云南某铜冶炼渣浮铜试验

王祖旭

(1.昆明冶金研究院，云南昆明650031;2.云南省选冶新技术重点试验室，云南昆明650031)

铜是一种重要的有色金属原料，随着我国国民经济的飞速发展，其需求量增加显著。因此，资源日渐枯竭与需求日渐增长的矛盾日益凸显。为满足国内的巨大需求，我国每年需从国外进口大量的铜精矿和金属铜。高昂的进口成本和大量的含铜固体废渣(选铜尾矿和铜冶炼渣等)对堆存地周边环境的危害，让业界开始将目光集聚在一些含铜较高的固体废渣的再利用上［1-6］。

我国每年约产生500万t火法炼铜渣，这些冶炼渣普遍含有较高的铜、铁、金和银等有价金属，是重要的二次资源。对这种铜渣的提铜，较常见的方法有炭热法、烟化法、电炉贫化法和浮选法，其中，浮选法在处理低铜炉渣方面具有不可替代的效益优势［7-11］。

云南某铜冶炼厂采用火法工艺，造锍熔炼在艾萨炉中进行，所产出的铜锍和炉渣由放出口排放到沉降炉进行分离，铜锍进入转炉吹炼，高温炉渣经水淬成为固体废弃物(艾萨炉渣)。由于炉渣的水淬降温过程迅速，不利于矿物颗粒的长大和析出，因此，该渣中的有用矿物晶粒细小，单体解离和选矿回收难度均较大［5］。正是由于这些因素，导致该冶炼厂尾矿库堆存有大量的艾萨炉渣。开发这些二次资源，不仅可以减轻环境危害、降低尾矿库维护成本，而且可以产生显著的经济效益。本试验将采用浮选法对该炉渣进行提铜研究。

1试样

1.1 试样的成分分析

试样主要化学成分分析结果见表1。

表1 试样主要化学成分分析结果Table 1 Main chemical composition of the sample%

由表1可见，试样铜、铁品位较高，有回收价值，银含量为9.70 g/t，具有综合回收价值。

X射线衍射分析表明，试样的主要矿物成分有铁橄榄石、铁镁橄榄石和磁铁矿。

1.2 试样中铜矿物的嵌布特征

试样中的铜矿物主要有黄铜矿、蓝铜矿及辉铜矿等，铜矿物的嵌布特征见图1。

图1 偏光显微镜下试样的显微结构Fig.1 Microstructure of the sample at polarizing microscope

由图1可见，铜的硫化物大多与橄榄石连生或包裹于橄榄石中。

2 试验结果与讨论

2.1 粗选条件试验

粗选条件试验采用XFD－1.5 L单槽浮选机，试验流程见图2。

图2 粗选条件试验流程Fig.2 Original rougher process

2.1.1 磨矿细度试验

磨矿细度试验的Na2CO3用量为5 kg/t，捕收剂丁基黄药为400 g/t，试验结果见图3。

图3 磨矿细度试验结果Fig.3 The result at different grinding fineness▲—品位;■—回收率

由图3可见，随着磨矿细度的提高，粗精矿铜品位上升，铜回收率先升后降。结合试样的显微结构分析结果，确定试样的磨矿细度为 －0.074 mm占96.5%。

2.1.2 捕收剂试验

捕收剂试验的磨矿细度为－0.074 mm占96.5%，Na2CO3用量为5 kg/t，试验结果见图4。

图4 捕收剂试验结果Fig.4 The result of various collectors▲—品位(丁基黄药);◆—品位(丁铵黑药);△—回收率(丁基黄药);◇—回收率(丁铵黑药)

由图4可知，随着捕收剂用量的增加，粗精矿铜品位下降、铜回收率上升，当捕收剂用量超过400 g/t以后，粗精矿铜品位加速下降;以丁铵黑药为捕收剂，精矿品位较高，表明其选择性较强，以丁基黄药为捕收剂，精矿回收率较高，表明其捕收能力较强。综合上述因素，在其他药剂用量不变、捕收剂总用量为400 g/t情况下，进行了丁铵黑药与丁基黄药用量配比试验，试验结果见图5。

图5 丁铵黑药与丁基黄药用量比试验结果Fig.5 The result at different mass ratio of butylamine dithiophosphate＆butyl xanthate▲—品位;■—回收率

由图5可知，随着丁铵黑药与丁基黄药用量比上升，粗精矿铜品位上升、铜回收率下降。综合考虑，确定丁铵黑药与丁基黄药用量比为3∶1，即丁铵黑药+丁基黄药粗选用量为300+100 g/t。

在确定了丁铵黑药与丁基黄药用量比为3∶1的情况下进行了捕收剂总用量验证试验，试验确定的丁铵黑药+丁基黄药最佳粗选用量为300+100 g/t。

2.1.3 Na2CO3用量试验

Na2CO3用量试验的磨矿细度为－0.074 mm占96.5%，丁铵黑药+丁基黄药为300+100 g/t，试验结果见图6。

图6 Na2 CO3用量试验结果Fig.6 The result on dosage of Na2 CO3▲—品位;■—回收率

由图6可知，随着Na2CO3用量的增加，粗精矿铜品位下降、铜回收率上升。综合考虑，确定Na2CO3粗选用量为4 kg/t。

2.1.4 载体浮选冰铜用量试验

载体浮选的实质是在浮选过程中，向矿浆中添加与目标矿物性质类似的较粗粒度的有用矿物颗粒，作为微细粒有用矿物浮选的“载体”，“载体”对微细粒目标矿物起吸附、承载作用，从而提高微细粒目标矿物的回收率。由于试验原料中的目标矿物为铜的硫化物，而冰铜与铜渣产生于同一工序，对于铜冶炼厂来说，冰铜取材方便，因此，试验采用磨成－0.074 mm占40%的冰铜颗粒为目标矿物浮选的“载体”。

“载体”浮选试验的磨矿细度为－0.074 mm占96.5%，Na2CO3用量为4 kg/t，丁铵黑药+丁基黄药为300+100 g/t，试验结果见图7。

图7 冰铜用量试验结果Fig.7 The result on dosage of matte▲—品位;■—回收率

由图7可知，冰铜用量从5 kg/t增加至15 kg/t，粗精矿铜品位和铜回收率均上升(粗精矿铜品位和铜回收率均为扣除冰铜影响后的指标)，且各指标均优于不添加冰铜的情况;继续增加冰铜的用量，粗精矿铜品位上升、铜回收率下降。

试验结果表明:冰铜的加入确实可以起到改善分选指标的作用，但冰铜添加量过高、消耗的捕收剂过量反而会影响目的矿物的回收，从而影响粗精矿铜回收率。综合考虑，确定粗选的冰铜添加量为15 kg/t。

2.2 闭路试验

在条件试验和开路试验基础上进行了闭路试验，试验流程见图8，试验结果见表2。

表2 闭路试验结果Table 2 The result of closed circuit operation %

由表2可见，采用图8所示的闭路流程处理该试样，可获得铜品位为21.30%、回收率为86.20%的铜精矿。

3 结论

(1)云南某艾萨炉铜渣的主要成分为铁橄榄石、铁镁橄榄石和磁铁矿，铜主要以硫化物形式存在，与橄榄石嵌布关系复杂，嵌布粒度细微，属于难选二次铜资源。

(2)对这种嵌布粒度微细的铜矿石，以冰铜为载体进行载体浮选可显著改善浮选效果。

图8 闭路试验流程Fig.8 Flowsheet of closed circuit operation

(3)采用1粗1扫2精、中矿顺序返回流程处理试样，获得了铜品位为21.30%、铜回收率为86.20%的铜精矿。

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