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某铜冶炼炉渣选矿试验研究与实践 ① 刘春龙 （紫金矿业集团股份有限公司，福建 上杭 ３６４２００） 摘 要 针对某铜冶炼炉渣经选矿后的铜尾矿品位较高的问题，开展了炉渣选矿试验研究。 根据研究结果，对现场的工艺流程和 药剂制度进行优化，获得了较好的生产技术指标。 当炉渣含 Ｃｕ ２．９０％时，获得的铜精矿含 Ｃｕ ２６．２０％，Ｃｕ 回收率为 ９２．２６％，铜尾矿 铜品位为 ０．２５％，降低了铜在尾矿中的损失。 关键词 铜冶炼； 炉渣； 选矿； 回收率 中图分类号 ＴＤ９２文献标识码 Ａｄｏｉ１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１４．０４．０１５ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０１４）０４－００６３－０４ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｓｏｍｅ Ｃｏｐｐｅｒ Ｓｍｅｌｔｉｎｇ Ｓｌａｇ ＬＩＵ Ｃｈｕｎ⁃ｌｏｎｇ （Ｚｉｊｉｎ Ｍｉｎｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ Ｌｔｄ， Ｓｈａｎｇｈａｎｇ ３６４２００， Ｆｕｊｉａｎ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｍｉｎｅｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｓｔ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ａｉｍｉｎｇ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｃｏｐｐｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｔｉｏｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｏｆ ａ ｃｏｐｐｅｒ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｓｌａｇ． Ｔｈｅ ｏｎ⁃ｓｉｔｅ ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ ａｎｄ ｒｅａｇｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ， ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｆｒｏｍ ａ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｓｌａｇ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ２．９０％ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ， ａ ｃｏｐｐｅｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｗｉｔｈ Ｃｕ ｇｒａｄｅ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ２６．２０％ ａｎｄ ９２．２６％， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｌｏｓｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｐｐｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｔｈｅｒｅｉｎ ｉｓ ｏｎｌｙ ０．２５％． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｃｏｐｐｅｒ ｓｍｅｌｔｉｎｇ； ｓｌａｇ； ｍｉｎｅｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ； ｒｅｃｏｖｅｒｙ 福建某铜冶炼企业以铜精矿为原料，设计规模为 生产阴极铜 ２００ ｋｔ／ ａ，年产炉渣 ６４．６ 万吨。 为了回收 炉渣中的铜、金、银等有价元素，同时设计了铜冶炼炉 渣选矿系统，采用“液压破碎＋粗碎＋半自磨＋球磨＋浮 选＋中矿再磨再选＋浓缩＋过滤”的工艺流程，对炉渣进 行再次选矿，回收炉渣中的有用成分。 设计指标为炉 渣含 Ｃｕ ２．４４％，铜精矿含 Ｃｕ ２６．００％，Ｃｕ 回收率为 ８７􀆱 ００％，浮选尾矿含 Ｃｕ ０．３５％。 在试生产期间，工艺 指标较差，尾矿含铜品位在 ０．３６％～０．６％之间，尾矿品 位远高于设计值。 为了降低弃渣含铜，提高铜的回收 率，增加企业经济效益，开展了选矿试验研究，并应用 于生产实践，取得了理想的指标。 １ 铜冶炼炉渣性质 铜冶炼炉渣中的主要金属矿物为磁铁矿、含铁铜 硫化物、斑铜矿以及辉铜矿，次要金属矿物为钛铁矿、 黄铜矿、磁黄铁矿、褐铁矿、方铅矿、闪锌矿及金属铜、 金属银等。 脉石矿物主要是铁橄榄石、玻璃体，其次为 长石、白云母。 炉渣中铜矿物主要是含铁铜硫化物、斑 铜矿、辉铜矿、黄铜矿以及金属铜，铜矿物嵌布粒度粗 细不均，含铁铜硫化物、斑铜矿和辉铜矿的粒度在 ０．０１ ～０．１５ ｍｍ 之间，黄铜矿粒度较小，多集中在 ０．０２ ｍｍ 以下。 炉渣多元素分析结果见表 １、铜物相分析结果 见表 ２。 表 １ 炉渣多元素分析结果（质量分数） ／ ％ ＣｕＡｕ１）Ａｇ１）ＰｂＺｎＦｅＡｓＳｂＢｉＴＳＳｉＯ２ ３．２９０．３４ ２２．９２ １．４２５．０５ ４１．０８ ０．１００．０５０．０１０．８８ ２８．５３ １） 单位为 ｇ／ ｔ。 表 ２ 铜的物相分析结果 铜的物相分析含量／ ％分布率／ ％ 自由氧化铜０．３２９．７３ 结合氧化铜０．１４４．２５ 硫化铜２．８３８６．０２ 总铜３．２９１００．００ ①收稿日期 ２０１４－０３－０７ 作者简介 刘春龙（１９７６－），男，江西樟树人，硕士，选矿工程师，主要从事选矿技术工作。 第 ３４ 卷第 ４ 期 ２０１４ 年 ０８ 月 矿 冶 工 程矿 冶 工 程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．３４ №４ Ａｕｇｕｓｔ ２０１４ ２ 选矿试验研究 根据炉渣性质和现场生产状况，为了降低尾渣铜 品位、提高铜回收率，对工艺流程和药剂制度进行优 化，开展了粗选条件试验和中矿再磨与不磨对比闭路 试验。 ２．１ 粗选条件试验 粗选对于后续的工艺流程起着关键性的作用，本 着“能收、早收、多收”的原则，采用合理的粗选工艺， 提高粗选指标。 试验流程见图 １。 图 １ 浮选试验流程 ２．１．１ 磨矿细度试验 最佳的磨矿细度不仅要保证 目的矿物的单体解离，而且又要无过粉碎现象。 为了 考察磨矿细度对精矿质量和回收率的影响，在石灰用 量 ５００ ｇ／ ｔ、Ｚ－２００ ３５ ｇ／ ｔ、２＃油 ２０ ｇ／ ｔ 时进行磨矿细度 试验，结果见图 ２。 从图 ２ 可以看出，随着磨矿细度增 加，铜回收率和铜精矿品位逐渐上升然后下降。 磨矿 细度在－０．０４５ ｍｍ 粒级占 ７５％左右比较合适，现场也 能达到。 图 ２ 磨矿细度试验结果 ２．１．２ 石灰用量试验 矿浆碱度是硫化矿浮选的重 要影响因素。 ｐＨ 值过高，选用的铜捕收剂对铜矿物的 捕收能力将变弱；ｐＨ 值过低，选铜药剂选择性不明显。 石灰用量试验结果见图 ３。 由图 ３ 可以看出，石灰用 量在 ５００ ｇ／ ｔ 时，ｐＨ 值控制在 ７～８ 之间，铜精矿品位 高、铜回收率也较好。 图 ３ 石灰用量试验结果 ２．１．３ 捕收剂用量试验 在大量探索试验的基础上， 试验选用 Ｚ－２００ 作为铜捕收剂，其特点是性能稳定， 选择性强，并有较强的捕收能力。 在磨矿细度－０．０４５ ｍｍ 粒级占 ７５％、石灰用量 ５００ ｇ／ ｔ、２＃油用量 ２０ ｇ／ ｔ 条 件下进行了 Ｚ－２００ 捕收剂用量试验，结果见图 ４。 从 图 ４ 可以看出， 随着捕收剂 Ｚ－２００ 用量增加，铜回收 率上升，但铜精矿品位下降，在 Ｚ－２００ 用量 ４０ ｇ／ ｔ 时 得到的选别指标较好。 图 ４ 捕收剂用量试验结果 ２．２ 中矿再磨与不磨对比闭路试验 由于炉渣中含铜矿物呈粗细不均匀嵌布，在磨矿 细度－０．０４５ ｍｍ 粒级占 ７５％的条件下，大部分铜矿物 已经单体解离，还有少部分没有单体解离，甚至还有铜 矿物处于包裹状态，为此，进行中矿再磨与不磨闭路对 比试验，以便确定合理的工艺流程结构。 试验流程见 图 ５ 和图 ６，试验结果见表 ３。 从表 ３ 可见，中矿返回 再磨，促进了一部分连生体的单体解离，起到了细磨作 用，总尾矿品位低，降低了铜的损失率，提高了选别 指标。 ４６矿 冶 工 程第 ３４ 卷 图 ５ 中矿再磨闭路试验流程 图 ６ 中矿不再磨闭路试验流程 表 ３ 中矿再磨与不再磨闭路流程对比试验结果 中矿 处理方式 产品 名称 产率 ／ ％ 铜品位 ／ ％ 铜回收率 ／ ％ 精矿９．７０３０．１６９２．８３ 中矿再磨尾矿９０．３００．２５７．１７ 合计１００．００３．１５１００．００ 精矿９．８０３０．４８９２．４６ 中矿不再磨尾矿９１．２００．２７７．５４ 合计１００．００３．２３１００．００ ３ 选矿生产实践 以选矿试验研究结果为指导，对现场生产工艺流 程进行改造，同时不断对现场工艺参数进行优化，取得 了较好的生产指标。 ３．１ 改造磨浮工艺流程，取消中矿单独再磨再选 原设计处理该铜冶炼炉渣的选矿工艺流程见图 ７，扫选中矿和精选 １ 中矿集中再磨再选，工艺流程复 杂，通过对磨浮工艺流程进行详细的考查，并结合小型 试验结果，中矿返回再磨有利于进一步降低尾矿品位， 对现场生产工艺流程进行改造。 经过多次实践论证， 最终确定的工艺流程见图８，改造后的工艺流程把扫 图 ７ 设计工艺流程 图 ８ 改造后的生产工艺流程 ５６第 ４ 期刘春龙 某铜冶炼炉渣选矿试验研究与实践 选中矿和精选 １ 中矿集中返回二段球磨分级再磨，取 消了中矿单独再磨再选流程，优化了中矿处理方式，简 化了工艺流程，实现了细磨。 ３．２ 改造石灰添加系统，稳定石灰添加 石灰是浮选作业中重要的 ｐＨ 值调整剂，在选矿 过程中，石灰供给的均衡与稳定直接影响到选矿指标 的好坏。 原石灰添加系统由人工添加石灰到搅拌桶进 行搅拌，然后用泵输送到药剂平台的储槽中，再自流到 浮选矿浆搅拌槽。 该系统在运行过程中，经常造成矿 浆 ｐＨ 值不稳定，影响浮选指标，分析其原因是石灰含 渣较多，石灰乳输送管道经常堵塞，造成石灰乳断流。 为了稳定石灰的添加，在尾矿过滤厂房内设计了一个 石灰仓，用罐车把石灰输送到石灰仓内，由给料机均匀 添加到尾矿地坑，经过搅拌后输送到尾矿浓密机，直接 调整尾矿回水的 ｐＨ 值。 生产实践结果表明，通过直 接控制尾矿回水 ｐＨ 值，可以很好的控制浮选 ｐＨ 值在 ７～８ 之间，使浮选指标稳定。 ３．３ 优化浮选药剂用量，实现早收多收 药剂用量根据原矿含铜品位的高低而进行调节， 或根据矿石可浮性及氧化程度而调节。 经过大量的药 剂种类和用量试验，最终确定各加药点的药剂用量为 一段粗选 Ｚ－２００ ３５ ｇ／ ｔ、２＃油 ２５ ｇ／ ｔ；二段粗选 Ｚ－２００ ３０ ｇ／ ｔ、２＃油 １５ ｇ／ ｔ；扫选ⅠＺ－２００ ２０ ｇ／ ｔ、２＃油 １５ ｇ／ ｔ； 扫选ⅡＺ－２００ ２０ ｇ／ ｔ、２＃油 １０ ｇ／ ｔ。 该药剂制度重点保 证一段浮选的药剂用量，强化对粗粒级和中粒级矿物 的捕收，从而实现早收多收。 ３．４ ２０１３ 年部分月份铜冶炼炉渣选矿生产指标 经过工艺流程改造后的部分月份铜冶炼炉渣选矿 生产指标见表 ４。 从表 ４ 可以看出，在铜冶炼炉渣含 铜 ２．９％的情况下，获得铜精矿品位 ２６．２０％，铜回收 ９２􀆱 ２６％，铜尾矿品位平均为 ０．２５％，达到了选矿试验 指标；与设计指标相比，尾矿品位有较大幅度降低，达 到了预期的效果。 表 ４ 铜冶炼炉渣选矿生产指标 时间 处理量 ／ ｔ 铜品位／ ％ 原矿精矿尾矿 精矿产率 ／ ％ 铜回收率 ／ ％ ２０１３．６５６ ７５１．５３３．０５２４．８６０．２６１１．３４９２．４４ ２０１３．７４９ ９３６．３３３．６４２５．６９０．２６１３．２９９３．８１ ２０１３．８５８ ００３．６８２．４７２６．８９０．２４８．３７９１．１０ ２０１３．９５１ ７９４．９７２．８５２６．３００．２５９．９８９２．１０ ２０１３．１０５１ ５６７．２０２．５３２８．１１０．２４８．２２９１．２９ 合计２６８ ０５３．７１２．９０２６．２００．２５１０．２０９２．２６ ４ 结 语 １） 对铜冶炼炉渣工艺矿物学研究表明，炉渣中铜 矿物主要是含铁铜硫化物、斑铜矿、辉铜矿、黄铜矿以 及金属铜，铜矿物嵌布粒度粗细不均，粒度在 ０．０１ ～ ０􀆱 １５ ｍｍ 之间，需要细磨才能达到单体解离。 ２） 铜冶炼炉渣的小型试验研究表明，中矿再磨有 利于降低铜尾矿品位、提高铜的回收率，为现场工艺流 程的确定提供了技术依据。 ３） 在小型试验的基础上，对现场不合理的工艺流 程进行改造，把中矿单独再磨再选改为返回二段球磨 分级再磨，同时解决了石灰供给不均匀的问题，并对药 剂制度进行优化，重点保证一段浮选的药剂用量，强化 对粗粒级和中粒级矿物的捕收，生产实践结果表明，炉 渣含 Ｃｕ ２．９０％，铜精矿品位含 Ｃｕ ２６．２０％，Ｃｕ 回收率 ９２􀆱２６％，铜尾矿品位为０．２５％，获得了良好的技术指标。 参考文献 ［１］ 胡为柏． 浮选［Ｍ］． 北京冶金出版社，１９８６． ［２］ 许 时． 矿石可选性研究［Ｍ］． 北京 冶金出版社，１９８９． ［３］ 朱玉霜，朱建光． 浮选药剂的化学原理［Ｍ］． 长沙中南工业大学 出版社，１９８７． ［４］ 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），１９９８（６）１２－１６． ［５］ 汤雁斌． 提高炼铜炉渣选矿指标的工艺措施［Ｊ］． 矿冶工程，２００５ （４）３１－３３． ［６］ 代献仁，叶正国，严川明． 某铜熔炼渣的选矿试验研究［Ｊ］． 金属 矿山，２００９（增）３３２－３３４． ６６矿 冶 工 程第 ３４ 卷