精矿冶炼过程中固体废物的鉴别

精矿冶炼过程中固体废物的鉴别

赵伟;严文勋;封亚辉

【摘要】在铜精矿、铅精矿和锌精矿的冶炼过程中，产生多种固体废物，例如冰铜渣、阳极炉渣、脱铜炉渣、酸浸渣、锌铜渣。实验针对冶炼精矿过程中产生的固体粉末进行鉴别，首先利用X射线荧光光谱（XRF ）对制得的精矿和固体废物粉末中的元素进行半定量分析，得出这些物质的主要元素，然后利用X射线衍射（X RD ）技术对粉末中存在的物相进行分析，从而推断出固体粉末的属性。通过精矿与固体废物的比较，完成对固体废物的识别与鉴定。通过实验建立了这3种精矿与5种固体废物的鉴别方法，对进口固体废物的监管提供指导。%Many solid wastes were generated in smelting process of copper concentrate ,lead concentrate and zinc concentrate ,for example ,matte residue ,anode furnace s lag ,decoppering furnace slag ,acid leaching residue and zinc‐copper slag .The solid powders generated in concentrate smelting process were identified in proposed study .Firstly ,the elements in concentrate and solid waste powders were semi‐quantitatively analyzed by X‐ray fluorescence spectrometry (XRF) to determine the type of major elements .Then ,the phases in powders were analyzed by X‐ray diffraction (XRD) to infer the properties of solid powders .The recognition and identification of solid wastes were completed through the comparison of concentrate and solid wastes .The identification method of three concentrates and five solid wastes was established accord‐ing to the experimental method ,which provided guidance for the supervision of imported solid wastes .

【期刊名称】《冶金分析》

【年(卷),期】2016(036)010

【总页数】5页(P57-61)

【关键词】精矿冶炼;固体废物;X射线荧光光谱;X射线衍射

【作者】赵伟;严文勋;封亚辉

【作者单位】江苏出入境检验检疫局，江苏南京210001;江苏出入境检验检疫局，江苏南京210001;江苏出入境检验检疫局，江苏南京210001

【正文语种】中文

近年来，国家进口大量有色金属精矿用于冶炼，例如铜精矿、铅精矿、锌精矿等，这些精矿的进口大大缓解了国内矿产资源的不足[1-2]。精矿在冶炼过程中产生多

种固体废物，有些固体废物为明令禁止进口的，也有些是通过许可可以进口的[3]，研究这些固体废物的鉴别方法对于阻止有毒有害固体废物于国门之外有着重要的意义。

每种有色金属精矿在冶炼过程中都会产生固体废物，而不同的原料和不同的冶炼工艺产生的固体废物不同。关于固体废物鉴别的研究已有报道[4-6]。本文分别选取

了铜精矿、铅精矿和锌精矿冶炼过程中产生的几种固体废物，利用X射线荧光光

谱仪(XRF)[7-8]、X射线衍射仪(XRD)[9-10]进行分析，与精矿原料进行对比，得

出其中的物相组成，这对固体废物的识别与鉴别具有重要的意义。

1.1 主要仪器及参数

AXIOS X射线荧光光谱仪(荷兰帕纳科公司)；D8 Focus X射线衍射仪(德国布鲁克公司)。

X射线荧光光谱仪参数如下：X射线工作电压为20 kV，工作电流为10 mA，晶

体为LiF200；X射线衍射仪参数为：X射线对阴极为铜靶，工作电压为40 kV，

工作电流为40 mA，扫描速度为2 °/min，发散狭缝为1°，防散射狭缝为2°，接收狭缝为0.2°，扫描范围(2θ)为10°～60°，探测器为LynxEye阵列探测器。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备

按照GB/T 2007.1～2的规定取样和制样：在一批散装货物装卸、加工或衡量的移动过程中，按一定质量或时间间隔取份样，将取得的份样混合后经过干燥、破碎、混合、缩分而得到分析试样。研磨试样并通过38 μm标准筛，于(105±5)℃下烘1～2 h，然后置于干燥器中，冷却至室温备用。

1.2.2 实验方法

(1)将试样压片后置于试样架上，将试样架置于X射线荧光光谱仪操作平台上，按

仪器工作条件进行测定；(2)将试样均一且与试样架面保持一致地填充于试样架上，将试样架置于X射线衍射仪的样品架上，按仪器工作条件进行测定。

2.1 铜精矿及其固体废物的分析与鉴别

2.1.1 铜精矿

典型铜精矿的XRF半定量结果如表1所示，可见其主要由铜、铁、镁、硅和硫元

素组成，还含有少量的铝和钙元素。

典型铜精矿的XRD表征结果如图1所示，经检索，经过浮选的铜精矿成分较简单，一般为黄铜矿(CuFeS2)、黄铁矿(FeS2)和石英(SiO2)，还含有少量的斑铜矿

(Cu5FeS4)。

通过XRF、XRD技术联用，对铜精矿的物相属性进行识别。XRD表征结果表明，铜精矿主要由黄铜矿(CuFeS2)、黄铁矿(FeS2)和石英(SiO2)等物相组成，还含有

少量的斑铜矿(Cu5FeS4)。XRD可以解析出铜精矿中主要物相构成，这些主要的