铜冶金废渣中铁组元的富集及其吸波性能的研究

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中国是尾矿堆存量最多的国家,利用率低,白银公司选矿厂产生的选铜尾矿中TFe含量为10%左右,同时铜渣也存在着同样的问题,冶炼厂产生的铜渣中TFe含量为高达40%左右,含有少量的铝、铅、锌、铜等有价元素。随着科学技术的发展,电磁辐射所带来的安全问题也日益突出。铁氧体吸波材料是研究较广的吸波材料,其中四氧化三铁(Fe3O4)是一种反尖晶石型的磁性材料。本文通过熔融改性铜冶金废渣制备吸波材料,不仅回收了废渣中有价金属元素铁,也为铜冶金过程中产生的废渣高附加值的利用提供了实验和理论指导,开拓了有色金属资源回收再利用的途径。本文具体结论如下:(1)选铜尾矿中Si O2含量为67.28wt%,TFe含量为8.00%,Si O2主要以石英的形式存在,铁元素主要以斜绿泥石的形式存在;铜渣中的TFe含量为36.80%,铁元素主要以Fe2Si O4与Fe Si O3的形式存在。(2)通过热力学分析,铜渣中的铁橄榄石相结构稳定,在高温下都难以被氧化,但改性剂Ca O加入,在温度高于1000℃时,Ca O与Si O2的亲和力远比Ca O与Fe O的亲和力大,因此促进了硅酸盐的分解,有利于磁铁矿相的析出和磁选。(3)在选铜尾矿制备吸波材料过程中,通过控制焙烧温度,可以使样品对电磁波有不同程度的吸收,当温度在1300℃时,厚度2.0mm,频率为9.52GHz,RL达到-40.6d B;随着温度的升高,磁铁矿相晶粒尺寸增加,提高了样品对电磁波损耗。通过控制焙烧时间,可以使样品对电磁波有不同程度的吸收,最优焙烧时间为2h,样品在厚度2.5mm,频率为11.76GHz,RL达到-30.8d B;随着时间增加,增加了磁铁矿的析出量,提高了对电磁波的损耗。(4)在铜渣制备吸波材料过程中,碱度为0.4的样品具有较强的电磁储备和消耗能力;在厚度5.0mm,频率为9.52GHz,RL达到-26.9d B;材料对电磁波的磁损耗是由自然共振作用引起的;在高频范围内存在介电弛豫过程,因此具有介电损耗;样品与铁粉复合后,对电能的存储损耗能力减弱,对磁能的存储损耗能力增强,样品的最低反射损耗对应的频率向低频偏移,在相同厚度下,增加了频宽,也提高了样品的衰减常数。
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