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在硫化铜精矿的火法冶炼过程中,伴生的有价金属钻通常被富集在转炉渣中,需进一步处理实现铜、钴的回收。本文以赞比亚谦比希铜冶炼厂富钴铜转炉渣为原料,分析其化学组成和物相结构,对直接还原熔炼和预分离铜-还原熔炼制备Cu-Co-Fe合金提取有价金属铜、钴的工艺过程进行了研究。经化学成分分析,转炉渣原料中含Cu26.100wt%, Co0.516wt%、Fe31.500wt%和SiO222.740wt%。X-射线衍射(XRD)分析结果表明,其主要物相为磁铁矿(Fe304)、金属铜和二氧化硅,并伴有少量的铁橄榄石(Fe2SiO4)。原料为过吹条件下获得的转炉渣,因而渣中铜和四氧化三铁含量较高。(1)直接还原熔炼以焦炭和粉煤为还原剂,实验考查了还原剂用量、渣型改善剂CaO用量、熔炼温度和保温时间对铜、钴回收率和钴的富集率的影响,测定了熔渣的黏度-温度曲线,并采用XRD、金相显微镜(MM)、扫描电镜(SEM)和电子能谱(EDS)对还原熔炼渣和合金进行了表征。在渣型改善剂CaO加入量为5%、熔炼温度1350℃和保温2.5h的优化实验条件下,当还原剂焦炭加入量为7.0%时,铜、钻的回收率分别达到了93.32%和90.45%,合金中的含量分别达到了64.370%和1.640%；当还原剂粉煤加入量为10.0%时,铜、钻回收率分别达到了92.58%和91.02%；合金中的含量分别达到了65.880%和1.670%。(2)预贫化分离回收铜通过添加适量的还原剂和硫化剂,将转炉渣中的Fe304还原,降低熔渣黏度和改善分层性能,以实现铜的分离回收。实验考查了还原剂用量、硫化剂用量、保温时间、熔炼温度等条件对预分离铜的影响,测定了相应条件下转炉渣的黏度-温度曲线,并采用XRD、MM、SEM和EDS对贫化渣、合金和铜锍的物相结构进行了分析。当焦炭用量为1.0%或粉煤用量为2.5%时,渣中铜的贫化率分别达到了91.59%和90.54%,渣中钴的回收率分别达到了90.02%和97.32%。(3)预贫化渣的还原熔炼以焦炭和煤为还原剂,对贫化渣进行还原熔炼。考查了还原剂用量、渣型改善剂CaO用量、熔炼温度和保温时间对钴的富集率和铜、钴回收率的影响,并采用XRD、金相显微镜(MM)、扫描电镜(SEM)和电子能谱(EDS)对还原熔炼渣和合金产物进行了表征。在CaO用量6%、熔炼温度1500℃C和保温1.0h的优化条件下,当焦炭用量为4.0%时,铜和钴的回收率分别达到82.55%和92.83%,合金中的含量分别为7.340%和3.460%当粉煤用量为9.0%时,铜和钻的回收率分别达到84.66%和95.73%,在合金中的含量分别为6.640%和3.230%。