铜冶炼浮选矿渣的利用价值

东欧某国的铜冶炼厂的浮选矿渣（本文简称铜渣）以往利用不多。近年来受欧洲的一些水泥、混凝土企业大量利用工业废弃物的影响，该冶炼厂通过技术开发，将铜渣大量用于水泥、混凝土作原料和混合材用，取得较好效果，情况如下：

表1　铜渣化学成分，%

1　化学成分

铜渣的化学成分均匀，变化量小，所含成分主要为：45%～50%的铁，26%～32%的二氧化硅。铁主要结构为四氧化三铁（Fe3O4）和铁橄榄石（Fe2SiO4），以及辉岩、其他微量金属和一些游离硅（＜5%）和氧化铝（Al2O3）、氧化镁（MgO）和氧化钙（CaO）等。

铜渣中含有微量硫、碳和氯的成分（表1），属非危险工业废渣。

表2　铜渣颗粒细度

2　在水泥工业的应用

铜渣因其颗粒细可用于水泥和混凝土生产而不需化学和机械处置。铜渣内含铁量高，可取代铁矿石作水泥原料用。铜渣内铁橄榄石熔点温度低，约1200℃，作原料用，则熟料能在低的煅烧温度下生成。在水泥原料中使用铜渣取代铁矿石能降低熟料的煅烧温度，减少熟料生产热耗。

铜渣在煅烧水泥熟料时，可作为原料取代铁矿石（数量约5%）。此外铜渣颗粒细（表2）且硬，可在水泥、混凝土生产时作混合材、集料以取代河砂（取代量约50%）。

图1　铜渣作混合材的不同标号混凝土抗压强度

图2　铜渣作混合材的不同标号混凝土28d强度

混凝土生产中可将铜渣作为集料，由于铜渣中所含的游离SiO2颗粒十分细，且在碱硅反应（ASR）中不受影响，2013年该国某大学开展了水泥中添加铜渣的成分影响课题研究中，在混凝土内加入0～150kg/m3的铜渣后，其和易性尤其是低品位混凝土在泵送浇注料时，稠度降低，性能得以明显改善。

在每立方米的混凝土内加入100kg铜渣，28d抗压强度得以增加（图1），而拉伸和弯曲性能没有损失（图2）。此外，混凝土防水性能未受影响，而收缩性能有所改善。由于铜渣长时期硬化时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。

以铜渣为基础的集料硬度高和机械性能好，特别适用于混凝土楼板、机场跑道以及道路路面的抗磨蚀。

通过上述研究开发，该厂铜渣得以应用且水泥、混凝土性能优良，取得了良好效果。

陈友德编译自

No.6/2014

International Cement Review