针对锌冶炼系统产出的含铜、铟、锌、镉等多金属复杂铜渣，传统处理工艺存在能耗高、流程复杂、金属提取效率低的问题，本研究开发了一种基于旋流电积的短程高效提取工艺。该工艺同时实现了规避有机物污染、铜锌铟高效协同浸出及铜的选择性提取。本研究重点聚焦于旋流电积提铜工艺中多金属离子浸出液直接旋流电积时，以Cu²⁺为主的金属离子电解迁移行为，并采用四段梯级贫化工艺对富集铜、铟、锌的浸出液进行直接旋流电积脱铜实验。结果表明：所得阴极铜产品纯度达99.97%以上，电流效率高于97.83%。相较于传统工艺，该优化工艺有效避免了溶剂萃取引入的有机物污染风险，显著简化了“浸出-净化-电积”流程，为锌冶炼复杂多金属铜渣中铜资源的绿色经济型循环利用提供了新途径。

有色金属火法冶炼产生的铜渣、镍铁渣、铅渣等有色冶金渣虽对环境造成危害，却仍具有余热回收与有价金属回收等价值。本文系统梳理了三类渣料的物理化学共性与特性，综述了这些渣料余热回收技术的研究进展，按物理法、化学法分类，剖析了技术原理、优化方向及应用瓶颈，明确物理法以粒化-换热协同为核心、化学法侧重余热-资源协同的技术特征，揭示了融合二者的梯级回收系统是未来主流的发展方向。本文构建的“核心渣种-技术类别-具体工艺”技术体系，系统对比了三类渣料的物性差异与技术适配性，提出的跨渣种通用技术开发等方向，可为有色冶金渣余热回收技术的工业化升级与绿色发展提供理论参考和技术支撑。

本研究以铜冶炼渣选尾矿与废高铝砖为主要原料，制备了复相耐火材料。采用X射线衍射（XRD）和热重-质谱联用（TG-MS）方法分析了铜渣尾矿在烧结过程中的热化学行为；利用扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）与XRD表征了复相耐火材料的微观结构及相转变过程。系统探讨了铜渣尾矿与废高铝砖添加量对材料力学性能和高温性能的影响机理。结果表明，铜渣尾矿中铁橄榄石的分解产物与废高铝砖中的氧化铝发生原位反应，最终形成铁铝晶间相-莫来石-刚玉复合晶相。当废高铝砖质量分数为40%、铜渣尾矿质量分数为10%时，所制备复相耐火材料的综合性能最优，抗压强度达110.4 MPa，0.2 MPa荷重软化温度为1 399 ℃，热震后强度保持率超过80%。该研究可为铜冶炼行业大宗固废——铜冶炼渣选尾矿与废高铝砖的高值化利用提供新的技术路径。

铜渣尾矿是火法炼铜产生的铜渣经浮选贫化后得到的固体废弃物，其大量堆存将带来严重的环境与安全隐患。本文以铜渣尾矿为主要原料，添加轻烧氧化镁和活性氧化铝，采用高温固相烧结法制备镁橄榄石-尖晶石复相材料，并系统研究了烧结温度对其物相组成、显微结构及物理性能的影响。结果表明：试样烧结后的主晶相为镁橄榄石和尖晶石，铁橄榄石相完全分解；随着烧结温度的升高，镁橄榄石与尖晶石晶粒逐渐长大，材料致密化程度不断提高。当烧结温度为1 400 ℃时，试样的综合性能最优，体积密度为2.75 g/cm³，显气孔率为24.11%，常温耐压强度达到138.5 MPa。

为探索铜尾矿与矿山废石资源化利用新路径，本研究以铜尾矿、矿山废石为原料制备烧结透水砖。采用X射线衍射（XRD）、X射线荧光光谱法（XRF）分析了尾矿和废石的物相结构及化学组成，并对烧结机理进行了分析。实验选择模压成型法，以废石为骨料，制备了高尾矿掺量的烧结透水砖，探究了烧制温度、保温时间、废石粒径及尾矿掺量对透水砖综合性能的影响，旨在确保砖体透水性能的同时，进一步提高其力学强度，实现砖体强度与透水性能的平衡。研究结果表明：在烧成温度为1 180 ℃、保温时间为80 min、废石粒径为2.00~3.35 mm（6~10目）、尾矿掺量为50%的最佳工艺条件下，制备的透水砖抗折强度为4.23 MPa，透水系数为10.1×10⁻² cm/s，均能达到国家标准《透水路面砖和透水路面板》（GB/T 25993—2023）的要求。

为探索铜尾矿规模化、高值化利用的新路径，开展了将铜尾矿用于制备防腐复合板的研究。采用X射线荧光（XRF）、激光粒度分析以及X射线衍射（XRD）技术，对铜尾矿的化学组分、粒度分布、物相结构等进行分析，探究了铜尾矿添加量对防腐复合板的弯曲强度、压缩强度、密度、吸水率、耐腐蚀性能的影响规律。结果表明，铜尾矿掺入量最高可达30%，此时，板材的力学性能和耐腐蚀性能未出现明显衰减，可满足湿法冶炼车间地面防腐承重需求，证明了铜尾矿用于制备防腐复合板的可行性，为铜尾矿规模化、高值化利用提供了新思路。

为实现铜尾矿的规模化和高值化利用，将铜尾矿与矿粉、粉煤灰进行复合，并采用具有特殊级配研磨体的超细球磨机对其进行粉磨加工，得到比表面积分别为755 m²/kg和730 m²/kg的铜尾矿超细复合掺合料，研究其基本性能以及对混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的影响。研究表明：相较于常规细度的S95矿粉，铜尾矿超细复合掺合料流动度比稍低，具有较高的早期活性，7 d活性指数提高了7%~10%，28 d活性指数略低于S95矿粉，掺加粉煤灰后可提高其流动度比及28 d活性指数；铜尾矿超细复合掺合料可替代C30混凝土原配比中的全部矿粉及20 kg水泥用量，并且替代后可提高混凝土的抗压强度，以及抗渗、抗碳化、抗冻融、抗氯离子渗透、抗硫酸盐侵蚀等多方面性能。本研究为铜尾矿的高附加值资源化利用提供了有效途径与理论支撑。

碱渣作为具有潜在胶凝特性的固体废弃物，大量堆积会严重污染环境。为大规模利用碱渣，本研究采用碱渣取代部分水泥制备碱渣改性尾砂胶结充填体，对碱渣-水泥基尾砂胶结充填体进行冲击试验，探究碱渣改性尾砂胶结充填体的力学性能和能量特征。结果表明：碱渣改变了充填体的力学性能，提高了充填体的抗压强度。随着碱渣取代率的增加，碱渣改性尾砂胶结充填体的抗压强度先增加后减小，在碱渣取代率为5%时最高。碱渣改性尾砂胶结充填体的能量特征主要分为线弹性阶段、塑性屈服阶段和失稳破坏增长阶段3个阶段。碱渣使得第一阶段的弹性应变能更加趋近于总能量，耗散能为负的现象减少，能量曲线更趋近于真实状态。随着碱渣的加入，充填体的弹性应变能最大值先增加后减小，在碱渣取代率为5%时达到最大，这表明碱渣改善了充填体的力学性能，为碱渣在矿山上的应用奠定了理论基础。

针对砷锑锡渣中砷（As）与锑（Sb）、锡（Sn）分离困难的问题，本文对Sb（Ⅲ）-Sn（Ⅳ）-H₂O体系进行热力学分析，确定相分离的pH调控窗口为9.0~10.3，据此提出“一段纯碱浸出+二段碱氧浸出”两段碱浸脱As工艺，并辅以氧化沉锑法回收Sb。系统考察了各阶段关键参数对As脱除及Sb、Sn分离的影响，确定了各阶段最优工艺条件。在最优综合条件下，渣中As含量由17.52%降至1.81%，综合脱砷率达92.14%，Sb、Sn直收率分别为97.74%和95.44%。机理分析表明，一段浸出时，砷酸盐分解释放AsO₄³⁻，同时Sb³⁺和Sn⁴⁺水解生成胶态Sb₂O₃·xH₂O和Sn（OH）₄，对As产生吸附与包裹作用；二段浸出时，H₂O₂将胶态Sb₂O₃·xH₂O氧化为晶态NaSb（OH）₆，破坏包裹结构，使被包裹的As进一步释放。X射线衍射分析（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）及扫描电子显微镜-能量色散X射线能谱（SEM-EDS）表征结果验证了上述物相与价态转化规律。该工艺实现了As的选择性脱除以及Sb、Sn的同步富集。

改性冶金渣的资源化利用是处理冶金工业固体废弃物的重要途径，并展现出显著的应用潜力。本文系统介绍了通过物理与化学手段提升原状冶金渣吸附与催化性能的冶金渣改性研究进展，并着重分析了改性冶金渣在处理有机污染物和无机污染物（如重金属、磷酸盐）的作用机制与效能。结果表明，改性后的冶金渣基于多孔结构、丰富的活性位点及表面化学特性，可高效去除水中污染物，实现“以废治废”的环保目标。该技术兼具成本低、稳定性高和二次污染风险低等优点，为水处理行业绿色转型与资源循环利用提供了技术路径和解决方案。未来可进一步优化改性工艺，并探索改性冶金渣对多种污染物的协同去除机制。

为解决传统水泥成本高且对超细尾矿胶结效果欠佳的问题，针对陕西某钼矿尾矿充填需求，以钢渣、矿渣、脱硫石膏为主要原料，并复配性能调节剂，开发固废基充填胶凝材料。通过改变矿渣粉掺量和细度，开展固废基胶凝材料配方研究，并选取综合性能最优的配方进行充填体应用性能和胶凝材料水化产物微观形貌分析。结果表明：固废基充填胶凝材料最优配比为矿渣粉（407 m²/kg）60%、钢渣粉20%、脱硫石膏19.4%、性能调节剂0.6%。该配比下充填体各龄期抗压强度均优于P·O 42.5水泥组，28 d抗压强度最高可达水泥组2倍，且在胶砂比为1∶7、1∶15、1∶16时，可分别满足不同充填区域的强度要求，同时具备良好的流动性和体积稳定性。充填体浸出毒性各项指标均低于GB 8978—1996限值，环境安全性良好，水化产物主要为针棒状钙矾石和纤维状C-S-H凝胶，两者交织形成致密结构。该研究开发的固废基充填胶凝材料实现了固体废弃物资源化利用，降低了充填成本，为矿山绿色高效充填提供了技术支撑。

为揭示石膏-矿渣-水泥（GSC）三元胶凝体系在单轴压缩作用下的损伤演化规律及脆韧性协同机制，通过调节石膏、水泥与矿渣配比，开展不同养护龄期的单轴压缩试验，并结合数字图像相关法（DIC）与扫描电镜（SEM）技术，从宏观力学响应、裂纹扩展特征和微观结构演化三个层面进行了系统分析。结果表明：随着养护龄期延长，GSC体系的抗压强度、弹性模量及裂纹起始应力、损伤应力均明显提高，峰后破坏特征由早期典型脆性逐步向准延性转变；提高水泥掺量有助于增强材料强度、刚度和整体胶结能力，但会导致脆性增强；石膏掺量对材料性能有显著的非线性影响：石膏掺量为10%时，可有效促进内部应力重分布与多裂纹协同扩展，提升韧性与抗裂能力；过量石膏则易造成结构连续性下降和力学性能劣化。综合比较可知，配比G10S70C20在28 d龄期下表现出最高抗压强度与较优变形协调能力，裂纹呈较典型的对称“X”形扩展，性能最佳。上述研究结果表明，石膏与水泥的协同调控是实现GSC体系强度提升与脆韧性平衡优化的关键。

钢铁工业是国民经济的支柱产业，但其生产过程伴随着巨量固体废弃物产生，其中钢铁渣是最主要的副产品。长期以来，钢铁渣的堆存和填埋不仅侵占大量土地资源，其渗滤液中的重金属离子及粉尘飘散更对土壤、水体及大气构成潜在威胁。然而，钢铁渣并非废料，而是一种亟待开发的二次资源，它富含钙、硅、铁、铝、镁等主要有价元素以及钒、钛、锰等有价金属元素。从矿物学角度看，其主要物相包括硅酸二钙、硅酸三钙及铁酸钙等。这些特性决定了钢铁渣的资源化潜力：一方面，通过磁选、重选或还原焙烧等技术，可回收其中的铁元素及稀有金属；另一方面，高钙硅含量使其具备替代天然矿产资源的潜力。实现钢铁渣中有价元素的高效回收与全组分的综合应用，对于推动钢铁工业的绿色循环低碳发展至关重要。本文系统梳理了钢铁渣的物理化学特性，重点阐述了从钢铁渣中回收铁、钙、硅等主要有价元素以及钒、钛等稀有金属的技术原理与研究进展；同时，全面梳理了钢铁渣在建材、环境修复、农业等领域的综合应用研究现状；最后，分析了当前技术面临的挑战，并对未来研究方向进行了展望，以期为钢铁渣的高附加值资源化利用提供理论参考和技术思路。

无氧铜带是高端电子元器件和电力传输系统的核心导体材料。随着应用场景的拓展，市场对其综合性能提出了更高要求。在冷轧制备过程中，压下率分配策略的差异会通过晶粒取向、位错密度、织构演变等微观机制显著影响无氧铜带的综合性能。为此，在总变形量相同的前提下，研究了不同冷轧压下率分配制度对无氧铜带组织、织构与性能的影响。结果表明：减少轧程数量可减少中间退火次数，同时增大单次压下率，这有助于提高储存能、创造更多形核位点，提高再结晶形核率，进而细化最终晶粒尺寸；提高单次压下率可增加各形变织构占比，提升材料组织均匀性。单次压下率超过80%，可显著增强{112}<111>（铜型）、{110}<112>（黄铜）及{123}<634>（S）形变织构的取向密度，促进再结晶退火过程中强立方织构{001}<100>的形成。立方织构占比越高，无氧铜带的显微硬度越低，导电率略有提升。本研究结果为无氧铜带产品性能优化与生产工艺调整提供了理论依据。

为研究CuNi6Sn6合金在高温高载工况下的摩擦磨损性能，采用MMU-10G端面摩擦磨损试验机对CuNi6Sn6合金进行摩擦磨损试验，使用LEXT OLS5000 3D激光扫描共聚焦显微镜检测磨损后的表面形貌并分析磨损机理。结果表明：该合金在载荷为45 N的工况下，摩擦系数随环境温度的升高先增后减。在载荷为75 N的工况下，当环境温度小于150 ℃时摩擦系数稳定；当环境温度为200 ℃时摩擦系数波动剧烈。在载荷为105 N的工况下，当环境温度小于100 ℃时摩擦系数稳定；当环境温度小于150 ℃时磨损质量随着载荷的增大而增大；当环境温度为200 ℃时，磨损质量较大。环境温度较低时，通常表现为磨粒磨损，当载荷增大，磨损以疲劳点蚀及剥层磨损的形式出现；在高温低载工况下，以黏着磨损为主；在高温高载工况下，出现严重塑性变形及表面烧伤；当环境温度大于150 ℃时，磨损程度加剧。因此，CuNi6Sn6合金适用于环境温度低于150 ℃、载荷低于75 N的工况。