不同含铜炉渣选矿对比试验研究.pdf

6 0 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第6 期 d o l 1 0 ．3 9 6 9 ，j j s s n ．1 6 7 l 一9 4 9 2 ．2 0 1 3 ．0 6 ．0 1 5 不同含铜炉渣选矿对比试验研究 江锋，黄红军，孙伟，刘润清，熊勇 中南大学资源加工与生物工程学院，长沙4 1 0 0 8 3 摘要针对大冶冶炼厂的两种不同含铜炉渣转炉渣和诺兰达炉渣进行了浮选对比试验研究，查清了两种炉渣的工 艺矿物学性质。在确定最佳磨矿制度、药剂制度和工艺流程的基础上分别进行了全流程浮选开路试验，试验结果表明，转炉 渣开路浮选所得的铜精矿品位为4 0 惕、回收率为8 7 ％、尾矿品位为o - 3 7 ％，诺兰达炉渣浮选所得的铜精矿品位为3 0 ．9 4 ％、 回收率为9 4 ．1 6 ％、尾矿品位o ．2 9 ％。 关键词含铜炉渣；转炉渣；诺兰达炉渣；浮选；对比试验 中图分类号7 I ’D 9 2 3 ．7 ；1 D 9 2 6 ．4 2 ；T D 9 5 2文献标志码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 0 6 _ 0 0 6 0 - 0 4 C 锄p 豫Ⅱv eE x p e n 腓n t a lR e s e a r c h 衄n o t a 6 0 no fC o 即e r 觚粕Ⅸ恤咖tC o 即盯S l a g - 黝ⅣG 咖，Ⅲ鹚ⅣG 日。哪l n ，S 叫删，圾厂R 州叼，拗ⅣG 啪 S 曲0 D Zo 厂尬船试s №s 打w 佩dB i 鲫吲n 。硎叼，‰￡献s D l l 哦孤z I ，粥的，蕊硼伊№ 4 I D D 8 3 ，饥i ，∽ A b s t r a c t n o t a t i o nt e s t sw e r ec a r r i e do u to n 抑od i f f b r e n tc 叩p e r8 l a g c o p p e rc o n V e r t e rs l a g 锄d N o 啪d a 胁a c es l a g o fD a y es m e l t e r ，a n dt h ep r o c e s sI I l i n e r a l o g rp m l e 啊o ft l I e “怖s l a gw 嬲V e r i f i e di n t h es t I l d y ．T h ec l o ∞d c i r c u i tt e s tw 嬲c 枷e do u ta f t e rd e t e 珊i I l i n gt h eb e s tc o n d i t i o 瑚s u c h 鹪画n d i n g f i n e n e s s ， r e a g e n ts c h e n l e ，p r o c e s s n o w s h e e t ．T e s tr e s u l t ss h o w e dt h a tt l l e g r a d e o fc 叩p e rc o n c e n 眦e e x t r 北t e df m mc o n v e r t e rs l a gw 雒4 0 ％诚t hr e c o v e r yo f8 7 ％，锄dt l l eg r a d eo ft a i l i n g sr e ∞h e d0 ．3 7 ％， w 1 1 i l et h ec o p p e rc o n c e n t r a t ee x t r a c t e df 南mN o r a n d af u m a c es a l gc o n t a i n e d3 0 ．9 4 ％C u ，蚰dt I l er e c o v e r y 0 fc o p p e rc o n c e n №t ea I l dt a i l i n g sw e r e9 4 ．1 6 ％a n d0 ．2 9 ％r e s p e c t i v e l y ． K e yw o r d s c o p p e rs l a g ； c o n v e r t e rs I a g ；N o m n d af m a c es l a g ； n o t a t i o n ；c o m p 锄a t i V ee x p e r i m e n t 中国近年来的冶炼精铜产量增长迅速，2 0 0 7 年中国精铜产量为3 5 0 万t [ 1 ] ，2 0 1 1 年精铜产量达 到5 1 8 万t ，而且一直呈稳步增长趋势[ 2 ] 。目前， 火法冶炼是世界上生产铜的主要工艺，我国9 7 ％以 上的精铜由火法冶炼产生[ 引，火法冶炼每生产1t 精铜会产生2 ．2t 左右的铜渣[ 4 | ，由此推算2 0 1 1 年 中国的铜渣产量大约为11 4 0 万t 。铜渣中含有相 当数量的铁、铜、锌、铅、钴、镍等有价金属和少 量金、银等贵金属，且铁、铜品位普遍较高，已超 过目前我国可采选铁、铜矿石品位[ 5 ] 。 大量铜渣长期堆存，不仅造成资源的极大浪 费，而且占用耕地，严重污染环境。因此，如何有 效开发利用铜渣资源具有重要意义。从铜渣中回收 基金项目国家自然科学基金资助项目 5 1 1 咝1 9 0 收稿日期2 0 1 3 0 3 一1 5 修回- 日期2 0 1 3 卿埘 作者筒介江锋 1 9 8 9 一 ，男，浙江温岭人，硕士研究生。 有价金属的方法主要有火法、选矿法、湿法和联合 工艺四种[ 引。选矿法已在国内外得到广泛应用，2 0 世纪5 0 年代末日本率先应用选矿法处理铜渣，而 我国对铜渣的选矿研究始于2 0 世纪6 0 年代初[ 7 ] 。 目前，贵溪铜冶炼厂[ 引、大冶有色金属公司[ 9 ] 、金 隆铜业公司[ o ] 等相继建立了铜渣选矿厂，取得了 十分可观的经济和环保效益。 1 试验材料及试验方法 1 ．1 炉渣工艺矿物学性质 本次试验涉及的两种炉渣试料分别为铜转炉渣 和诺兰达炉渣，均采自大冶有色公司冶炼厂。试料 多元素分析结果见表1 ，铜、铁物相分析结果分别 万方数据 2 0 1 3 年第6 期江锋等不同含铜炉渣选矿对比试验研究 6 l 1 单位为驴，下同。 见表2 3 。 从表1 3 可以看出，两种炉渣的主要回收成分 为铜和铁，伴生有用组分为金、银。其中铜的主要存 在形式为硫化铜，分布率分别为5 2 ．8 9 ％和7 3 ．8 0 ％， 其次为金属铜，另有少量以氧化铜和其它形式存 在；铁主要以磁性氧化铁和硅酸铁形式存在。 表2铜的物相分析结果 T j l b l e2 A J l a l y 8 i s 陀s u l t so fc o p p e rp h a 舶 ，％ 表3铁的物相分析结果 ’I 铀l e3 A n a l y s i s 陀s u l t so fi m np h a 舱，％ 项目物相磁性靴铁硅酸铁金属铁硫化铁合计 为查清炉渣中铜矿物的赋存状态及嵌布关系， 进行了光学显微镜观察研究。结果显示铜矿物在转 炉渣中主要有金属铜、蓝辉铜矿和辉铜矿，诺兰达 炉渣中主要有冰铜和金属铜。铜矿物呈块状、浸染 状、星点状嵌布于脉石及含铁矿物中，嵌布粒度粗 细不均匀。 1 ．2 试验试剂及设备 试验试剂包括矿浆调整剂为碳酸钠、石灰、硫 化钠，捕收剂为丁基黄药、丁基铵黑药，起泡剂为 松醇油。 试验设备主要有Ⅺm 型1 ．5L 浮选机、X M Q 一 6 7 型2 4 0 9 0 锥形球磨机、D C 一5 C 型真空过滤机以 及M B E 电热恒温鼓风干燥箱等。 1 ．3 研究方法 由于含铜炉渣嵌布关系复杂，嵌布粒度不均 匀，为保证铜精矿的有效富集回收，考察了磨矿细 度对两种炉渣中铜精矿回收的影响，从而确定最佳 磨矿细度；在确定最细磨矿细度的基础上进行了炉 渣浮选试验，确定最佳选别药剂制度及工艺流程。 2 试验结果与讨论 2 ．1 磨矿制度对不同炉渣浮选的影响 现有的铜炉渣选矿厂大都采用阶段磨矿阶段浮 选的生产流程⋯m ] 。本试验首先考察了一段磨矿 细度对两种炉渣浮选的影响。试验流程分别见图 1 ．2 。试验结果见图3 4 。 量单位砂，下同。 铜精矿尾矿 图l 转炉渣磨矿细度试验流程 F i g ．1 n o w s h e e to f 函础n gf i n e n e 鸥t e s to n c o n v e r t e rs l a g 原矿 O 铜精矿 图2 诺兰达炉渣磨矿细度试验流程 F i 昏2 n o w 曲e e lo f 朗n d i n g6 n e n e 嬲t e s to n N m a n d af 协a c es l a g 从图3 4 可以看出，转炉渣浮选随着磨矿细度 的提高，铜精矿的回收率和品位都呈现先升高后下 降的趋势。诺兰达炉渣浮选则随着磨矿细度的提 高，铜精矿品位先升高后下降，回收率逐渐上升后 万方数据 6 2 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第6 期 堡 过 咯 堡 瓣 擎 回 一7 4 “m 含量，％ 图3 转炉渣磨矿细度试验结果 F i g ．3 R e s u l t so f g r i n d i n g { i n e n e s se x p e r i m e n to n c o n v e r t e rs l a g 冰 ＼ 趟 Ⅱ基 舔 b 睡 堡 锝 娶 回 一7 4 斗m 含量，％ 图4 诺兰达炉渣磨矿细度试验结果 F i g ．4 R e s u l t so f 咖n d i n g6 n e n e s se x p e r i m e n to n N o r a n d af u m a c es l a g 趋于平缓。出现该结果的原因可能是转炉渣中含有 相对较多的金属铜，较高的磨矿细度使得金属铜颗 粒的表面亲水性增加，不利于浮选[ B ] 。 根据磨矿细度试验结果，确定转炉渣浮选最佳 磨矿细度为一7 4 斗m 占7 3 ．2 2 ％，诺兰达炉渣浮选最 佳磨矿细度为一7 4 斗m 占6 5 ％。同时，试验结果表 明两种炉渣铜最高回收率分别为3 2 ．3 4 ％和 7 5 ．0 1 ％，达不到直接丢尾的目的。可见，两种含铜 炉渣的浮选均需要一定程度的细磨作业。 2 ．2 全流程开路试验 在确定磨矿制度的基础上，本试验针对两种炉 渣分别进行了浮选试验研究，分别确定了各自的最 佳药剂制度及工艺流程。浮选开路试验流程分别见 图5 。6 ，试验结果见表4 ～5 。 从图5 6 可以看出，由于转炉渣中金属铜的含 量较高，因此一段粗选后尾矿进行再磨筛分，得 到 1 5 0 斗m 的产品直接作为铜精矿回收，筛下产物 进行三次扫选；而诺兰达炉渣中金属铜含量相对不 高，没必要进行筛分单独回收，因此再磨后粗选， 粗选精矿直接作为铜精矿。两种炉渣浮选试验采用 的药剂制度也相差甚多，主要体现在调整剂和捕收 岛⋯ 精矿1 筛1 分 1 5 0 岬尸。1 一1 5 0 岬 l 丁基黄药1 5 丁基铵黑药l o 精孑2 f 松醇油l o 3 } 丁基黄药1 5 丁基铵黑药l o ．珠松醇油1 0 中矿1 铜扫I 选。一⋯ 3 | 丁基黄药1 5 丁基铵黑药l o 中 沫松醇油l o 中矿2 铜扫I 选3 n J‘ 中矿3尾矿 图5 转炉渣浮选开路试验流程 F 培．5 n o w s h e e to fo p e n c i r c u i tt e s to nc o n v e r t e r s l a g 表4转炉渣浮选开路试验结果 T a b l e4R e s u l t so f 叩e n - c i r c 血t e s to nc 伽v e r I e rs l a g ／％ 万方数据 2 0 1 3 年第6 期江锋等不同含铜炉渣选矿对比试验研究 6 3 精 原矿 精矿2中矿尾矿 图6 诺兰达炉渣浮选开路试验流程 F 唔6 F l o w s h e e to f o p e n c i r e u i tt e s t o nN o r 锄d a f u m a c es l a g 表5 ’I 址l e5 诺兰达炉渣浮选开路试验结果 R e s I l l t so f9 p e n c i r c u i tt e s to nN o r a n d a f u m a c es 1 8 9 ／％ 3 结论 1 本次试验涉及的两种炉渣主要回收成分为 铜和铁，伴生有用组分为金、银。铜矿物在转炉渣 中主要存在形式为金属铜、蓝辉铜矿和辉铜矿，诺 兰达炉渣中主要为冰铜和金属铜。铜矿物呈块状 浸染状、星点状嵌布于脉石及含铁矿物中，嵌布粒 度粗细不均匀，需要寻找适宜的磨矿制度才能使铜 矿物综合回收。 2 根据两种炉渣不同的性质特点，进行了磨 矿细度对比试验，结果表明两种炉渣在一段磨矿条 件下均无法使铜矿物充分回收，因此确定两种含铜 炉渣的浮选均需要一定程度的细磨作业。 3 两种炉渣的全流程开路试验表明，由于转 炉渣中金属铜含量较高，因此一段粗选再磨后需筛 分回收粗粒级的金属铜颗粒。最后结果显示转炉渣 开路浮选所得的铜精矿品位为4 0 ％、回收率为 8 7 ％、尾矿品位0 ．3 7 ％，诺兰达炉渣浮选所得的铜 精矿品位为3 0 ．9 4 ％、回收率为9 4 ．1 6 ％、尾矿品位 0 ．2 9 ％。 参考文献 [ 1 ] 李磊，王华，胡建杭，等．铜渣综合利用的研究进展 [ J ] ．冶金能源，2 0 0 9 ，2 8 1 4 J 4 - 4 8 ． [ 2 ] 吴尚昆，安翠娟，董国明，等．我国铜矿资源产业布局与 结构调整研究[ J ] ．中国矿业，2 0 l l 1 0 9 一1 2 ． [ 3 ] 朱祖泽，贺家奇。现代铜冶金[ M ] 。北京科学出版社， 2 0 0 3 1 5 1 7 ． [ 4 ]B i p r aG o I a i ，J a n aRK ，P r e m c h a n d ．C h 锄c t e r i s t i c s 硼d u m i 盟t i o no fc o p p e rs l a g ar e v i e w 【JJ ．R e S o u r c e s ， C o n s e r v a t i o n 卸dR e c y c l 岫，2 0 0 3 ，3 9 4 2 9 9 3 1 3 ． [ 5 ] 杨慧芬，袁运波，张露，等．铜渣中铁铜组分回收利用 现状及建议[ J ] ．金属矿山，2 0 1 2 5 1 6 5 1 6 8 ． [ 6 ] 李博，王华，胡建杭，等．从铜渣中回收有价金属技 术的研究进展[ J ] ．矿冶，2 0 0 9 ，1 8 1 4 4 ．4 8 ． [ 7 ] 萧有茂．国内外铜冶炼炉渣选矿贫化技术水平和流程特 点的分析[ J ] ．白银科技，1 9 9 3 2 1 3 2 0 ． [ 8 ] 陈江安，龚恩民，李晓波，等．江西贵溪铜冶炼厂转炉 渣选矿工艺研究[ J ] ．江西理工大学学报，2 0 1 0 ，3 1 3 1 9 2 1 ． [ 9 ] 甘宏才．大冶诺兰达炉渣选矿的研究与实践[ J ] ．湖南 冶金，2 0 0 4 ，3 2 4 2 8 3 4 ． [ 1 0 ] 王周和．金口岭铜矿转炉渣选铜工艺技术特点及生产 实践[ J ] - 有色金属 选矿部分 ，1 9 9 8 6 1 2 1 6 ． [ 1 1 ] 王红梅，刘四清，刘文彪．国内外铜炉渣选矿及提取 技术综述[ J ] ．铜业工程，2 0 0 6 4 1 9 - 2 2 ，8 6 ． [ 1 2 ] 魏明安．铜转炉渣选矿回收技术研究[ J ] ．矿冶，2 0 0 4 ， 1 3 1 3 8 - 4 1 ． [ 1 3 ] 金锐，王景双，龙秋容．复杂铜冶炼渣浮选试验研 究[ J ] ．江西有色金属，2 0 0 9 ，2 3 1 1 2 1 4 ． 万方数据