銅冶煉渣浮選回收銅的試驗(yàn)研究

張國(guó)

（北方銅業(yè)銅礦峪礦選礦廠運(yùn)城043700）

銅冶煉渣浮選回收銅的試驗(yàn)研究

張國(guó)

（北方銅業(yè)銅礦峪礦選礦廠運(yùn)城043700）

北方銅業(yè)垣曲冶煉廠冶煉銅渣數(shù)量大、含銅品位高，回收價(jià)值大。用兩段磨礦、快速浮選和分步浮選回收銅渣中銅試驗(yàn)，結(jié)果較好。銅渣品位4.1%，銅品位28.93%，回收率93.69%。

銅冶煉渣兩段磨礦浮選濃度快速浮選回收率

北方銅業(yè)垣曲冶煉廠改擴(kuò)建造后，冶煉工藝為精礦富氧底吹熔池熔煉，銅锍PS轉(zhuǎn)爐吹煉，粗銅火法精煉，陽(yáng)極銅電解精煉。熔煉渣和吹煉渣渣量每年為347824.5t，銅品位2%～5%。由于采用選礦方法處理含銅爐渣，與返回熔煉系統(tǒng)的方法相比，具有能耗低、環(huán)境污染小，回收率高、富集比大等特點(diǎn)，因此對(duì)熔煉渣和轉(zhuǎn)爐渣進(jìn)行選礦處理。本文針對(duì)銅爐渣的性質(zhì)進(jìn)行了回收銅的試驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)銅爐渣中銅的高效回收。

1 試驗(yàn)原料和方法

1.1 試驗(yàn)原料

試樣由熔煉渣和轉(zhuǎn)爐渣按3∶1渣堆場(chǎng)采集加工配制而成。試樣分A、B兩樣，銅爐渣緩冷時(shí)間60h以上的為A樣，緩冷時(shí)間40h以下為B樣，試驗(yàn)以A樣為主，以下皆同，其化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

表1 試樣多元素分析結(jié)果%

由表1可知，試樣中銅的品位達(dá)到4.10%，回收價(jià)值巨大；鐵的品位達(dá)到42.11%，因銅爐渣中鐵大部分賦存于鐵橄欖石(2FeO·SiO2)中，磁鐵礦含量較低，磁選難以獲得合格的鐵精礦，故暫不考慮回收，渣選尾礦直接作為水泥廠的鐵質(zhì)矯正劑；其他元素含量較低，暫不考慮對(duì)其回收。

為了考察銅的賦存狀態(tài)，進(jìn)行了銅的物相分析，結(jié)果見表2。

表2 銅物相分析結(jié)果%

由表2可以看出，銅爐渣中同主要以金屬銅、硫化銅和包裹銅形式存在，其中金屬銅占46.33%，硫化銅以類斑銅礦、類黃銅礦賦存，占43.11%，可選性較好。顯微鏡下觀察，金屬銅在渣中主要以不規(guī)則和渾圓狀包體的形式嵌布于鐵橄欖石、磁鐵礦或非晶相物體中，嵌布粒度較粗；類斑銅礦、類黃銅礦主要呈不規(guī)則狀顆粒，與輝銅礦等銅礦物連生并以集合體的形式嵌布于鐵橄欖石、磁鐵礦或非晶相物體中，嵌布粒度分布不均勻，一般在0.05mm以下，不易于非晶體物相解離。

1.2 試驗(yàn)方法

因試樣中含有金屬銅，數(shù)量大且嵌布粒度粗，而硫化礦嵌布粒度細(xì)不均勻，磨礦采用兩段。一段磨礦產(chǎn)品通過快速浮選，直接獲的較高品位的銅精礦，快速浮選尾礦進(jìn)行二段磨礦，然后采用一次粗選、兩次精選、兩次掃選的浮選工藝流程。浮選過程以Z-200為捕收劑，2#油為起泡劑，并考察了磨礦細(xì)度、浮選濃度、藥劑對(duì)浮選指標(biāo)的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 磨礦細(xì)度

銅渣與自然礦石相比具有密度大硬度高、嵌布粒度較細(xì)、礦泥少、易碎難磨等特點(diǎn)。銅爐渣中銅礦物較自然銅礦物細(xì)小、分散、不均勻，磨礦細(xì)度要求較高，因此在Z-200為捕收劑，2#油為起泡劑的條件下考察了磨礦細(xì)度與浮選指標(biāo)的關(guān)系，試驗(yàn)流程如圖1所示。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，一段磨礦細(xì)度在-0.074mm占60%左右時(shí)，快速浮選精礦產(chǎn)率可達(dá)11.8%，精礦品位29.9%，銅回收率86.05%；二段磨礦細(xì)度在-0.045 mm占85%時(shí)，銅精礦品位和回收率達(dá)到一個(gè)高點(diǎn)，隨著磨礦細(xì)度的增加，銅回收率逐漸增大，銅精礦品位平穩(wěn)后開始降低，考慮是磨礦細(xì)度太細(xì)，泥化使細(xì)粒級(jí)脈石上浮所致。綜合考慮確定磨礦細(xì)度一段為-0.074mm占60%，二段為-0.045mm占85%。

圖1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程

2.2 浮選濃度試驗(yàn)

浮選濃度是浮選過程中的重要工藝因素，它影響礦漿充氣、藥劑濃度以及氣泡與顆粒的黏附過程，從而影響精礦的質(zhì)量及回收率（1）。為考察浮選濃度對(duì)指標(biāo)的影響，一段磨礦在磨礦細(xì)度-0.074mm占60%、以Z-200為捕收劑、2#油為起泡劑的條件下，進(jìn)行了快速浮選濃度試驗(yàn)；一段磨礦在磨礦細(xì)度-0.045mm占60%、以Z-200為捕收劑、2#油為起泡劑的條件下，進(jìn)行了粗選濃度試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著礦漿濃度的逐漸增大，快速浮選和二段磨礦浮選中銅精礦品位均逐漸下降，銅回收率上升后下降?？焖俑∵x當(dāng)浮選濃度達(dá)到55%時(shí)，銅的品位27.87%，回收率88%為最高點(diǎn)；二段磨礦浮選當(dāng)浮選濃度達(dá)到35%時(shí)，銅的品位12.78%，回收率94%為最高。

2.3 浮選藥劑用量試驗(yàn)

一段磨礦在磨礦細(xì)度-0.074mm占60%、浮選濃度55%的條件下，進(jìn)行了Z-200和2#油的用量試驗(yàn)。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)影響精礦品位和回收率的主要因素均為2#油的用量，Z-200次之。隨著2#油和Z-200用量的增加，精礦品位降低，回收率增高。綜合考慮Z-200用量為30g∕t、2#油為20g∕t。

二段磨礦在磨礦細(xì)度-0.045mm占85%、浮選濃度35%的條件下，進(jìn)行了Z-200和2#油的用量試驗(yàn)。通過試驗(yàn)確定Z-200用量為20g∕t、2#油為15g∕t。

2.4 全流程實(shí)驗(yàn)

綜合以上因素，進(jìn)行了全流程閉路試驗(yàn)，藥劑制度見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖2 閉路試驗(yàn)流程

按相同條件進(jìn)行B樣試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表3 （A樣）閉路試驗(yàn)結(jié)果%

表4 （B樣）閉路試驗(yàn)結(jié)果%

從表3可以看出，在一段磨礦細(xì)度-0.074mm占60%、浮選濃度55%、二段磨礦在磨礦細(xì)度-0.045mm占85%、浮選濃度35%的條件下，以Z-200為捕收劑、2#油為起泡劑，快速浮選可獲得30.62%的精礦品位，回收率為78.04%的指標(biāo)，二段磨礦獲得22.68%的精礦品位，15.36%的回收率?；旌虾缶V品位為28.93%，回收率為93.69%。

從表3、表4可以看出，B樣試驗(yàn)結(jié)果中尾礦銅品位較高，不如A樣試驗(yàn)指標(biāo)。

3 結(jié)論

（1）采用兩段磨礦、一段快浮、二段分步浮選工藝流程，以Z-200為捕收劑、2#油為起泡劑，能獲得精礦品位28.93%，回收率93.69%的合格銅精礦，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好。

（2）試驗(yàn)用捕收劑種類單一，需開展多種捕收劑對(duì)比試驗(yàn)，以期取得最佳技術(shù)指標(biāo)。

（3）銅爐渣緩冷時(shí)間對(duì)回收率影響較大，緩冷時(shí)間應(yīng)控制在60h以上。

（4）銅爐渣選礦投產(chǎn)后，工藝條件保持不變，藥劑用量有調(diào)整，精礦品位能穩(wěn)定在30%左右，回收率93.5%左右，均超出設(shè)計(jì)指標(biāo)較多。本銅爐渣工藝實(shí)驗(yàn)可推廣至類似銅渣的試驗(yàn)研究和生產(chǎn)。

［1］魏德洲.固體物料分選學(xué)〔M〕.北京：冶金工業(yè)出版社，2009：31-324.

收稿：2015-07-07

10.16206∕j.cnki.65-1136∕tg.2015.06.031