某古炼铜炉渣浮选铜试验探讨.pdf

2 0 0 7 年第2 期有色金属 选矿部分 2 9 某古炼铜炉渣浮选铜试验探讨 刘守信，杨波，师伟红 昆明理工大学国土资源工程学院，昆明6 5 0 0 9 3 摘要针对土法炼铜炉渣中的有价元素铜，探讨了影响其可选性的主要因素。试验结果表明，采用一次粗选、一 次扫选和一次精选的浮选流程，可获得铜精矿品位为1 8 ．0 4 ％、回收率为4 5 ．6 0 ％的浮选指标。 关键词浮选；铜炉渣；磨矿；铜 中图分类号T D 9 5 2 ．1 文献标识码A 文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 7 0 2 0 0 2 9 0 3 铜作为国民经济发展的重要原材料，其消费量 的增长与国民经济发展有密切关系。随着国民经济 的高速发展，铜的消费量也迅速增长，2 0 0 5 年我国 以3 5 7 万t 的消费量位居世界第一，比2 0 0 4 年增长 8 ．4 ％。铜消费量的增加，矿产资源的日益枯竭，逐渐 引起人们的关注。因此，开发利用二次资源 如各种 冶金渣 已迫在眉睫，同时也是实现可持续发展的一 条重要途径1 | 。 据文献记载，云南某县为明清时期炼铜遗址，现 堆积约有4 0 万t 炼铜 土法炼铜 炉渣，该炉渣部分 裸露在地表，绝大部分被荒草和树木覆盖。由于当地 居民不知其潜在价值，经常用于铺路、垫地基等，造 成了资源的严重浪费，而且该炉渣的堆存占用了大 量的土地资源，对环境也造成了一定程度的污染。为 了使该炉渣资源化，我们对其进行了选矿探索性研 究，以考察其中有价元素铜的回收情况。试验结果表 明，采用浮选方法回收该古炼铜炉渣中的有价元素 铜，可以达到较为理想的指标，说明该古炉渣确实有 一定的利用价值。 1 影响炉渣可选性的因素 1 ．1 炉渣冷却速度对可选性的影响 炉渣中晶粒的大小、自形程度、相互关系及主要 元素在各相中的分配与炉渣的冷却方式 速度 有着 密切的关系。缓冷过程中，炉渣熔体的初析微晶可通 过溶解一沉淀形式成长，形成结晶良好的自形晶或 半自形晶，同时有用矿物藉此扩散迁移、聚集并长大 成相对集中的独立柑引，易于磨矿单体解离和选别 处理。反之，急速冷却会使炉渣形成非晶质，阻止铜 矿物析出和迁移聚集，从而结晶粒度细而分散，即使 细磨也难以达到单体解离。因此，影响炉渣选别效 果的关键取决于冷却过程中矿物的结晶特性和聚 粒大小。 1 ．2 炉渣的组成对可选性的影响 土法炼铜时，为减轻人炉物料密度，以促进冰铜 组分与其它熔炼物料的分离，往往在加熔剂时加入 石灰，但C a O 含量增加，促进炉渣非晶质的生成，妨 碍硫化物颗粒的沉淀聚集，对选别不利。炉渣中S i O 的含量会影响渣的组成结构和晶粒的大小，从而影 响选别效果。当渣中S i O 含量高时，渣的黏度增加， 阻碍铜相晶粒的迁移聚集，生长速度降低，晶粒细 小，铜相中硫化铜的含量下降3 | 。 2 试样性质 试验物料取自云南某地古代炼铜遗址。外观呈 黑褐色，硬度较高，易碎难磨，密度为3 ．7 ～4 ．3 。 该炉渣物质组成比较简单，但嵌布关系复杂。主 要矿物为铁橄榄石及磁性氧化铁，硅除了与氧化铁 形成铁橄榄石外，大部分以硅酸盐及无定形、不透明 的玻璃体形式存在。铜矿物大部分以硫化铜形式存 在，有部分金属铜及较少量的氧化铜。渣中大部分铜 矿物已呈显微细粒分散的胶体状态存在，且与铁及 其他矿物紧密共生。试样多元素分析结果见表l 和 表2 。 表1炉渣光谱分析结果／％ T a b1 T h ea n a l y s i sr e s u l t so fs p e c t r u mo fc o p p e r 研究结果表明，该试样铜品位为0 ．6 6 ％，可供回 收稿日期2 0 0 6 1 1 - 0 9 作者简介刘守信 1 9 8 0 一 ，男，河北沧州人，在读硕士，研究方向为矿物浮选理论与T 艺。 万方数据 3 0 有色金属 选矿部分2 0 0 7 年第2 期 表2炉渣化学多元素分析结果，％ T a b l2T h ea n a l y s i sr e s u l t so fm u l t i - - e l e m e n to fs l a g ／％ 重室曼垒 璺 旦垒 垄垒 含量0 ．6 69 ．7 6 9 ／t4 5 ．2 8 1 ．0 50 ．0 0 42 5 ．4 60 ．0 5 30 ．0 0 3 收的元素还有铁 含量为4 5 ．2 8 ％ 、银 含量为9 ．7 6 9 ／ t 。其中主要的脉石矿物为石英和硅酸盐类矿物。铜 品位偏低，部分粗金属铜颗粒和呈微细粒嵌布的铜 矿物会影响铜浮选指标。 3古铜渣回收铜试验结果及讨论 3 ．1 试样的制备 取铜渣5 0 k g ，进行粗、中碎后，进行筛分，筛上 产品进行细碎，以保证细碎产品粒度小于2 m m 。将 细碎产品混匀缩分，光谱和多元素分析样各取5 0 9 ， 余下产品混匀均分1 ．5 k g 左右装袋，以备试验用。 3 ．2 磨矿细度试验 试验流程为一次粗选、一次扫选的开路流程。药 剂条件为粗选段水玻璃3 0 0 t 、丁基黄药2 5 0 ∥t 、松 醇油4 0 t ；扫选段丁基黄药1 0 0 ∥t 、松醇油3 0 趴。试 验所得精矿为粗选和扫选所得粗精矿的混合精矿。 试验结果见图1 。 图1 磨矿细度与选别指标的关系 F i g 1R e l a t i o nb e t w e e ng r i n d i n gf i n e n e s sa n d c o n c e n t r a t i o 1 一品位；2 - 回收率；下同 从图1 看出，随着磨矿细度的增加，铜的回收率 逐渐上升，细度从7 0 ％提高到9 5 ％，炉渣中铜的回 收率从4 5 。0 9 ％提高到5 0 ．2 8 ％，提高了大约5 ％。但 细度从9 0 ％提高到9 5 ％时，因细磨产生了大量矿 泥，导致铜粗精矿的品位从9 ．9 4 ％下降到8 ．0 3 ％，下 降了1 ．9 1 ％。综合考虑经济效益和炉渣本身的性质， 因此确定磨矿细度为一7 4 1 ．L m9 0 ％。 3 ．3 水玻璃用量试验 磨矿细度的提高，势必导致大量矿泥的产生，为 了减少矿泥对浮选的影响并提高精矿质量，我们采 用水玻璃来减弱颗粒间的电性，使矿粒分散，同时起 到抑制炉渣中的石英、硅酸盐及铝硅酸盐等脉石的 作用。调整剂用量试验仅在粗选段进行。粗选段水玻 璃用量分别为2 0 0 、3 0 0 、3 5 0 、4 0 0 9 ／t 。磨矿细度为- 7 4 t x m 9 2 ％，试验流程与前相同，试验结果见图2 。 冰 糖} 擎 圄 水玻璃用量／ g 。t - 1 图2 水玻璃用量试验 F i g2 E x p e r i m e n t a l r e s u l t so fs o d i u ms i l i c a t e 从图2 曲线中看出，由于水玻璃的加入，所得精 矿中铜的品位提高了0 ．6 6 ％，回收率相应下降了 1 ．3 8 ％，影响不是很大。综合考虑粗精矿的选别指标， 粗选段调整剂水玻璃的用量以3 0 0 ∥t 为宜。 3 ．4 捕收剂用量试验 对捕收剂的研究，我们选择了价格低廉、应用广 泛的黄药类捕收剂，本试验采用的捕收剂为丁基黄 药。粗选段丁基黄药的用量分别为1 0 0 、1 5 0 、2 0 0 、 2 5 0 t ，其它药剂用量与磨矿细度试验相同。试验流 程、磨矿细度与水玻璃用量试验相同。试验结果见图3 。 图3 丁基黄药用量试验 F i g3E x p e r i m e n t a lr e s u l t sw i t hb u t y lx a n t h a t e 试验结果表明，当黄药用量增加时，铜回收率提 高比较明显。丁基黄药用量从l O O g ／t 增加到2 5 0 t 时，精矿中铜的回收率从4 5 ．8 3 ％提高到5 0 ．4 0 ％，提 高了4 ．5 7 ％。丁基黄药用量在2 0 0 ∥t 和2 5 0 9 ／t 时回 收率相差不大，品位却有所下降。综合考虑铜粗精矿 指标，本试验所选用的捕收剂用量为2 0 0 9 ／t 。 万方数据 2 0 0 7 年第2 期 刘守信等某古炼铜炉渣浮选铜试验探讨 3 1 3 ．5 精选试验 经过一次粗选、一次扫选所得的铜精矿品位在 1 0 ％左右，为了提高铜精矿的质量，在条件试验的基 础上进行了精选试验。 此炉渣中的铜有相当一部分是以金属态形式存 在，呈球形、滴状被脉石矿物包裹，粒度不均匀，最大 粒度为0 ．2 m m ，绝大多数呈微细粒状态存在。该金属 态铜粒度粗、密度大，难以用浮选方法回收，因此损 失在尾矿中。为了考察这部分金属态铜能否用重选 的方法进行回收，我们对浮选尾矿进行了重选。其选 别流程如图4 ，试验结果见表3 。 原矿 药剂用量单位g ／t F i g4 T e s tf l o w s h e e to fc l e a n i n g 罨1㈠薯羔3．7要02 6 2 2326 0 09791 3 0 0 2 6 ‘渤 中矿2．．9 11 1 ．5 3．．’。。 中矿 ．．3 ．8 1 ’． o ．’ 。 尾矿 ． ．3 5 - 3 6 ⋯⋯”～” 4 结语 集效果好等优点，是从冶炼渣中回收铜最经济有效 的方法之一[ 4 - 9 ] 。 2 ．该古炉渣中铜品位在0 ．5 ％～2 ．6 ％，此次所取 试验样品位偏低，目的元素铜品位仅为0 ．6 6 ％，这在 试验中对铜的选别指标有一定影响。 3 ．该炉渣中以金属态形式存在的铜，其最大粒 度为0 ．2 m m ，绝大多数则呈微细粒状态存在。而其中 的铜矿物呈显微细粒分散的胶体状态存在，且与铁 及其它矿物紧密共生，对铜的选别不利。 4 ．精选试验表明，尽管磨矿细度已达一7 4 1 , L m 占 9 2 ％，但是损失在尾矿中的有价元素铜仍然较多。这 部分铜主要为微细粒包裹体，较难回收。重选虽然可 以使铜的回收率提高，但是铜的品位较低。主要原因 是这部分铜在磨矿时，其形状由类球形成为扁片状， 从而与密度较大的磁铁矿混杂在一起，较难分离。 5 ．该古铜渣浮选后尾矿中含铁达4 6 ．7 2 ％，为充 分利用资源，建议进行尾矿选铁的试验研究。此外该 炉渣中的有价金属银，也应作为综合回收的对象。 参考文献 陈知若．粗铜熔炼技术改造[ J ] ．有色冶炼，1 9 9 2 3 2 8 - 3 7 ． 杨峰．电炉渣回收铜技术改造方案的研究与设计[ - I ] ．有 色金属 选矿部分 ，2 0 0 6 1 1 4 1 7 ． 王珩．炼铜转炉渣中铜铁的选矿研究[ J ] ．有色矿山，2 0 0 3 4 1 9 2 3 ． E B 科留金．处理转炉渣的浮选一磁选工艺流程[ J ] ．国 外金属矿选矿，2 0 0 3 5 4 3 4 4 ． 汤宏．铜渣选矿试验的探讨[ J ] ．有色矿山，2 0 0 1 9 3 8 - - 4 0 ． 轻工业部手工业管理局．土法炼铜[ M ] ．北京轻工业出 版社，1 9 5 8 ．5 3 5 8 ． 凌云汉．从炼铜炉渣中提取有价金属[ J ] ．化工冶金，1 9 9 9 ， 2 0 2 2 2 0 2 2 4 ． 杨奕旗，邬清平．锡冶炼炉渣铜锡浮选分离工艺研究[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 0 6 2 1 2 1 4 ． 师伟红，杨波，田锋．某冶炼厂炼铜炉渣浮选铜试验探讨 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 0 6 2 1 5 1 7 ． 下转第1 9 页 ]{1；1J 1 J 1 J n 眩 b H b № n 随 汐 万方数据 E X P E R I M E N T A LI N V E S T I G A T I O NO NF L O T A T I O NA N DL E A C H I N GO F I N T R I C A T EG O L DO R EF O R M M E I X i u j i , P A N GX u c h e n 9 8 , 8 , Y A N GX i a n d a 0 1 ，L IJ u n s h e n g I ，G U OT o n g ] u 4 】．T h eS e c o n dG e o l o g i c a lT e a m ，H e n a nB u r e a uo fG e D 口币幻r n t i 鲫锄dM i n e r a l D e v e l o p m e n t ，J i a o z u oH e n a n4 5 4 0 0 2 ，C h i n a ；2 ．H e n a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y ．垅n o z u o H e n a n ，4 5 4 0 0 0 ，C h i n a ；3 ． 5 5 0 0 0 2 ，C h i n a ；4 ．J i a o j i a I n s t i t u eo fG e o c h e m i s t r y ，C h i n e s eA o fS c i e n c e ，G u i y a n g G o l dM i n eo fS h a n d o n gG o l dM i n eC o m p a n y ，L a i z h o uS h a n d o n g 2 6 1 4 4 1 ，C h i n a A B S T R A C T I n t r i c a t e g o l do r ew a su s e dt w os t a g e l e a c h i n ga b o u tJ i n z h a n g g o uG o l dM i n e ．T h ef i r s t s t a g eu s e d f l o t a t i o na n dt h es e c o n d u s e d l e a c h i n g ．I tw o u l db eo x i d a n tp r e t r e a t m e n tb yH 2 0 2 3 0 ％ i nt h es e c o n d s t a g el e a c h i n g ．T h eb e s tr e a g e n tp a r a m e t e ra r et h eo r et i m e s1 ．8 ％H 2 0 2 3 0 ％ a n dt h ep r e t r e a t m e n tt i m e i s3 6 h o u ra n dt h eN a C Nc o n c e n t r a t i o ni s0 ．9 ％o a n dt h eb e s t l e a c h i n gt i m ea r e4 8h o u ra n dt h eb e s t g r i n d i n g f i n e n e s sa r e 一0 ．12 5 m m ．T h ea c h i e v e d9 3 ．18 ％．T h er e s u l t s i n d i c a t e dt h a tt h em e t a l r e c o v e r y f g o l d i sr a i s e df r o m4 3 ．0 ％a n d6 2 ．5 ％o f s i m p l e xc y a n i d a t i o no rf l o t a t i o np r o c e s st o9 3 ．18 ％o fD r e s e l l t s t u d y ． K E YW O R D S g o l do r e ；f l o t a t i o n ；o x i d a n t ；i e a c h i n g 彤池创焓“滞甜席∽渺弛仓％渺弛仓％w M 仓％影M 基撕 ／N 介 僚 仓 僚 岔 令 岔 兮 畲。畲，仝，爪．／} 上接第3 1 页 D I S C U S S I O NO NC O P P E RC o N C E N T R A T E I N GT E S T C o P P E RS M E L T I N G F R O MS O M E0 L DS L A Go F L I US h o u x i n ，Y A N GB o ，S H IW e i h o n g A B S T R A C T C o n t r a p 。s e dt h eV a l u a b l ee l e m e n tc o p p e rw h i c hi nt h e i n d i g e n 。u sm e t h o dc o p p e rs m e h i n gs l a g ，h a v e d e s c r i b e dt h em a i nf a c t 。r s a f f e c t i n g i t s b e n e f i c i a b i l i t yi n t h i sp a p e r ．T h er e s u l t 。ft e s t s s h 。wt h a tt h e g r a d e o fc 。P P e rC O n c e n t r a t ea n dt h e c 。P P e rr e c o v e r ya r e1 8 ．0 4 ％a n d4 5 ．6 0 ％b ya d o p t i n gac i r c u i t 。f 。n er o u g h f l o a t a t i o n ，o n es c a v e n g e ra n do n e c o n c e n t r a t i n g ． K E YW O R D S f l o a t a t i o n ；c o p p e rs l a g ；g r i n d i n g ；c o p p e r 万方数据