一种铜渣二次渣的利用方法技术领域
本发明涉及铜渣二次渣的利用方法，属于材料领域。
背景技术
火法冶炼生产1吨精铜将产生2～3吨铜渣，目前我国铜渣已累计超过2500万吨，铜
渣大量堆积既占用土地又污染环境，更是资源的浪费。当前对铜渣的研究多是提取铜渣中
有价元素。但提取有价元素后的铜渣二次渣仍无法大量利用。本研究主要以铜渣二次渣为
主料，掺和一定配比的辅料制备性能良好的微晶玻璃，实现铜渣的回收利用，产生高额的附
加值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服前述技术存在的缺陷，因此本发明提出一种
铜渣二次渣的利用方法，将铜渣经除铁工艺还原—熔分提铁后，产生的液态铜渣二次渣制
备微晶玻璃。制备的硅灰石微晶玻璃是一种高档的建筑装饰材料，抗压强度在800MPa以上，
具有较低的热膨胀系数和优良的耐酸碱性，既有效利用废弃物又能产生很高的经济价值，
生产出的产品性能优良。目前以铜渣二次尾渣为原料生产微晶玻璃的技术鲜有报道。
铜渣二次渣的主要化学成分为SiO2、Al2O3、CaO，另有少量的MgO、FeO。是制备CaO-
Al2O3-系硅灰石微晶玻璃的主要原料，含有的少量FeO可作为部分晶核剂，添加少量Cr2O3做
主要的晶核剂；铜渣二次渣中的Al2O3、CaO含量满足硅灰石微晶玻璃体系要求，不足的SiO2
部分只需引入少量石英砂与高铝矾土来调整原料的化学成分，以适应微晶玻璃的配方要
求。
本发明中的一种铜渣二次渣的利用方法，包括以下步骤：
(1)根据铜渣二次渣质量，选择相应质量百分比的辅料、晶核剂和助熔剂，其中辅
料为石英砂(硅石)和高铝矾土，它们之间的重量份比例为30～55:45～70；
(2)将辅料、晶核剂和助熔剂按一定配比混匀磨细至200目以下占90％以上，磨细
后的混合料投入熔融态下的铜渣二次渣中，升温后，在惰性气氛下保持恒温一定时间至物
料完全熔化并澄清；
(3)将熔融态物料浇注入预热为一定温度的模具中，成型后放入炉内退火；
(4)得到的基础玻璃进行核化晶化处理，得到性能指标优良的微晶玻璃板。
其中，步骤(1)中混合物料的重量份比例为铜渣二次渣：石英砂和高铝矾土：晶核
剂和助熔剂＝60～80:15～30:5。
其中，步骤(1)中铜渣二次渣包括SiO2、Al2O3、CaO、MgO、FeO等组分。
其中，步骤(1)中晶核剂为Cr2O3或同时含有Cr2O3和FeO。
其中，步骤(1)中助熔剂为CaF2和CaCl2的一种或几种。
其中，步骤(1)中晶核剂和助熔剂的重量份比例为：35～60:40～65。
其中，步骤(3)中预热至的一定温度为700～800℃。
其中，步骤(2)中升温的温度为1400～1450℃，恒温保持的时间为3～4h。
其中，步骤(4)的核化晶化处理的过程为：在炉内以6～10℃/min的升温速率升600
～700℃，保温2-4h，以5～10℃/min的速率至900～950℃，保温4～5h；以3～8℃/min的速率
降温至300～400℃，恒温2～3h，自然冷却至室温。
本发明还公开了一种采用铜渣二次渣的利用方法生产的微晶玻璃，其中所述微晶
玻璃硬度530～560kg/mm2，抗压强度在800MPa以上，吸水率0％，耐酸碱性<0.05/1％酸碱
(例如，H2SO4和NaOH)。
本发明公开的铜渣二次渣的利用方法具有以下优点：
(1)本发明在液态铜渣二次渣中直接投料生产微晶玻璃，重复利用了铜渣二次渣
的热量，生产工艺不仅成本低还可以带来可观的经济效益，同时解决了固废堆放的问题，利
用熔融态铜渣二次渣生产微晶玻璃，节能达50％以上，将铜渣二次渣转化为微晶玻璃，既解
决了尾渣环境污染的问题又提升了约300倍的经济价值。
(2)本发明工业流程紧凑，降低了整个工序的能耗，生产出的微晶玻璃性能优良，
得到的微晶玻璃硬度为530～560kg/mm2，吸水率0％，耐酸碱性<0.05/1％酸碱。
附图说明
图1为本发明利用铜渣二次渣生产微晶玻璃的主要工艺流程图。
具体实施方式
为充分公开的目的，以下将结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
如图1所示，转底炉处理后的铜渣二次渣，熔分提铁后熔融态下加入辅料，其中铜
渣二次渣为70重量份，主要化学成分SiO2为47.2重量份，Al2O3为18.3重量份，CaO为12重量
份，MgO为8.5重量份，FeO为7.7重量份；辅料为25重量份，其中以重量份比例计硅石:高铝矾
土＝45:55；晶核剂和助熔剂的重量份为5，其中以重量份比例计Cr2O3:CaF2:CaCl2＝60:30:
10。将辅料按上述重量份比例混合均匀，细磨至200目以下的比例为90％以上，投入熔态下
的铜渣二次渣中搅拌，放入高温炉中升温至1450℃，氮气气氛下恒温4h至物料完全熔化。将
熔融态的物料浇注入经750℃预热的模具中退火，退火后的基础玻璃在炉内以6℃/min的升
温速率升至600℃，恒温4h，以8℃/min的速率升至950℃，恒温4h；以8℃/min的速率降温至
350℃，恒温2.5h，自然冷却至室温，得到的微晶玻璃硬度530kg/mm2，吸水率0％，耐酸性为
0.04/1％H2SO4，耐碱性为0.03/1％NaOH。
实施例2
同样如图1所示，选用转底炉处理后的铜渣二次渣，熔分提铁后熔融态下加入辅
料，其中铜渣二次渣为75重量份，主要化学成分以重量份占比计SiO2为46.2重量份，Al2O3为
16.5重量份，CaO为13重量份，MgO为8.8重量份，FeO为4.5重量份；辅料为20重量份，以重量
份比例计硅石：高铝矾土＝55:45；晶核剂和助熔剂重量份为5，以重量份比例计Cr2O3：CaF2
＝60:40。将辅料按上述比例混合均匀，细磨至200目以下的比例为90％以上，投入熔态下的
铜渣二次渣中搅拌，放入高温炉中升温至1430℃，氮气气氛下恒温3.5h至物料完全熔化。将
熔融态的物料浇注入800℃的预热磨具中退火，退火后的基础玻璃在炉内以10℃/min的升
温速率升至700℃，恒温4h，以6℃/min的速率升至900℃，恒温5h；以6℃/min的速率降温至
400℃，恒温3h，自然冷却至室温，得到的微晶玻璃硬度550kg/mm2，吸水率0％，耐酸性为
0.03/1％H2SO4，耐碱性为0.045/1％NaOH。
实施例3
同样如图1所示，选用转底炉处理后的铜渣二次渣，熔分提铁后熔融态下加入辅
料，其中铜渣二次渣为80重量份，主要化学成分以重量份占比计SiO2为45.2重量份，Al2O3为
17.5重量份，CaO为12重量份，MgO为9.8重量份，FeO为6.5重量份，辅料为15重量份，以重量
份比例计硅石：高铝矾土＝30:70，晶核剂和助熔剂重量份为5，以重量份比例计Cr2O3：CaF2
＝35:65。将辅料按上述比例混合均匀，细磨至200目以下的比例为90％以上，投入熔态下的
铜渣二次渣中搅拌，放入高温炉中升温至1400℃，氮气气氛下恒温3h至物料完全熔化。将熔
融态的物料浇注入700℃的预热磨具中退火，退火后的基础玻璃在炉内以8℃/min的升温速
率升至650℃，恒温2h，以5℃/min的速率升至925℃，恒温4.5h；以3℃/min的速率降温至300
℃，恒温2h，自然冷却至室温，得到的微晶玻璃硬度500kg/mm2，吸水率0％，耐酸性为0.02/
1％H2SO4，耐碱性为0.02/1％NaOH。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能
因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，
在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范
围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。