铜冶炼急冷渣、缓冷渣铜可选性试验研究.pdf

2 0 1 6 年第l 期有色金属 选矿部分 1 5 d m 1 0 ．3 9 缈／j ．i 鲫．1 6 7 l 撇．加1 6 ．0 1 ．O 咐 铜冶炼急冷渣、缓冷渣铜可选性试验研究 王 春1 ，樊建云2 ，朱艳芬1 1 ．玉溪矿业有限公司，云南玉溪6 5 3 1 0 0 ；2 ．玉溪晨兴矿冶科技 开发有限公司，云南玉溪6 5 3 1 0 0 摘要通过对不同冷却方式的铜冶炼渣进行了可选性试验研究，结果表明，急冷渣由于冷却速度过快，还未形成相对集 中的独立相结晶体就与铁及硅形成超细粒级的混合矿物，使铜矿物的可浮性下降，尽管磨得很细仍得不到有效的回收。缓冷 渣则在缓慢的冷却过程中，炉渣熔体的初析微晶可通过溶解、沉淀形式成长，形成结晶良好的自形晶或半自形晶，析出的铜矿 物粒子借助扩散和凝结作用就会增大。可浮性较好，且易于单体解离，有助于铜矿物的浮选回收。某小型铜冶炼一厂缓冷渣 试验取得的指标为铜精矿品位5 5 ．1 0 ％，回收率9 7 ．2 7 ％；某大型铜冶炼厂缓冷渣试验取得的指标为铜精矿品位“．醅％，回收 率9 2 ．9 5 ％。试验结果表明，缓冷渣均取得较优的选别指标。 关键词急冷渣；缓冷渣；冷却方式；可浮性；选别指标 中圈分类号T 伪5 2 ．1 ；珊1 3文献标志码A文章编号1 6 7 I - 9 4 9 2 2 0 1 6 0 1 稍1 5 硝 涨唾．cA 蜘I 姆S 缸d y 蚰Q u 明c hS I a ga n dS l o wC ∞H 呜S k 喀劬mC o p p 盯S m 出盯 燃蕊M n ’，张群灿啪矛，嬲uk 咖玮1 J ．玩耐施而酱c 0 ．，厶正，y 如i 玩胁口n6 “ J O D ，吼讥口；2 ．‰iC k 腻哦g 施柚曙 胁钯踟曙记以 ‰ ∞抛yc D ．，￡窳．，‰i 沌肌口n6 贸J D D ，吼打m A b 缸a c t n eb e n 面c i a b i l 畸s t I l d yo nc 叩p e rs m e l t i n gs l a gr e s l l l t e d ‰md i 艉r e n tc ∞l i n gm e t h o d sh 嬲b ∞n c 枷e d 伽t 粕dt l l er e s u l t ss h o wt l l a t ，q I l e n c hs l a g 硪e nc o o l st ∞‰tt 0f b n nar e l 撕v e l yc ∞c e n t I 砒e d 砌e p e n d e n t p h a 鸵c r y s t a Ⅱo i d ，o nt l l ec m I 唧，i tf o 咖ss u p e rf i n em i x t 蛆m i n e m l 访t l li m na n ds i l i c o n ．c o n s e 1 l l e n d y ，a l t l l o u 曲 f i n e l y 灿d ，t l l ef l o a t a b i l i 移0 fc 叩p e rm i n e r a l sr e d u c e s 锄dc o p p e rl I l i n e r a l sc o I l l d n o tb e 胡＆t i V e l ym c a 州阿d ． D u I i n gt l l el o n gc ∞l i n gp I D c e s so fs l o wc o o l i n gs l a g ，p r e l i m i n a r i l ys 印a r a t e dI n i c D 0 c r y s t a u i m0 f 宣L a gm e l tc 蛐铲州b y d i s ∞h I t i 帆粕dp m c i p i t a t i ∞，f o 珊i n ge u h e d r a lo rs u b h e d r a lw i t l lg o o dc r y s 切Ⅱi z a l i o n ．W 油t l l ee 饪＆t so f 衄h s i 嘶舳d c o n d e n 删o n ，t l l e 跎p a m t e dc o p p e rm i I l e m lp a n i c l e s 诵Ui n c r e a s ei ns i z e 粕dh a v eb e n e rf l o a t a b i l i 哆锄db ∞o m e e a s yt 0l i b e r a t e ，h e l p f u lf ht l l en o 枷o n1 1 e c o v e r yo fc o p p e rl I l i n e r a l s ．B e n e f i c i a b i l i 哆t e s t so fs l o wc o o l i n gs h gi n P l 粕t lo fa 锄a l l ∞a l ec o p p e rs m e l t e rg e t sc 叩p e rc o n c e n t r a t eg 随d eo f5 5 ．1 0 ％粕d 瞅 o V e r ym t eo f9 7 ．2 7 ％； B e 小蛎c i 幽l i t rt e s t 8o fs l o wc o o l i n gs l a gi nal a r g e s c a l es m e l 6 n g 锄dp r o c e s s i n gp k tg e t sc o p p e rc o n c 曲眦eg r a d e 0 f4 4 ．6 8 ％觚d 陀c o v e r yr a t e9 2 ．9 5 ％．n et e s tr e s u I t ss h o wt I l a t ，s l o wc 0 0 l i I l gs l a g 北h i e V e sb e n e rb e I 疵i 撕佣 i n d e x e s ． K e yw o 州s q I l e n c hs l a g ；s l o wc o o l i n gs l a g ；c 0 0 l i n gm e t h o d ；n o 袖i l i t r ；b e n e f i c i 撕o ni n d e 舶s 随着人类社会对矿产资源的不断开采，矿产资 源正面临日益枯竭和贫化，因此，开发与利用二次资 源已成为人们的共识。目前，国内某铜冶炼企业每 年产出数十万吨的铜冶炼炉渣，其弃渣含铜一般在 0 ．3 ％～0 ．7 ％，这些弃渣的堆放不仅占用大量的土 地资源，而且对环境也会造成一定程度的污染，若采 用选矿法进行回收，可得到合格的铜精矿供火法炼 铜，铜的回收率可达9 0 ％以上。为此，开展炉渣选矿 期2 0 1 4 J 吟旬l修回日期2 0 1 5 1 1 ．2 7 介王春 1 蚴． ，男，云南晋宁人，高级工程师。 法回收铜刮的技术研究，为二次资源综合利用产业 化提供技术依据，对该企业的可持续发展具有重要 的现实意义。 l 铜炉渣的工艺特性 铜冶炼炉渣是一种“人造矿石”H 】，是在高温条 件下与铁、硅、镁及其它物质通过化学结合及物理黏 附等形式的复杂集合体，其性质不仅取决于火法冶 炼的原料成分和操作条件，而且主要取决于渣的冷 日简稿者投作 万方数据 1 6 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第1 期 却方式和冷却制度。因此，铜冶炼炉渣的冷却方式 决定了铜矿物的可浮性。 2 某小型铜冶炼二厂急冷渣浮选试验 研究 表l T a b l el 2 ．1 试料性质分析 试料为某小型铜冶炼二厂生产尾渣，冷却方式 为水冷，属急冷渣。试料多元素分析结果见表l ，铜 物相分析结果见表2 。 急冷渣多元素分析结果 M u l t i - e k m e n t a la n a l y s i sr e s I l l t sf o rq u e n c hs h g ／％ 元素 c uP bz I lSc o s i 0 2 F e A 1 2 0 3 c a o M g o 含量 0 ．2 黯o ．1 4 21 ．5 2O ．3 ％0 ．嗍 3 0 ．1 03 2 ．9 34 ．晒1 3 ．4 31 ．5 3 表2急冷渣铜物相分析结果 7 r l “e2 C 叩p e rp h 蹴粕a l y s i s 瑚u h sf o rq I l e n c hs l a g ／％ 塑塑塑堡生塑壅生塑塑查塑笙鱼塑全塑 含量 o ．O 如0 ．1 9 r 7O ．0 1 3O ．0 船O ．2 8 8 分布率 1 7 ．3 6鹋．4 l4 ．5 l9 ．7 21 ∞．0 表3 呦l e3 精l 选Ⅲ 4 l 精 _ _ Ⅱ 从表l 、表2 中可看出，该急冷渣S i O 含量 3 0 ．1 0 ％，铁含量3 2 ．9 3 ％，其含量偏高，硫化铜占 8 5 ．7 7 ％，其中次生铜占6 8 ．4 1 ％。 2 ．2 试验结果 试验流程及工艺条件见图1 ，试验结果见表3 。 1 | P J 晒3 戊基黄药4 啪o 1 I 松醇油2 5 粗I 选I 8 1 炖I 0 5 3 戊基黄药2 0 l o 1 | 松醇油l O 粗l 选Ⅱ _ j 6 1 I c P J 0 5 3 戊基黄药1 5 5 l 米松醇油5 声黄药2 0扫l 选I 1 4 1 I 锄∞3 戊基黄药5 5 上。 l 米松醇油5 扫I 选Ⅱ 广一 o ．。 尾矿 精矿 ⋯’ 图1试验流程及工艺条件 F i g ．1 T b s tp m c e s s 粕dc o n d i t i 伽 试验指标 E x p e r i m e mi n d e x e s ／％ 由表3 可以看出，某小型铜冶炼二厂急冷渣浮 选试验研究指标不理想，铜精矿品位2 0 ．2 2 ％，铜回 收率仅有2 6 ．5 3 ％。 3某小型铜冶炼一厂缓冷渣浮选试验 研究 ‘ 试料为某小型铜冶炼一厂艾萨炉缓冷4 8h 转炉 渣，冷却方式为自然冷却，属缓冷渣。试料多元素分 析见表4 ，铜物相分析见表5 。 3 ．1 试料性质分析 黔一 耐零 万方数据 2 0 1 6 年第l 期王春等铜冶炼急冷渣、缓冷渣铜可选性试验研究 1 7 重童生些丝兰生坠塾 生生些竺．璺塑坚鲤 含量 6 ．3 4 3o ．2 41 6 2 ．9 71 ．8 7o ．啷O ．∞51 ．9 7 l2 5 ．8 75 0 ．1 22 ．1 4O ．3 20 ．1 3 1 单位为卵。 表5缓冷4 8h 转炉渣铜物相分析结果 T 枷e5 C o p l 咿p h 蛳锄a l y s i so fc o n v e r t e rs kf o r 镐一h 0 1 嚼s l o wc 枷n g／％ 从表4 、表5 中可看出，该缓冷4 8h 转炉渣S i O 含量2 5 ．8 7 ％，铁含量5 0 ．1 2 ％，其含量偏高，硫化铜 占9 5 ．5 2 ％，其中次生铜占9 3 ．1 7 ％ 原矿 3 ．2 试验结果 试验流程及工艺条件见图2 ，试验结果见表6 。 表6 ’r a b l e6 试验指标 E x p e r i 眦n ti n d e x e s ／％ 精矿 图2 试验流程及工艺条件 F i g ．2 T b s tn o w s h e e ta n dc o n d i t i o n s 原矿 图3 试验流程及工艺条件 F i g ．3 T e s tn o w s h e e t 肌dc o n d i t i o n s 万方数据 由表6 可知，某小型铜冶炼一厂缓冷渣试验研 究指标较好，铜精矿品位5 5 ．1 0 ％，回收率9 7 ．2 7 ％。 4 某大型铜冶炼厂缓冷渣浮选试验研究 4 ．1 试验流程及工艺条件 试料为某大型铜冶炼厂艾萨炉缓冷转炉渣[ 5 ] ， 冷却方式为自然冷却属缓冷渣。试验流程及工艺条 件见图3 。 4 ．2 试验结果 试验结果见表7 。 表7试验指标 T a b l e7 E x p e r i m e n ti n d e x e s ／％ 从表7 可以看出，某大型铜冶炼厂缓冷渣浮选 试验研究指标较好，铜精矿品位4 4 ．6 8 ％，铜回收率 9 2 ．9 5 ％。 5 讨论分析 5 ．1 急冷渣对浮选的影响 急冷渣由于冷却速度过快，渣中的磁铁矿会快 速生成，m O ，和s i O 容易形成非晶质构造，呈无定 形排列，炉渣的熔体黏度升高，冰铜与炉渣的分离效 果恶化，致使铜矿物结晶粒度细而分散，并以较细的 粒度嵌布于树状或针状的其它矿物之中，且大部分 与铁矿物密切共生，还未形成相对集中的独立相结 晶体就与铁及硅形成超细粒级的混合矿物，导致铜 矿物可浮性降低，从而使铜不能有效回收。 5 ．2 缓冷渣对浮选的影响 铜冶炼炉渣在缓冷过程中，炉渣熔体的初析微 晶可通过溶解、沉淀形式成长，形成结晶良好的自形 晶或半自形晶，同时铜矿物借此扩散迁移、聚集并长 大成相对集中的独立相，析出的铜矿物粒子借助扩 散和凝结作用就会增大，可浮性较好，且易于单体解 离，因此有助于铜的浮选回收。 5 ．3 急冷渣选别的主要特点 由于急冷渣在快速冷却过程中铜矿物不能形成 良好的结晶，导致可浮性较差，尽管磨得很细仍得不 到有效的回收。某小型铜冶炼二厂急冷渣试验结果 表明，取得的选别指标较差，其铜精矿品位达 2 0 ．2 2 ％，回收率仅达2 6 ．5 3 ％。 5 ．4 缓冷渣选别的主要特点 1 在结构构造和嵌布特性上与天然硫化铜矿石 相比，缓冷渣中硫化铜、铁及其它矿物均较细且分 散，因此，为了使铜矿物单体充分解离，提高磨矿细 度有利于铜的回收。 2 缓冷渣中的似硫化铜其可浮性与天然易选硫 化铜相似，加之渣中无泥质。杂质多为不易上浮的硅 酸或氧化物，对铜矿物的上浮干扰较少。 3 由于缓冷渣中的似硫化铜可浮性好，对药剂 条件适应性较强，在自然p H 条件下采用粗颗粒充气 式浅槽浮选机并使用一般传统的选矿药剂即能取得 较好的铜选别指标。某小型铜冶炼一厂艾萨炉缓冷 4 8h 转炉渣试验结果表明，取得的选别指标较好，其 铜精矿品位高达5 5 ．1 0 ％，回收率高达9 7 ．2 7 ％。 6 结论 1 试验结果表明，某小型铜冶炼二厂急冷渣由 于冷却速度过快，还未形成相对集中的独立相结晶 体就与铁及硅形成超细粒级的混合矿物，降低了铜 矿物的可浮性，尽管磨得很细仍得不到有效的回收。 丽某小型铜冶炼一厂与某大型铜冶炼厂艾萨炉缓冷 转炉渣只要采用粗颗粒充气式浅槽浮选机并使用一 般传统的选矿药剂就能取得较优的铜选别指标，其 铜精矿品位4 4 ．6 8 ％以上，回收率高达9 2 ．9 5 ％ 以上。 2 铜冶炼炉渣的冷却方式决定了铜矿物的可浮 性。炉渣适宜采用渣包冷却，故生产中应尽量采用 渣包缓冷，严格控制缓冷制度，将有利于最大限度 地提高选矿技术经济指标。 3 影响铜冶炼炉渣选别指标的主要工艺因素为 冷却方式、磨矿细度、矿浆浓度、浮选流程、浮选时 间、药剂制度等。 参考文献 [ 1 ] 王珩，从炼铜厂渣中回收铜铁的研究[ J ] ．广东有色金 属学报，2 0 0 3 ，1 1 2 8 3 - 8 8 ． [ 2 ] 师伟红，杨波，田峰．某冶炼厂冶炼炉渣浮选铜试验 探讨[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 ∞6 2 1 5 一1 7 ． [ 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 舶． [ 4 ] 朱祖泽，贺家齐．现代铜冶金学[ M ] ．北京科学出版社， 2 0 0 3 ．4 3 4 ．4 4 2 ． [ 5 ] 吴礼杰，转炉渣中有价金属的选别[ J ] ．矿业研究与开 发，2 0 0 1 4 2 9 _ 3 1 ． 万方数据