王祖旭

(1.昆明冶金研究院，云南昆明650031;2.云南省選冶新技術(shù)重點(diǎn)試驗(yàn)室，云南昆明650031)

銅是一種重要的有色金屬原料，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，其需求量增加顯著。因此，資源日漸枯竭與需求日漸增長(zhǎng)的矛盾日益凸顯。為滿足國(guó)內(nèi)的巨大需求，我國(guó)每年需從國(guó)外進(jìn)口大量的銅精礦和金屬銅。高昂的進(jìn)口成本和大量的含銅固體廢渣(選銅尾礦和銅冶煉渣等)對(duì)堆存地周邊環(huán)境的危害，讓業(yè)界開始將目光集聚在一些含銅較高的固體廢渣的再利用上［1-6］。

我國(guó)每年約產(chǎn)生500萬t火法煉銅渣，這些冶煉渣普遍含有較高的銅、鐵、金和銀等有價(jià)金屬，是重要的二次資源。對(duì)這種銅渣的提銅，較常見的方法有炭熱法、煙化法、電爐貧化法和浮選法，其中，浮選法在處理低銅爐渣方面具有不可替代的效益優(yōu)勢(shì)［7-11］。

云南某銅冶煉廠采用火法工藝，造锍熔煉在艾薩爐中進(jìn)行，所產(chǎn)出的銅锍和爐渣由放出口排放到沉降爐進(jìn)行分離，銅锍進(jìn)入轉(zhuǎn)爐吹煉，高溫爐渣經(jīng)水淬成為固體廢棄物(艾薩爐渣)。由于爐渣的水淬降溫過程迅速，不利于礦物顆粒的長(zhǎng)大和析出，因此，該渣中的有用礦物晶粒細(xì)小，單體解離和選礦回收難度均較大［5］。正是由于這些因素，導(dǎo)致該冶煉廠尾礦庫堆存有大量的艾薩爐渣。開發(fā)這些二次資源，不僅可以減輕環(huán)境危害、降低尾礦庫維護(hù)成本，而且可以產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本試驗(yàn)將采用浮選法對(duì)該爐渣進(jìn)行提銅研究。

1試樣

1.1 試樣的成分分析

試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 試樣主要化學(xué)成分分析結(jié)果Table 1 Main chemical composition of the sample%

由表1可見，試樣銅、鐵品位較高，有回收價(jià)值，銀含量為9.70 g/t，具有綜合回收價(jià)值。

X射線衍射分析表明，試樣的主要礦物成分有鐵橄欖石、鐵鎂橄欖石和磁鐵礦。

1.2 試樣中銅礦物的嵌布特征

試樣中的銅礦物主要有黃銅礦、藍(lán)銅礦及輝銅礦等，銅礦物的嵌布特征見圖1。

圖1 偏光顯微鏡下試樣的顯微結(jié)構(gòu)Fig.1 Microstructure of the sample at polarizing microscope

由圖1可見，銅的硫化物大多與橄欖石連生或包裹于橄欖石中。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 粗選條件試驗(yàn)

粗選條件試驗(yàn)采用XFD－1.5 L單槽浮選機(jī)，試驗(yàn)流程見圖2。

圖2 粗選條件試驗(yàn)流程Fig.2 Original rougher process

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

磨礦細(xì)度試驗(yàn)的Na2CO3用量為5 kg/t，捕收劑丁基黃藥為400 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果Fig.3 The result at different grinding fineness▲—品位;■—回收率

由圖3可見，隨著磨礦細(xì)度的提高，粗精礦銅品位上升，銅回收率先升后降。結(jié)合試樣的顯微結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，確定試樣的磨礦細(xì)度為 －0.074 mm占96.5%。

2.1.2 捕收劑試驗(yàn)

捕收劑試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為－0.074 mm占96.5%，Na2CO3用量為5 kg/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 捕收劑試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 The result of various collectors▲—品位(丁基黃藥);◆—品位(丁銨黑藥);△—回收率(丁基黃藥);◇—回收率(丁銨黑藥)

由圖4可知，隨著捕收劑用量的增加，粗精礦銅品位下降、銅回收率上升，當(dāng)捕收劑用量超過400 g/t以后，粗精礦銅品位加速下降;以丁銨黑藥為捕收劑，精礦品位較高，表明其選擇性較強(qiáng)，以丁基黃藥為捕收劑，精礦回收率較高，表明其捕收能力較強(qiáng)。綜合上述因素，在其他藥劑用量不變、捕收劑總用量為400 g/t情況下，進(jìn)行了丁銨黑藥與丁基黃藥用量配比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 丁銨黑藥與丁基黃藥用量比試驗(yàn)結(jié)果Fig.5 The result at different mass ratio of butylamine dithiophosphate＆butyl xanthate▲—品位;■—回收率

由圖5可知，隨著丁銨黑藥與丁基黃藥用量比上升，粗精礦銅品位上升、銅回收率下降。綜合考慮，確定丁銨黑藥與丁基黃藥用量比為3∶1，即丁銨黑藥+丁基黃藥粗選用量為300+100 g/t。

在確定了丁銨黑藥與丁基黃藥用量比為3∶1的情況下進(jìn)行了捕收劑總用量驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)確定的丁銨黑藥+丁基黃藥最佳粗選用量為300+100 g/t。

2.1.3 Na2CO3用量試驗(yàn)

Na2CO3用量試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為－0.074 mm占96.5%，丁銨黑藥+丁基黃藥為300+100 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖6 Na2 CO3用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.6 The result on dosage of Na2 CO3▲—品位;■—回收率

由圖6可知，隨著Na2CO3用量的增加，粗精礦銅品位下降、銅回收率上升。綜合考慮，確定Na2CO3粗選用量為4 kg/t。

2.1.4 載體浮選冰銅用量試驗(yàn)

載體浮選的實(shí)質(zhì)是在浮選過程中，向礦漿中添加與目標(biāo)礦物性質(zhì)類似的較粗粒度的有用礦物顆粒，作為微細(xì)粒有用礦物浮選的“載體”，“載體”對(duì)微細(xì)粒目標(biāo)礦物起吸附、承載作用，從而提高微細(xì)粒目標(biāo)礦物的回收率。由于試驗(yàn)原料中的目標(biāo)礦物為銅的硫化物，而冰銅與銅渣產(chǎn)生于同一工序，對(duì)于銅冶煉廠來說，冰銅取材方便，因此，試驗(yàn)采用磨成－0.074 mm占40%的冰銅顆粒為目標(biāo)礦物浮選的“載體”。

“載體”浮選試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為－0.074 mm占96.5%，Na2CO3用量為4 kg/t，丁銨黑藥+丁基黃藥為300+100 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

圖7 冰銅用量試驗(yàn)結(jié)果Fig.7 The result on dosage of matte▲—品位;■—回收率

由圖7可知，冰銅用量從5 kg/t增加至15 kg/t，粗精礦銅品位和銅回收率均上升(粗精礦銅品位和銅回收率均為扣除冰銅影響后的指標(biāo))，且各指標(biāo)均優(yōu)于不添加冰銅的情況;繼續(xù)增加冰銅的用量，粗精礦銅品位上升、銅回收率下降。

試驗(yàn)結(jié)果表明:冰銅的加入確實(shí)可以起到改善分選指標(biāo)的作用，但冰銅添加量過高、消耗的捕收劑過量反而會(huì)影響目的礦物的回收，從而影響粗精礦銅回收率。綜合考慮，確定粗選的冰銅添加量為15 kg/t。

2.2 閉路試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)和開路試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖8，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 2 The result of closed circuit operation %

由表2可見，采用圖8所示的閉路流程處理該試樣，可獲得銅品位為21.30%、回收率為86.20%的銅精礦。

3 結(jié)論

(1)云南某艾薩爐銅渣的主要成分為鐵橄欖石、鐵鎂橄欖石和磁鐵礦，銅主要以硫化物形式存在，與橄欖石嵌布關(guān)系復(fù)雜，嵌布粒度細(xì)微，屬于難選二次銅資源。

(2)對(duì)這種嵌布粒度微細(xì)的銅礦石，以冰銅為載體進(jìn)行載體浮選可顯著改善浮選效果。

圖8 閉路試驗(yàn)流程Fig.8 Flowsheet of closed circuit operation

(3)采用1粗1掃2精、中礦順序返回流程處理試樣，獲得了銅品位為21.30%、銅回收率為86.20%的銅精礦。

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