薛 逊，等.无烟煤转底炉直接还原铜渣回收铁、锌研究［J］.矿冶工程， 2017（2）：74－78.

 

表4 石灰石化学成分分析结果（质量分数）/%

  

CaO MgO SiO2 Al2O3 S 51.34 3.04 2.13 0.69 0.093

1.2 试验方案及原理

本试验中铜渣粒度为－75 μm粒级占89.52%，石灰石粒度为－75 μm粒级占95%，二者粒度均较细，达到了球团制备和焙烧的要求。还原煤粒度较大，细磨处理后平均粒径为35.294 μm，－150 μm粒级占95%。在实验室条件下，使用高温马弗炉模拟转底炉，将铜渣、还原煤、石灰石等原料按预设的比例投入强力混合机中混合20 min，再使用圆盘造球机造成直径16 mm左右的球团，置于烘干箱内烘干。选用高温马弗炉作为加热设备（加热元件为6根硅钼棒，悬于炉膛正上部），将干球团均匀摆放在已经预热好的耐火盘中，随盘入炉。还原焙烧温度选用1 400℃，焙烧时间20～50 min。到达预设的焙烧时间后，将载有粒铁和渣的耐火盘取出，熔分产物空冷后通过人工分拣的方式分离得到粒铁（≥1 mm）和渣，通过化学分析和称量计算等手段，研究焙烧时间、碱度、外配助熔剂种类及用量等因素对含碳球团还原⁃熔分以及粒铁性能指标的影响，以获得最佳工艺条件和物料配比，以便对工业化生产进行理论指导。

1 400℃高温条件下，球团会发生一系列反应［6－9］，铁氧化物被还原煤中的碳还原为金属铁：

 

球团原料中添加石灰石，可以促进Fe2SiO4分离并生成Ca2SiO4，分离出的FeO被还原：

 

含碳球团在发生还原反应的同时，也发生其它化学反应：

 

含碳球团中的ZnO在还原过程中被还原剂直接还原生成金属Zn，Zn蒸发进入烟气中再次生成ZnO。

2 试验结果及讨论

2.1 焙烧时间对含碳球团还原熔分的影响

焙烧温度1 400℃、球团配碳比C/O＝1.5、含碳球团碱度0.30、外配3%CaF2条件下，焙烧时间对球团还原熔分的影响见图2，不同焙烧时间下所得粒铁的外观形貌见图3。由图2可知，焙烧20 min时，粒铁TFe品位90.47%，铁回收率仅为13.06%；随着焙烧时间延长，粒铁铁回收率显著提高，TFe品位也略有升高。由图3可知，焙烧20 min时，粒铁粒径小于4 mm，大部分粒径小于1 mm，且渣、铁之间嵌合紧密难以分离，对粒铁的有效回收带来困难；焙烧产品仍保持球形轮廓且生成渣量极少，说明在20 min内球团造渣反应不充分，只有少部分形成熔融态。渗碳过程发生在固态粒铁表面且较为缓慢，部分直接还原铁停滞在渗碳过程，生成的熔融渣量少，对直接还原铁渗碳、聚集和长大过程也带来困难，造成粒铁以极小的粒度紧密嵌在渣中。随着焙烧时间延长，所生成的粒铁越来越大。可见延长焙烧时间有利于充分完成粒铁的熔融、聚集、长大过程，也有利于熔融渣脱除粒铁中的杂质元素［10］。继续延长时间，虽然粒铁粒径越来越大，但铁回收率、品位反而有所下降，这是因为在焙烧后期，粒铁基本完成聚集之后，还原煤中的碳元素被消耗殆尽，使得周围气氛由还原性转为氧化性，使得粒铁外围的铁氧化成FeO，且一部分进入渣中无法回收。综合考虑，选择焙烧时间为40 min。

按照设计的配方将原料混合均匀后置于恒温水浴锅内升温至93～95 ℃加热搅拌1 h，生成风味及产生物理特性的同时对物料进行杀菌。

  

图2 焙烧时间对铁回收率和品位的影响

  

图3 不同焙烧时间下所得粒铁的外观形貌

2.2 碱度对含碳球团还原熔分的影响

焙烧时间40 min，其他条件不变，改变球团中石灰石用量，研究了球团碱度对还原熔分及粒铁中硫含量的影响，结果见图4。

  

图4 球团碱度对铁回收率、粒铁中硫含量的影响

由图4可知，碱度0.18时，球团焙烧后铁回收率仅为56.81%；碱度提高至0.30时铁回收率为82.83%；继续提高球团碱度至0.42，铁回收率达到最大值，为89.77%。在高温还原气氛中，主要发生铁氧化物的直接还原，原料中加入石灰石，不仅可以造渣，还可以大大促进铜渣中主要成分Fe2SiO4的还原反应，说明石灰石中的CaO成分可以加快Fe2SiO4分解出SiO2并进入渣相中，大大提高反应程度，从而提高铁回收率［11］。由图4可知，随着球团碱度提高，粒铁中硫含量直线下降。因为碱度越高，焙烧过程中生成熔融渣的固硫能力越强，生成粒铁中硫含量逐渐降低。

由图7～8可知，随着CaF2用量增加，铁回收率先增加后下降。不加CaF2时铁回收率74.18%，粒铁平均粒径5 mm左右；CaF2用量1%时铁回收率89.22%，粒铁平均粒径 10 mm；CaF2用量 2%时铁回收率91.71%，平均粒径10 mm左右。球团配入CaF2后，调整了渣相结构，液相渣增加，自由流动性提高，有效改善了还原熔分过程中的传质和传热条件，加快了铁的渗碳、熔融、聚集、长大过程，能显著提高铁回收率等指标。继续增加CaF2用量，铁回收率明显下降，粒铁粒径也随之减小。CaF2用量过多时，低熔点化合物量持续增加。在渣铁分别聚合之前渣过早熔化，生成的直接还原铁缺少良好的渗碳、聚集的外部条件，造成粒铁粒度过小，甚至小铁粒被较稀的渣夹带走，形成渣夹带粒铁，显著降低铁回收率。此时粒铁中S、P含量却显著提高，因为过多CaF2使得渣自由流动性太好，表面张力太低，无法维持液相渣覆盖在粒铁表面，大粒铁甚至裸露在外，粒铁外部出现恶劣的热力学和动力学环境。球团中起到脱硫作用的成分主要是CaO，熔融渣中的CaO与粒铁的接触条件恶劣，脱硫效果变差，粒铁中硫等杂质含量升高，TFe品位相应下降。

2.3 助熔剂种类及用量对含碳球团还原熔分的影响

球团碱度0.42，其他条件不变，研究了球团外配不同助熔剂种类（外配量均为3%）对含碳球团还原熔分的影响，结果见图5，不同助熔剂条件下所得粒铁和渣的形貌见图6。

  

图5 助熔剂种类对铁回收率、全铁品位的影响

  

图6 不同助熔剂条件下所得粒铁和渣的外观形貌

由图5可知，不加助熔剂时，铁回收率为74.16%。外配NCP后，球团焙烧后铁回收率仅为28.55%。从图6可以看出，加入 NCP所得粒铁的平均粒径为2 mm左右，明显小于无助熔剂时的粒铁，且渣中出现夹带铁的现象。这是因为NCP作为助熔剂加入后，生成渣的熔点虽然降低了，但其表面张力也随之降低，粒铁渗碳、聚集过程受到阻碍，使得粒铁之间接触不好而无法聚集成大粒铁，夹杂在渣中，造成渣铁分离困难。

由图5可知，外配NaF、CaF2后，铁回收率分别达到80.2%和83.2%，起到了良好的助熔效果。外配NaF、CaF2所得粒铁TFe品位接近，但后者铁回收率略高于前者。由图6可以看出，外配NaF、CaF2所得粒铁平均粒径均在8 mm左右，明显优于无助熔剂的粒铁。NaF、CaF2助熔效果接近，都是在渣相中提供F－，促进硅氧络离子的解离以加快铁氧化物的还原反应，调整渣相晶体结构，降低渣的熔点和增强其流动性，这些都有利于提高铁回收率。助熔剂添加量相同时，CaF2提供的F－比NaF提供的多了将近7%，并且加入的Ca2＋可以参与到脱硫反应中，因此选择CaF2作为球团焙烧的助熔剂。

［4］陈伟鹏，李光卫，赵增武，等.高铁煤泥作还原剂直接还原褐铁矿研究［J］.矿冶工程， 2017（1）：68－72.

  

图7 CaF2用量对铁回收率和品位的影响

  

图8 不同CaF2用量条件下所得粒铁外观形貌

有限元模型计算范围在水平方向左右两侧取值为隧道跨度的3～4倍，竖直方向向上取至地表，本次模拟大跨断面埋深130 m，连拱断面埋深210 m，小净距断面埋深350 m，向下取值为隧道开挖轮廓尺寸的3～4倍；边界条件设置为位移边界条件，左右两侧和底面均为法向约束条件，上部顶面为自由边界；岩体本构模型选用Mohr-Coulomb弹塑性模型；围岩自重应力场作为初始应力场；钢拱架模拟采用弹模等效原则折算给初喷混凝土层；围岩与初衬单元采用CPE4R 4节点平面应变积分单元，锚杆采用T2D2二维二节点桁架单元[6]。材料参数列于表2，数值模拟开挖步序如图2所示。

3 结 语

依次将温度控制在0 ℃,50 ℃和100 ℃。在图6和图7中记录多波长激光器26个通道(BP和25阶stokes)稳定状态下的波形。ΔT=50 ℃和ΔT=100 ℃情况下,从图6和图7中可以看出stokes光中心波长的漂移情况。

Mike：中等浓郁度的柑橘、青苹果、白花幽香，入口清洌，酸度宜人，整体平衡清新，矿物味让人感到愉悦。可以搭配沙律、白汁猪肉/鱼类、清蒸河鲜等清淡的菜品。

［1］曹志成，孙体昌，吴道洪，等.转底炉直接还原铜渣回收铁、锌技术［J］.材料与冶金学报， 2017（1）：38－41.

选用工业石灰石作为铜渣还原过程的造渣剂，其成分分析结果见表4。

铜渣含碳球团在高温马弗炉中还原熔分的优化工艺参数为：焙烧温度1 400℃，焙烧时间40 min，含碳球团C/O比1.5，碱度0.42，助熔剂CaF2用量2%。在此工艺参数条件下，还原熔分得到的粒铁中铁回收率91.71%、TFe品位95.22%、S含量 0.37%。铜渣中的Cu元素主要进入珠铁中，Zn元素基本进入粉尘中。

1.3.1二维超声良性 表现为良性患者的结点的纵横比值要小于1，边界的形状较为规则，且边界可以清晰的分辨开来，结节内部出现的回声相对较高，粗大钙化较为明显。结节周围的环绕血液信号利用多普勒进行检测，得到的信号为RI＜0.7。于此相比，恶性肿瘤的特征与此数据相反，恶性肿瘤患者横纵比≥1，周围血管不规则，且边界较为模糊，结节内部的获胜较低，表现出微钙化现象，多普勒测定得到的血流信号为RI≥0.7。

［3］李 磊，胡建杭，王 华.铜渣熔融还原炼铁过程研究［J］.过程工程学报， 2011（1）：65－71.

给更多的人创造机会，让员工在相对公平的环境中竞争角逐，竞争是生存的法则，只有竞争才能出优秀的成果，才能发现人才，才能让基层工作者感觉到自身的价值以及享受自己的成就。

其他条件不变，研究了助熔剂CaF2添加量对含碳球团还原熔分效果的影响，结果如图7所示，不同CaF2用量条件下所得粒铁外观形貌见图8。

对比式(16)与式(17)可以看出，利用回波信号的联合稀疏特征还可以大大减少方位向量测值的个数，文献[10]的分析也验证了上述结论.因此在CFS ISAR方位向重构中，通过本文基于方位向联合稀疏模型的CFS ISAR成像方法可以大大降低方位向所需的脉组数，从而节省了时间资源，这对于现代ISAR雷达系统来说是有利的.

［5］杨慧芬，景丽丽，党春阁.铜渣中铁组分的直接还原与磁选回收［J］.中国有色金属学报， 2011（5）：1165－1170.

1、象棋：政治象征，一切为了保帅。2、麻将：国民象征，彼此算计只为自己成功。3、围棋：思维象征，一切都是非白即黑。4、军棋：官场的象征，官大一级压死人。5、杂技：现状的象征，折腾来折腾去都是为了维稳。6、武术：军事的象征，架式吓人，没见制服过谁。

［6］王 敏，薛 逊，曹志成，等.转底炉直接还原工艺的应用及发展趋势［J］.天津冶金， 2013（1）：42－46.

［7］孙志杰，魏 国，刘占华，等.铜冶炼渣固废资源制备珠铁的研究［J］.矿冶工程， 2017（5）：81－84.

［8］赵 凯，宫晓然，李 杰，等.直接还原法回收铜渣中铁、铜和锌的热力学［J］.环境工程学报， 2016，10（5）：2638－2646.

［9］万新宇，齐渊洪，高建军，等.水淬铜渣还原熔分回收粒铁和铜［J］.钢铁研究学报， 2016（10）：22－29.

［10］马 赛，王静松，丁银贵，等.关于含碳球团生产珠铁的硫含量控制试验研究［J］.烧结球团， 2011（5）：38－42.

夏日炎炎，我的书包还可以张开太阳能电池板翅膀，带我飞过平原，飞过河流，来到清凉的高山森林度假村。在这里，我和小鹿、小松鼠等畅玩儿森林躲猫猫游戏。

［11］甘宇栋.转底炉工艺形成珠铁的机理研究［D］.唐山：河北联合大学冶金与能源学院，2013.