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随着铜冶炼技术的发展，我国铜产量逐年增长，同时铜渣的排放量也在逐年增长。铜渣作为一种具有利用价值的二次资源，铜与铁的含量，均高于矿石开采品位。一般目前铜渣利用技术的研究多集中在单独提铜或单独提铁两个方面，未能使铜和铁同时得到有效利用。同时提铜和铁的研究较少，且大都使用碳质还原剂。基于此，课题组提出了利用氢气还原铜渣制备含铜抗菌不锈钢铁水的新思路。
本论文对氢气还原铜渣过程的热力学、动力学进行了分析，通过单因素实验和正交实验考察了反应温度、H2分压、CaO加入量对还原过程的影响。本文采用热重法测定了氢气还原铜渣的失重曲线，进而转化成还原率随时间的变化曲线。在动力学研究过程中，利用未反应核模型确定控制环节并求出表观速率常数、扩散系数和表观活化能。本文主要研究内容及结论如下:
(1)热力学计算表明:在950℃～1100℃温度范围内，铜渣中铁的氧化物和铜的氧化物能和氢气发生还原反应，其它氧化物如Al2O3、SiO2等均不能和氢气发生还原反应;Cu-Fe-O-H和Cu-Fe-S-H的优势区图表明铁和铜有一个共同稳定存在的区域，还原途径是CuO→Cu2O→Cu,Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe。
(2)由氢气还原铜渣单因素实验得出适宜的反应条件:还原温度1100℃、H2分压40％、CaO加入量30％，反应时间80min，此时铜铁还原率为85.04％。由氢气还原铜渣正交实验得出影响还原效果的主次顺序为:反应温度＞H2分压＞CaO加入量。
(3)对适宜条件下的氢气还原后的铜渣进行熔分实验，熔分温度为1500℃，保温时间为4h，熔分后的金属中铁的含量为85.11％，铜的含量为10.4％;熔分后上渣中MF。的含量为0.30％，Cu的含量为0.13％;熔分后下渣中铁的含量为0.69％，Cu的含量为0.14％。
(4)通过对氢气还原铜渣的动力学过程进行讨论，根据未反应核模型确定出此过程是受内扩散和界面化学反应混合控制的，计算出反应温度在950℃～1100℃时反应速率常数为3.13×10-3～7.28×10-3m/s，扩散系数为2.87×10-6～7.83×10-6m2/s，表观活化能为29.107～36.082kJ/mol。
本论文对氢气还原铜渣过程的热力学、动力学进行了分析，通过单因素实验和正交实验考察了反应温度、H2分压、CaO加入量对还原过程的影响。本文采用热重法测定了氢气还原铜渣的失重曲线，进而转化成还原率随时间的变化曲线。在动力学研究过程中，利用未反应核模型确定控制环节并求出表观速率常数、扩散系数和表观活化能。本文主要研究内容及结论如下:
(1)热力学计算表明:在950℃～1100℃温度范围内，铜渣中铁的氧化物和铜的氧化物能和氢气发生还原反应，其它氧化物如Al2O3、SiO2等均不能和氢气发生还原反应;Cu-Fe-O-H和Cu-Fe-S-H的优势区图表明铁和铜有一个共同稳定存在的区域，还原途径是CuO→Cu2O→Cu,Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe。
(2)由氢气还原铜渣单因素实验得出适宜的反应条件:还原温度1100℃、H2分压40％、CaO加入量30％，反应时间80min，此时铜铁还原率为85.04％。由氢气还原铜渣正交实验得出影响还原效果的主次顺序为:反应温度＞H2分压＞CaO加入量。
(3)对适宜条件下的氢气还原后的铜渣进行熔分实验，熔分温度为1500℃，保温时间为4h，熔分后的金属中铁的含量为85.11％，铜的含量为10.4％;熔分后上渣中MF。的含量为0.30％，Cu的含量为0.13％;熔分后下渣中铁的含量为0.69％，Cu的含量为0.14％。
(4)通过对氢气还原铜渣的动力学过程进行讨论，根据未反应核模型确定出此过程是受内扩散和界面化学反应混合控制的，计算出反应温度在950℃～1100℃时反应速率常数为3.13×10-3～7.28×10-3m/s，扩散系数为2.87×10-6～7.83×10-6m2/s，表观活化能为29.107～36.082kJ/mol。