某冶炼厂炼铜炉渣浮选铜试验探讨.pdf

2 0 0 6 年第2 期 有色金属 选矿部分 1 5 某冶炼厂炼铜炉渣浮选铜试验探讨 师伟红，杨波，田锋 昆明理工大学国土资源工程学院，昆明6 5 0 0 9 3 摘要采用浮选] ‘艺回收炼铜炉渣中有价台届铜，在阐述影响炉蒲浮选因素的基础卜，介绍了选别效果，并指出 冶炼时的给矿原料的不同是影响炉渣选别效果的主要因素。 关键词浮选工艺；镉炉渣；选别效果 中图分类号T D 9 2 1 ．4文献标识码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 0 6 0 2 0 0 1 5 一 3 矿产资源是国民经济持续增长的重要物质基 础，人类社会发展对矿产资源的大规模需求与矿产 资源的H 益枯竭、贫乏的矛盾正日益尖锐，因此，开 发与利用二次资源已成为人们的共识Ⅲ。为适应国民 经济的需要，开发我国冶炼废渣资源已显得非常重 要。我国现在堆存的炼铜炉渣有1 5 0 0 多万吨 铜金 属量达几十万吨 ，每年还在产出1 5 0 多万吨【2 】。这些 炉渣的堆存不但占用了大量的土地资源，而且对环 境也造成一定程度的污染。因此，二次资源的综合合 理利用，对我国的国民经济持续快速发展具有很好 的建设性作用。 1 影响炉渣浮选的因素 炼铜厂排出的铜炉渣实际上就是一种“人造铜 矿”，现在国外对炼铜炉渣大部分采用选矿方法进行 回收，这种方法具有比常规火法熔炼成本低、铜回收 率高、弃渣品位低 0 ．3 0 ％- 0 ．3 7 ％C u 和耗电较少 7 0 ～8 0 k W h ／t 等优点。我国铜炉渣选矿实践也在发 展之中[ 3 1 。影响炉渣浮选的因素主要有以下几点 1 ．1 冶炼过程的影响 在冶炼过程中，装入炉的冰铜组分中要有适当 的硅酸成分，并且吹人空气的速度要稳定，否则，进 入造渣期后，随着熔体温度的下降，磁铁矿就会生 成，这样就会导致熔体黏度升高，从而使冰铜与炉渣 的分离效果变差，进入炉渣部分的铜就变成了微细 的颗粒，导致炉渣中的铜很难进行浮选回收。 1 ．2 炉渣玲却速度的影响 炉渣的冷却速度直接影响选别效果。若冷却速 度快，就会使炉渣形成非晶质构造，而且，铜矿物结 晶粒度细而分散，并嵌布在呈树状或针状的其他矿 物中，致使炉渣中的铜难以浮选回收[ 4 1 。若炉渣缓慢 冷却，析出的铜相粒子借助扩散和凝结作用就会变 大，易于单体解离，同时，也使得炉渣中的铜易于回 收。 1 ．3 炉渣成分的影响 炉渣的成分对浮选过程也有很重要的影响。渣 中A 1 2 0 ，和S i O 能促进非晶质的形成，并且在冷却 时形成元定形排列，致使产生的炉渣不仅难磨，而且 浮选指标也不高。 2 炉渣物质组成研究 试验物料取自国内某艾萨炉铜冶炼厂，外观呈 黑色和黑中透绿．性脆坚硬，结构致密，密度约为 3 ．5 4 ．0 9 ／e r a 3 。该炉渣具有以下性质 1 炉渣中含量最多的元素是铁和硅。铁的主要 存在形态是磁铁矿 F e ，O 。 ，硅元素在造渣时大部分 以硅酸盐的形态存在。 2 炉渣中的铜矿物大部分以硫化铜形式存在， 还有不少金属铜，氧化铜相对较少。炉渣所含的铜在 冶炼过程中，经过高温、还原以及堆放后冷却等的作 用，大部分铜粒子已呈显微细分散的胶体状态存在。 多元素分析结果见表1 和表2 。 表1炉渣光谱分析结果，％ T a b1T h ea n a l y s i sr e s u l t so fs p e c t r u mo fs l a g ／％ 元素A s 含量o ．1 元素 n 含量1 0 M n M g P bS “ 0 ．30 ．10300 1 C uZ nC o 0 ．33 ．0 10 0 3 研究结果表明，该炉渣含铜o ．7 8 ％，为炉渣中的 目的元素，可供回收的元素还有铁 含量为 收稿日期2 0 0 5 1 02 8 作者简介师伟红 1 9 8 1 一 ，女，陕西渭南人，在读硕士，研究方向为矿物浮选埋论与工艺。 盎一。㈣＆唑耋 己mn m 万方数据 1 6 有色套属 选矿部分2 0 0 6 年第2 期 表2 炉渣化学多元素分析结果／％ T a b2T h ea n a l y s i sr e s u l t so fm u h i - - e l e m e n to fs l a g ／％ 4 2 ．3 2 ％ 、钼 含量为0 ．1 6 ％ 、钴 含量为0 ．0 4 3 ％ 。 其中主要的脉石矿物为石英和硅酸盐类矿物，还有 少量的黏土矿物。 3 试验结果及讨论 实验室所用的设备为锥型球磨机和单槽浮选 机，捕收剂为工业品，试验所用的调整剂为分析纯。 试验时，每次称取炉渣5 0 0 9 ，用锥型球磨机磨 至试验所需粒度，然后倒人1 ．5 L 浮选槽中，按确定 的试验流程进行浮选试验。 3 ．1 磨矿细度试验 试验流程为两次粗选，粗选I 所用时间为 5 r a i n ，粗选Ⅱ为4 n f i n ，药剂条件为粗选I 丁基黄药 1 6 0 9 ／t 、松醇油3 0 9 ／t ；粗选Ⅱ丁基黄药8 0 加、松醇油 2 0 趴。试验所得精矿为粗选I 和粗选Ⅱ所得粗精矿 的混合精矿。试验结果见图1 。 圈1 磨矿细度试验 F i g 1T e s tr e s u l t so f g r i n d i n gf i n e n e s s 1 一品位；2 - 回收率；下同 从图1 看冉，随着磨矿细度的增加，矿物的单体 解离度有了很大提高，细度从7 2 ％提高到9 6 ％，炉 渣中铜的回收率从3 0 ．9 0 ％提高到3 4 ．5 2 ％，提高了 大约4 ％。同时，因细磨产生了矿泥，导致铜的品位从 7 ．0 6 ％下降到5 ．3 4 ％，下降了1 ．8 2 ％。但考虑到炉渣 本身的原因，因此确定磨矿细度为一7 4 岫9 0 ％以上。 3 ．2 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，本试验的捕收剂采用丁基钠黄 药，丁基黄药的用量试验在选定了磨矿细度为9 6 ％ 的基础上在粗选I 进行，粗选Ⅱ的丁基黄药用量为 8 0 矾，试验的流程与磨矿细度试验相同，在此就不赘 述了。试验结果见图2 。 堡 划 罐 药剂用量“g 。t 。1 图2 丁基黄药用量试验 F i g 2 E x p e r i m e n t a l r 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，黄药的用量对浮选指标的影响 是很大的。黄药用量从1 2 0 9 ／t 增加到2 4 0 9 ／t 时，精矿 中铜的回收率从2 3 ．1 8 ％提高到3 2 ．0 7 ％，提高了大 约9 ％。丁基黄药用量在2 0 0 9 ／t 和2 , 4 0 9 ／t 时回收率相 差不大，但是当用量为2 0 0 9 ／t 时，铜精矿品位比 2 4 0 9 ／t 时高m 约1 ％，所以试验所选用的最佳用量为 2 0 0 9 ／t 。 3 ．3 水玻璃用量试验 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含硅矿物的作用，而且水玻 璃特别能有效抑制硅酸盐类及石英等脉石。调整剂 用量试验仅在粗选I 进行，粗选Ⅱ水玻璃用量为 6 0 9 ／t 。粗选I 水玻璃用量分别为1 0 0 、2 0 0 、3 0 0 、 4 0 0 9 h 。试验流程与前相同。试验结果见图3 。从图 3 可以看出，由于水玻璃的加入，所得精矿中铜的品 图3 水玻璃用量试验 F i g3 T e s tr e s u l t so fs o d i u ms i l i c a t e 堡辟 直 ∞“铋“蹦”“s铷 万方数据 2 0 0 6 年第2 期师伟红等某冶炼厂炼铜炉渣浮选铜试验探讨 1 7 位提高了0 ．5 7 ％，相应回收率下降了1 ．7 5 ％，影响不 是很大，故本试验使用调整剂水玻璃，综合考虑回收 指标，确定用量为2 0 0 9 ／t 。 3 ．4 精选试验 经过两次粗选所得的铜精矿品位在5 ％左右，为 了提高铜精矿的质量，我们进行了精选试验。试验结 果见表3 ，选别流程如图4 。 表3 1 1 a b3 精选试验结果，％ T e s tr e s u l t so fc l e a n i n g ／％ 3 ．5 对其它炉渣的试验探索 在相同的给矿量、试验流程和药剂用量前提下， 对另外两个炉渣进行探索试验，其试验结果见表4 。 表4 T a b4 对其它炉渣的试验结果，％ T e s tr e s u l t so ft h eo h l l e rs l a ∥％ 由该试验结果得知，在相同的试验条件下，金属 铜的品位比前述炼铜炉渣中铜的品位分别提高了 8 ．6 3 ％和1 ．2 9 ％，回收率也分别提高1 3 ．1 3 ％和 2 4 ．5 8 ％。这表明，由于冶炼时原料及过程的不同，造 成炉渣的性质差异大，因此，不同炉渣经选别后，其 精矿中金属铜的品位和回收率变化也很大。 4 结语 1 ．炉渣的物质组成研究表明，由于炉渣在冶炼过 程及堆放冷却过程中发生诸多的物理和化学变化， 有价元素在炉渣中赋存状态复杂，嵌布粒度较细，且 已相当分散，选矿回收难度较大。 2 ．从精选试验可以看出，尽管磨矿细度已达一 7 4 } m 占9 6 ％，但是损失在尾矿中的铜金属仍然很 炉渣 精矿中矿1 图4 精选试验流程 F i g4 T e s tf l o w s h e e to fc l e a n i n g 多，这部分铜主要为微细粒包裹体。因此，这部分铜 很难回收。 3 对其它炉渣探索性试验研究表明，冶炼时的 原料及过程差异，使得炉渣中有价元素的赋存状态 不同，因此，不同炉渣的选别难易程度不同。为了能 有效回收该炉渣中有价金属，应进一步加强该炉渣 冶炼中的物理化学过程、冷却过程等对选别效果影 响的研究。 4 ．除了回收铜之外，炉渣中的钼、钴和铁是其中 具有回收价值的元素，应该作为进一步综合回收的 重要对象。尤其是钼，市场价格大约是3 0 万／t ，若能 得到回收，将能大大提高二次资源综合利用的经济 效益。 参考文献 [ 1 ] 雷贵春浅论铜渣选矿及综合利用[ J ] ．矿产综合利用， 1 9 9 6 。 5 1 7 ～2 0 [ 2 ] 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 2 2 0 2 2 3 ． [ 3 ] 王少青，卢荣富．炉渣选矿在我国的发展与应用[ J ] ．有 色矿山，1 9 9 3 ， 3 4 2 4 6 ． [ 4 ] 吴礼杰．转炉渣中有价金属的选NE J I ．矿业研究与开发， 2 0 0 1 4 2 9 3 1 ． 下转第5 页j 万方数据 2 0 0 6 年第2 期杨玉珠等德钦羊拉硫化铜矿石选矿工艺流程研究 5 粒级的金属损失占总损失的4 5 ％。这说明要提高羊 拉硫化铜矿石的浮选指标，必须使硫化铜矿物充分 解离。 结合矿山的具体情况，如何合理地、有效地达到 充分解离的目标，将是今后工艺流程研究的努力方 向。 F L o W S H E E TS T U D Y o FM D 咂R A LP R o C E S S Ⅱi GT E C H N o L o G YF o RD E Q I N Y A N G L AC o P P E RS U L P H m Eo R E Y A N GY u z h u ，Z H A N GJ i e ，G U OY u K u n m i n gM e t a l l u r g yR e s e a r c hI n s t i t u t e ，K u n m i n g6 5 0 0 3 1 。C h i n a A B S T R A C T F l o w s h e e ts t u d yo fm i n e r a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g yf o rD e q i nY a n g l ac o m p l i c a t e dc o p p e rs u l p h i d eo r ei s c o n d u c t e di n t h i sp a p e r ．n ew r i t e rd e c k e dt oU S et h ef l o w s h e e to fs e l e c t i v ef l o t a t i o no np r i m a r y n d i n g m i d d l i n go r er e 鲥n d i n ga c c o r d i n gt ok i n d so ff l o w s h e e t s ．r n l ef i n a ld a t af o l l o w s c o p p e rc o n c e n t r a t eg r a d e i s 2 0 ．1 8 ％．t h er e c o v e r yi s7 8 ．6 4 ％．T h em i a nr e ∞o Ⅱo fm e t a ll o s i n gi sh i s ho x i d a t i o nr a t i o ．p a r t 矗n e d i s s e m i n a t i o nc o p p e rs u l p h i d eo r ea n dn of i n eg n n d e do r e ． K E YW o R D S c o p p e rs u l p h i d eo r e ；f i n eg r l n d i n g ；o p t i m i z i n gf l o a t i o nf l o w s h e e t ；m i x e df l o t a i o nf l o w s h e e t ； m i d d l i n go r er e g i n d i n g 【上接第1 7 页1 T E S TP R o B Eo NF L o T A T I o NC o P P E RF R o MC O P P E RS L A Go FS O M E S M 【E L l [ 1 N Gp L A N T S 丑工W e i h o n , Y A N GB e , T I A NF e n g 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