水淬銅渣技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)研究

舒敏，劉昆，李德軍，彭康，王迪，徐玉婷，葉林敏靚

（1.銅陵市標(biāo)準(zhǔn)化研究中心，安徽 銅陵244000；2.銅陵海關(guān)，安徽 銅陵244000；3.銅陵有色金屬集團(tuán)股份有限公司，安徽 銅陵244000）

1 編制水淬銅渣技術(shù)要求企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的意義

有色工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程中發(fā)揮著重要作用?！蛾P(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》[1]明確指出：“全面促進(jìn)資源節(jié)約循環(huán)高效利用，推動利用方式根本轉(zhuǎn)變?！卑l(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，按照減量化、再利用、資源化的原則，推進(jìn)礦渣等大宗固體廢棄物綜合利用，對涉及有色企業(yè)處理主要污染排放物的冶煉渣綜合利用，日顯其重要。

根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)[2]，2018年，我國有色金屬工業(yè)銅產(chǎn)量為903 萬t，其中礦產(chǎn)銅產(chǎn)量為667 萬t。按1 t 礦產(chǎn)銅產(chǎn)生4 t 銅渣測算，2018年產(chǎn)生銅渣約2 668 萬t。銅渣的含鐵量很高，還含有不同量的Cu，Pb，Zn 等金屬，另外還含有較高的SiO2和CaO等成分，應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛。

水淬銅渣是銅冶煉過程中產(chǎn)生的一種工業(yè)廢渣,是熔融態(tài)煉銅爐渣在爐后水淬池中經(jīng)急冷?；傻牟Ａз|(zhì)材料。水淬銅渣的外觀呈黑色,顆粒略粗于普通砂,質(zhì)地堅(jiān)硬，棱角分明，表面光滑，空隙率大，基本以玻璃相存在。

水淬銅渣中含有的游離氧化鈣，在水化后體積膨脹，造成體積安定性不良，會影響到使用。為避免在使用過程中Cu 和Fe 等有價(jià)金屬的浪費(fèi)，提高資源化利用效率，經(jīng)過多年不斷技術(shù)創(chuàng)新，提出了水淬銅渣的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為水淬銅渣的應(yīng)用提供了技術(shù)保障，受到用戶歡迎與肯定。以高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和引領(lǐng)水淬銅渣利用的高質(zhì)量發(fā)展，以水淬銅渣高質(zhì)量產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)資源化利用行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 水淬銅渣的特點(diǎn)

水淬后的銅渣組織結(jié)構(gòu)致密，鐵、銅、硅交互嵌布，渣中銅元素主要以Cu2S 和Cu 形成的冰銅相狀態(tài)存在，并夾雜少量FeS，ZnS，PbS，粒度小于100 μm，但大部分在5 μm 以下，大于50 μm 的銅粒子很少，冰銅相內(nèi)成分復(fù)雜，銅結(jié)合率較高[3]。水溶銅渣的顆粒大小不等，形狀不規(guī)則，有個(gè)別細(xì)針狀顆粒和爐渣狀多孔顆粒，顆粒組成略大于普通砂的級配區(qū)。

因水淬銅渣中含有鐵的氧化物及脈石等形成的硅酸鹽與氧化物，其摩氏硬度在5.4～5.46，密度約為4.495 t/m3，可作為生產(chǎn)磨料的原料，代替黃砂用作除銹磨料，在國內(nèi)外船舶制造工業(yè)的噴砂除銹工藝中已有應(yīng)用。

3 水淬銅渣企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制的原則

（1）規(guī)范性原則。該標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照GB/T 1.1—2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1 部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則，并結(jié)合GB/T 20001.10—2014《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則第10 部分：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)》等基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，保證了標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性。

（2）協(xié)調(diào)性原則。在確定標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)指標(biāo)時(shí)，廣泛參考了已有的銅冶煉渣相關(guān)國標(biāo)、行標(biāo)中所設(shè)定的技術(shù)要求，與已頒布實(shí)施的國內(nèi)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行協(xié)調(diào)，盡量與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)接軌，保證標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性。近年發(fā)布的銅冶煉渣相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T 20424—2006《重金屬精礦產(chǎn)品中有害元素的限量規(guī)范》、GB/T 27682—2011《銅渣精礦》、GB/T 33813—2017《用于水泥和混凝土中的精煉渣粉》、GB/T 17850.3—1999《涂覆涂料前鋼材表面處理 噴射清理用非金屬磨料的技術(shù)要求銅精煉渣》等。本標(biāo)準(zhǔn)的研制在兼顧考慮上述標(biāo)準(zhǔn)中產(chǎn)品性能指標(biāo)的同時(shí)，更加關(guān)注了水淬渣的高效能特性要求。

（3）適用性原則。本標(biāo)準(zhǔn)的制定基于水淬銅渣的利用現(xiàn)狀及特點(diǎn)，對標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求盡可能進(jìn)行了量化，使其具有可操作性，便于水淬銅渣產(chǎn)品的應(yīng)用。

（4）科學(xué)性原則。查閱了國內(nèi)相關(guān)技術(shù)資料和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對水淬銅渣涉及到的相關(guān)專業(yè)知識進(jìn)行了大量的研究分析，力求科學(xué)性。

4 標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

在掌握水淬銅渣產(chǎn)品的性能、特點(diǎn)以及國內(nèi)相關(guān)技術(shù)資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合行業(yè)對水淬銅渣的利用情況，明確了標(biāo)準(zhǔn)化對象的邊界，確定了標(biāo)準(zhǔn)所針對的使用對象及標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容。

4.1 術(shù)語和定義

為便于使用者理解標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，給出了可能理解不一致、在標(biāo)準(zhǔn)文本中多次使用、覆蓋本標(biāo)準(zhǔn)范圍所屬領(lǐng)域的水淬銅渣的定義，即：熔融態(tài)煉銅爐渣在爐后水淬池中經(jīng)急冷粒化而形成的產(chǎn)品。

4.2 技術(shù)要求

產(chǎn)品技術(shù)要求包括了外觀、技術(shù)性能、環(huán)保等方面的指標(biāo)。指標(biāo)選取按照重點(diǎn)突出、科學(xué)合理、可操作性強(qiáng)同時(shí)指標(biāo)數(shù)據(jù)易于獲取。采用定性和定量指標(biāo)相結(jié)合的原則，對水淬銅渣的外觀，以及Cu，S，F(xiàn)e，SiO2，CaO 等化學(xué)成分進(jìn)行了規(guī)定。在外觀上水淬銅渣為黑色顆粒狀固體；Cu，S，F(xiàn)e，SiO2，CaO 含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）分別不大于0.8%，1.2%，45%，37%，8%。

4.3 試驗(yàn)方法

為了統(tǒng)一檢測標(biāo)準(zhǔn)，保證檢測數(shù)據(jù)的公平、公正，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水淬銅渣的外觀和Cu，S，F(xiàn)e，SiO2，CaO 等化學(xué)成分的試驗(yàn)方法。Cu 含量的分析方法參照DB34/T 2879—2017《銅渣尾礦化學(xué)分析方法 銅含量的測定》的規(guī)定進(jìn)行；S 含量的分析方法參照GB/T 16597—2019《冶金產(chǎn)品分析方法—X 射線熒光光譜通則》的規(guī)定進(jìn)行；Fe 含量的分析方法參照DB34/T 2878—2017《銅渣尾礦化學(xué)分析方法鐵含量的測定》的規(guī)定進(jìn)行；SiO2和CaO 含量的分析方法參照YB/T 4177—2008《爐渣X 射線光譜分析方法》的規(guī)定進(jìn)行。

4.4 檢驗(yàn)規(guī)則

為確保出廠產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)要求，規(guī)定了包括出廠檢驗(yàn)、批次檢驗(yàn)以及不合格品的要求。Cu 為出廠必檢項(xiàng)目，S，F(xiàn)e，SiO2，CaO 等根據(jù)合同要求協(xié)商檢測；產(chǎn)品為同等生產(chǎn)條件下連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)控制樣和出廠產(chǎn)品的檢測以當(dāng)日生產(chǎn)量組批，原則上不超過1 500 t。檢驗(yàn)結(jié)果如不符合標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果，應(yīng)取雙倍重新進(jìn)行復(fù)檢，對復(fù)檢不符合指標(biāo)，判定該產(chǎn)品不合格。

5 結(jié)語

水淬銅渣原作為工業(yè)固廢，代黃砂應(yīng)用于除銹工藝上，工程性能良好。大量無害化、資源化利用，不但可以解決砂源不足的困難,也使水淬銅渣成為一種再生資源，變廢為寶，減少了環(huán)境污染，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

水淬銅渣標(biāo)準(zhǔn)的制定，將統(tǒng)一和規(guī)范水淬銅渣的產(chǎn)品，通過對水淬銅渣技術(shù)性能的規(guī)范，有利于提高水淬銅渣的資源化利用水平，生產(chǎn)企業(yè)將在生產(chǎn)制造中自覺有效制止浪費(fèi)，合理利用資源，確保產(chǎn)品的可靠性。

在先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)下，可有效支撐并領(lǐng)航水淬渣資源化利用行業(yè)的綠色、循環(huán)發(fā)展。水淬銅渣標(biāo)準(zhǔn)的定性要求和關(guān)鍵指標(biāo)的定量要求，隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，還將不斷予以擴(kuò)展和提高。