王林松，高志勇，杨越，韩海生，王丽，孙伟

（中南大学资源加工与生物工程学院，湖南 长沙 410083）

铜是现代经济发展的基础工业原料之一，由于其具有良好的导电导热性能、抗磨耐磨性能、延展性能及可塑性，在电子电器、交通设备、机械制造、能源运输和建筑行业都有着广泛的应用。工业时代开始，从矿石中进行冶炼提取金属时遗留下来的玻璃状物质残渣被认为是废物，在造锍熔炼和火法吹炼过程中产生的铜渣就是其中一种。据估计，在铜的生产过程中，每产出1t铜会制造大约2.2t铜渣[1]。2017 年我国精铜产量为895 万吨，铜渣产生量超过1600 万吨[2]，堆放的铜渣数量已超过5000万吨，浪费了大量的土地资源，并且铜渣中含有的金属离子会对环境会造成不利影响。根据冶炼设备的不同，可将铜渣分为闪速炉渣、转炉渣、电炉渣、真空炉渣、反射炉渣、鼓风炉渣等。表1为几种不同冶炼炉渣的化学组成[3]。

表1 几种铜熔炼炉渣的化学成分（质量分数）[3]单位：%

由表1可知，铜渣中主要的金属元素是铜和铁，根据原料化学组成、晶体结构和处理工艺的不同，也可能含有镍、钴、金、银等其他有价金属元素，而铝、钙、镁等元素与硅酸盐矿物紧密结合。作为人造矿石，铜渣中通常含有超过0.5%的铜，高于一些正在开采和利用的原生铜矿石的铜含量，是一种十分优质的铜资源[4-6]。对于低品位铜渣，可作为类似天然玄武岩（结晶）或者黑曜石（无定形）的产品出售。经过加工的空冷粒化铜渣具有良好的抗压性、抗拉性、抗剪切性、耐磨性和稳定性，是一种优秀的无机材料。……