李 勇，羅 星，盧美玲，夏 瑜

(中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西 桂林 541004)

0 引言

銅冶煉渣是一種熔融物料，是一種“人工礦石”[1]，據(jù)估算，我國(guó)銅冶煉渣已累計(jì)達(dá)到5千萬(wàn)噸，其中銅、鐵品位一般分別在0.5%和30%以上，有較大的開發(fā)價(jià)值[2]。銅冶煉渣主要來自火法冶煉，火法銅冶煉渣根據(jù)爐渣不同的冷卻方式，可分為緩冷渣和水淬渣，銅渣的冷卻方式對(duì)爐渣的結(jié)晶過程和銅組分顆粒的聚集長(zhǎng)大有著決定性的影響，而且會(huì)影響銅爐渣的結(jié)晶粒度和各種礦物之間的共生關(guān)系[3]。從銅渣中浮選回收銅組分比較困難，很大程度上是由于其冷卻過程中銅顆粒結(jié)晶得不到聚集長(zhǎng)大，被其他礦物包裹形成包裹體，且各種礦物共伴生關(guān)系復(fù)雜造成的[4]。目前國(guó)內(nèi)銅冶煉采用的主要是熔煉和錘煉兩道煉銅工藝：吹煉渣由于含銅品位高，一般返回上一道工序，或者選礦富集再利用；熔煉渣由于含銅量較低，一般作為廢料丟棄，但是隨著國(guó)家對(duì)二次資源綜合利用的重視，熔煉渣中銅的回收利用也越來越受到各冶煉廠的關(guān)注。目前，銅冶煉渣中有用元素的回收方法主要有火法、濕法、浮選法和聯(lián)合法，其中浮選法選銅具有成本低、銅回收率高等優(yōu)點(diǎn)。

云南某冶煉渣為熔煉緩冷渣，銅品位較低，但是產(chǎn)量大，冶煉廠有意回收其中的銅。本試驗(yàn)以該冶煉渣為研究對(duì)象，在對(duì)其性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，研究采用浮選工藝回收其中的有價(jià)金屬銅。

1 試樣性質(zhì)

1.1 化學(xué)多元素分析

對(duì)試樣進(jìn)行多元素化學(xué)分析，結(jié)果見表1。

由表1可知，試樣主要有價(jià)元素為Cu和Fe，含量分別為0.77%和34.89%，本次試驗(yàn)回收的元素為Cu。

表1 試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果 Table 1 Chemical multi-element analysis result of the sample

1.2 銅物相分析

試樣銅物相分析結(jié)果見表2。

表2 試樣銅物相分析結(jié)果Table 2 Copper phase analysis result of the sample

由表2可知，試樣中原生硫化銅占50.65%，次生硫化銅占19.48%，自由氧化銅占7.79%，結(jié)合氧化銅占22.08%，其中結(jié)合氧化銅很難通過浮選回收，因此，根據(jù)銅物相分析結(jié)果，通過浮選回收銅的理論銅回收率為77.92%。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

通過探索試驗(yàn)確定磨礦方式為球磨，最佳捕收劑種類為丁基黃藥，起泡劑為以松醇油(即2#油)，調(diào)整劑為Na2CO3。

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

以丁基黃藥作捕收劑，用量100 g/t，以松醇油作起泡劑，用量40 g/t，進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)，試驗(yàn)通過一次浮選粗選，獲得粗精礦和尾礦，根據(jù)粗精礦指標(biāo)，確定最佳磨礦細(xì)度，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 粗精礦指標(biāo)與磨礦細(xì)度關(guān)系曲線Fig.1 Relation curve between rough concentrateindex and grinding fineness

由圖1可知，隨著磨礦細(xì)度由-0.074mm占65%提高到80%，粗精礦銅回收率總體逐漸增加，繼續(xù)增加磨礦細(xì)度，粗精礦銅品位增加，但是銅回收率下降幅度較大。因此，綜合考慮粗精礦銅品位和銅回收率指標(biāo)，確定最佳磨礦細(xì)度為-0.074mm占80%。

2.2 捕收劑用量試驗(yàn)

在最佳磨礦細(xì)度-0.074 mm占80%，以松醇油作起泡劑，用量40 g/t，進(jìn)行以丁基黃藥為捕收劑的捕收劑用量試驗(yàn)，試驗(yàn)通過一次粗選獲得粗精礦和尾礦，根據(jù)粗精礦指標(biāo)，確定最佳捕收劑用量，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 粗精礦指標(biāo)與捕收劑用量關(guān)系曲線Fig.2 Relation curve between rough concentrate indexand collector dosage

由圖2可知，隨著捕收劑用量由50 g/t提高到100 g/t，粗精礦銅品位降低，銅回收率增加，繼續(xù)增加捕收劑用量，粗精礦銅品位繼續(xù)降低，銅回收率變化幅度不大，由此可知，捕收劑用量100 g/t已經(jīng)足夠，繼續(xù)增加捕收劑用量，不會(huì)提高浮選指標(biāo)。因此，綜合考慮粗精礦銅品位和銅回收率指標(biāo)，確定粗選最佳捕收劑用量為100 g/t。

2.3 調(diào)整劑用量試驗(yàn)

調(diào)整劑Na2CO3的作用除了調(diào)節(jié)礦漿pH值，還可以減輕礦泥對(duì)浮選的不良影響[5]。

在最佳磨礦細(xì)度-0.074 mm占80%，以松醇油作起泡劑，用量40 g/t，以丁基黃藥作捕收劑，用量100 g/t，進(jìn)行調(diào)整劑Na2CO3的用量試驗(yàn)，試驗(yàn)通過一次粗選獲得粗精礦和尾礦，根據(jù)粗精礦指標(biāo)，確定最佳調(diào)整劑用量，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3可知，調(diào)整劑的使用，對(duì)粗精礦銅品位提高作用明顯，隨著調(diào)整劑用量由0 g/t增加至6000 g/t，粗精礦銅品位逐漸增加，銅回收率先增加后降低，在用量3000 g/t時(shí)回收率最高。因此，綜合考慮粗精礦銅品位和銅回收率指標(biāo)，確定粗選調(diào)整劑Na2CO3的最佳用量為3000 g/t，此時(shí)礦漿pH=9。

圖3 粗精礦指標(biāo)與調(diào)整劑用量關(guān)系曲線Fig.3 Relation curve between rough concentrate index andregulator dosage

2.4 再磨對(duì)比試驗(yàn)

根據(jù)前述條件試驗(yàn)可知，在最佳磨礦細(xì)度和粗選條件下，粗選尾礦銅回收率仍高達(dá)50.52%，為降低尾礦銅回收率，進(jìn)行無(wú)再磨的掃選試驗(yàn)，并進(jìn)行再磨(通過探索試驗(yàn)確定最佳再磨細(xì)度為-0.074 mm占90%)后的掃選試驗(yàn)，兩者除再磨條件不同外，其余工藝流程均一致，通過對(duì)比兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果，確定掃選及再磨的效果。試驗(yàn)工藝流程見圖4，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖4 再磨對(duì)比試驗(yàn)工藝流程圖Fig.4 Technical process chart of regrinding comparison test

由表3可知：無(wú)再磨時(shí)，中礦1銅回收率8.77%，掃選Ⅰ效果較好，但是中礦2和中礦3銅回收率很低，說明掃選Ⅰ和掃選Ⅲ幾乎無(wú)效果，最終尾礦銅品位0.35%、銅回收率41.40%；增加再磨且再磨 細(xì) 度-0.074 mm占90%時(shí)，中礦2和中礦3的銅回收率合計(jì)11.32%，尾礦銅品位0.28%，銅回收率30.24%，跟無(wú)再磨時(shí)相比分別降低了0.07個(gè)百分點(diǎn)和11.16個(gè)百分點(diǎn)，再磨效果較好，因此，確定掃選Ⅰ后增加一段再磨，再磨細(xì)度為-0.074 mm占90%。

表3 再磨對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果Table 3 The result of regrinding comparison test

2.5 綜合開路試驗(yàn)

由于再磨對(duì)比試驗(yàn)的尾礦銅回收率仍較高，為30.24%，為了提高銅回收率，進(jìn)行了硫化法回收尾礦中的氧化銅探索試驗(yàn)，試驗(yàn)效果不佳，尾礦中的氧化銅無(wú)法通過硫化法富集回收。

根據(jù)精選條件試驗(yàn)，確定精選次數(shù)為3次，精選時(shí)不添加捕收劑和起泡劑，添加調(diào)整劑Na2CO3調(diào)節(jié)礦漿pH=9。

再結(jié)合前述磨礦試驗(yàn)、再磨對(duì)比試驗(yàn)、粗選條件試驗(yàn)結(jié)果，確定綜合開路試驗(yàn)工藝流程(圖5)，根據(jù)該工藝流程進(jìn)行綜合開路試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 綜合開路試驗(yàn)結(jié)果Table 4 The result of comprehensive open-circuit test

圖5 綜合開路試驗(yàn)工藝流程圖

由表4可知，綜合開路試驗(yàn)的精礦銅品位18.23%，銅回收率47.34%；尾礦銅品位0.28%，銅回收率29.77%。6個(gè)中礦合計(jì)銅品位1.06%，銅回收率22.89%。

2.6 閉路試驗(yàn)

根據(jù)綜合開路試驗(yàn)工藝流程及試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行閉路試驗(yàn)，中礦采用依次返回上一次分選作業(yè)的處理方式，試驗(yàn)工藝流程見圖6，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖6 閉路試驗(yàn)工藝流程圖

表5 閉路試驗(yàn)結(jié)果Table 5 The result of closed-circuit test

由表5可知，閉路試驗(yàn)的精礦產(chǎn)率3.33%，銅品位15.10%，銅回收率65.02%；尾礦產(chǎn)率96.67%，銅品位0.28%，銅回收率34.98%。

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，按照目前銅金屬價(jià)格約40 000元/金屬噸，銅精礦銷售折價(jià)系數(shù)約70%，估算1 t銅冶煉渣選礦后的產(chǎn)值約為1 t×0.77%×65.02%×40 000元/t×70%=140.18元，根據(jù)閉路試驗(yàn)工藝流程，估算1 t銅冶煉渣選礦成本約80元/t，即處理1 t銅冶煉渣的利潤(rùn)約為60元，經(jīng)濟(jì)效益較好。

3 結(jié)論

1)云南某銅冶煉渣為熔煉緩冷渣，主要有益組分為銅和鐵，含量分別為0.77%和34.89%，原礦銅物相中浮選不易回收的結(jié)合氧化銅占比較高，為22.08%，影響了銅的浮選回收率。

2)銅冶煉渣經(jīng)一段磨礦至細(xì)度-74 μm占80%，二段磨礦至細(xì)度-74 μm占90%，以Na2CO3的作調(diào)整劑，調(diào)節(jié)礦漿pH=9，以丁基黃藥作捕收劑，以松醇油作起泡劑，經(jīng)過1次粗選、3次精選及3次掃選，中礦依次返回的閉路浮選工藝，精礦產(chǎn)率3.33%，銅品位15.10%，銅回收率65.02%；尾礦產(chǎn)率96.67%，銅品位0.28%，銅回收率34.98%。