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某铜冶炼渣中铜、钼综合回收试验研究

2025-05-06 59 上传者：管理员

摘要：铜冶炼渣主要是由黄铜矿（CuFeS2）精粉冶炼金属铜剩下的残渣，渣中通常含有大量的铜和钼有价元素，如果不回收，目前主要用于铺路或者建筑材料，从而造成了资源的巨大浪费，因此，为了规避此情况，根据某铜冶炼渣的性质，通过“抑铜浮钼”的选别方案，确定了“磨矿—铜钼混合浮选—铜钼混合精矿再磨—铜钼浮选分离”选别工艺流程，获得了钼品位27.25%、回收率为77.95%、铜品位0.53%的钼精矿，铜品位26.88%、回收率87.86%、钼品位0.33%的铜精矿，以及产率为92.67%建筑用材，实现了冶炼渣的综合回收，对于铜冶炼渣回收利用行业具有一定的指导意义。

关键词：
综合利用
钼精矿
铜冶炼渣
铜精矿
铜钼分离
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随着现代社会日新月异地发展,铜资源的不断紧缺,铜冶金行业越来越重视从炉渣中回收铜及其他重要金属｡冶炼炉渣是火法炼铜的必然产物,其组成来源于铜精矿以及其他物料｡一般的,从冶炼炉渣中回收铜､钼资源,有效的工艺是浮选和磁选工艺｡因此,如何对冶炼炉渣中的铜､钼进行有效的富集回收,成为该资源高效利用的关键所在[1-4]｡

从铜冶炼渣中回收有价元素的主要方法有熔炼法､湿法浸出以及选矿法｡其中熔炼法有还原硫化法､氯化熔炼法和鼓风炉熔炼法等,湿法浸出法有酸､碱及生物浸出,选矿法有浮选､磁选及重选[5-10]｡

另外,经过回收铜､钼处理的铜尾渣仍有一定的利用价值｡其主要成分为硅酸盐矿物,理化性质与建筑行业的相关原料相似,因此可作为建筑材料[11-14]｡

鉴于此,根据铜冶炼渣的性质,通过“抑铜浮钼”的选别方案,确定了“磨矿—铜钼混合浮选—铜钼混合精矿再磨—铜钼浮选分离”选别工艺流程,综合回收其中的金属铜､钼和合格的建筑用材,实现了冶炼炉渣中铜､钼以及合格的建筑材料资源的高效回收｡

1、试样性质

1.1化学成分分析对试样进行了化学多元素分析,分析结果见表1｡

表1试样化学多元素分析结果

从表1可以看出:冶炼炉渣中回收的有价金属是Cu､Mo金属｡其中铜金属含量为1.49%,钼金属含量为0.86%,非金属矿物主要为硅酸盐,其中SiO2含量为56.04%｡

1.2矿石的矿物组成及其含量

经鉴定该矿石中主要金属矿物成分复杂,矿物种类繁多｡其中金属铜矿物主要为黄铜矿､斑铜矿､铜蓝等,钼矿物主要为辉钼矿和钼钨酸钙,其它金属矿物主要有少量的黄铁矿､方铅矿､闪锌矿､白铁矿等｡非金属矿物以石英为主,次为斜长石､钾长石､透闪石等｡矿石矿物组成及其含量如表2所示｡

表2冶炼渣矿物组成含量

1.3试样中铜､钼矿物物相分析

对冶炼炉渣中铜､钼矿物进行了相应的物相分析,其结果见下表3｡

表3铜､钼矿物物相分析结果

从表3可以看出:炉渣中铜矿物主要以原生铜和次生铜的形式存在,原生铜占总铜的81.88%､次生铜占14.77%;钼矿物主要以辉钼矿､钼钨酸钙的形式存在,其中辉钼矿占全钼的87.21%,钼钨酸钙占9.30%｡

2、试验方法

本试验研究旨在充分回收铜冶炼渣中有价元素,并获得合格的铜精粉､钼精粉｡另外,分选铜､钼后的物料主要成分为硅酸盐矿物,性质与天然矿物玄武岩(结晶)或者黑曜石(无定形)相近,可以作为一种无机材料使用｡其最常见的利用方式就是作为建筑材料｡因此,试验最终不产出任何废渣,真正意义上达到综合利用的效果｡

通过对铜冶炼渣的性质考证,本文采用“磨矿—铜钼混合浮选—铜钼混合精矿再磨—铜钼浮选分离”选别工艺流程进行试验｡

3、试验结果及讨论

3.1铜钼混浮工艺

铜钼混浮采用一段磨矿､一次粗选的工艺,考察了磨矿细度､药剂用量对浮选指标的影响｡

3.1.1磨矿细度对混合浮选的影响

磨矿细度对冶炼炉渣中的含铜､钼矿物的解离度有着直接关系｡因此,本组试验在捕收剂丁基黄药的用量300g/t､松醇油用量150g/t､浮选时间6min条件下,考察了磨矿细度在-0.074mm分别占比为50%､55%､60%､65%时,磨矿细度对浮选铜､钼粗精矿指标的影响,结果如图1所示｡

图1磨矿细度试验结果

由图1可以看出:随着磨矿细度的提高,铜钼混合粗精矿中钼品位先下降再上升,铜品位先上升后趋于稳定,但回收率均上升后趋于平稳｡因此综合考虑,确定磨矿细度-0.074mm占比60%｡

3.1.2丁基黄药用量对混合浮选的影响

丁基黄药是常见的硫化矿的捕收剂,且价格便宜,选矿效果好｡丁基黄药的用量大小直接关系到目的矿物回收率的高低,因此,本组试验在磨矿细度为-0.074mm占比为60%,松醇油用量150g/t,浮选时间6min条件下,考察了丁基黄药的用量分别为200､250､300､350g/t时,对浮选铜､钼粗精矿的影响,试验结果如图2所示｡

图2丁基黄药用量试验结果

从图2可知:随着捕收剂丁基黄药用量的加大,钼粗精矿中铜､钼品位均呈平稳的趋势,但其回收率均呈上升的状态,在用量300g/t时效果最佳｡确定捕收剂丁基黄药的用量为300g/t｡

3.2铜钼粗选精矿浮选分离工艺

铜钼粗选精矿分离采用一段再磨､一次精粗选工艺,考察了再磨细度､药剂种类及用量对浮选指标的影响｡

3.2.1再磨细度对铜钼浮选分离的影响

磨矿细度的高低直接关系到含铜钼混合精矿中的矿物的解离度｡因此,本组试验在石灰用量400g/t､硫化钠150g/t､煤油100g/t､松醇油用量120g/t､浮选时间5min条件下,考察了再磨细度在-0.074mm分别占比为75%､80%､85%､90%时,对浮选效果的影响,结果如图3所示｡

图3铜钼混合精矿再磨细度试验结果

从图3可知:随着再磨细度的增加,钼精矿中的Mo品位呈现上升的趋势,Mo回收率先上升后趋于稳定;而其中的Cu品位和回收率则呈现先下降再上升的趋势｡在再磨细度-0.074mm占比为85%时,综合指标最佳｡因此考虑确定再磨细度-0.074mm占比为85%｡

3.2.2石灰用量对铜钼浮选分离的影响

pH值对浮选含钼物料选别有较强的影响作用,因此,进行石灰用量试验显得尤为必要｡因此,本试验考察了石灰用量为300､350､400､450g/t时对浮选效果的影响｡试验条件为硫化钠用量150g/t､煤油100g/t､松醇油120g/t､浮选时间5min,结果如图4所示｡

图4石灰用量试验结果

由图4可以看出:随着石灰用量的加大,钼精矿钼品位和回收率呈现上升的态势,而其中的铜品位逐渐下降,铜回收率则呈现先下降再上升的趋势｡在用量为400g/t时,效果最佳｡因此,确定石灰用量为400g/t｡

3.2.3抑制剂种类对铜钼浮选分离的影响黄铜矿的抑制剂种类较多,目前常用的有磷诺克斯､巯基乙酸钠､硫化钠､硫化铵和硫氢化钠等｡本组试验分别考察了磷诺克斯､硫化钠､硫化铵和硫氢化钠对浮选效果的影响｡固定试验条件为石灰用量400g/t､煤油100g/t､松醇油用量120g/t､浮选时间5min,结果如图5所示｡

图5抑制剂种类试验结

从图5结果可知:相同用量的磷诺克斯､硫化钠､硫化铵和硫氢化钠作为抑制剂时,硫化钠､硫化铵和硫化氢钠时钼精矿的品位较高,但使用硫化铵和硫化氢钠时钼精矿中含铜量较高;磷诺克斯的效果较差,且磷诺克斯的配置和使用过程中会产生H2S和PH3等有毒气体,需要注要安全防护｡综合考虑,确定硫化钠为抑制剂｡

3.2.4硫化钠用量对铜钼浮选分离的影响

在石灰用量400g/t､煤油100g/t､松醇油120g/t､浮选时间5min的条件下,考察硫化钠的用量分别在90､120､150､180g/t时,对浮选效果的影响,结果如图6所示｡

图6硫化钠用量试验结果

从图6可知:随着抑制剂硫化钠用量的增加,钼精矿中的Mo品位和回收率均呈上升的趋势,而其中的含Cu量､Cu回收率则均呈下降的趋势｡在用量为150g/t时出现拐点,因此综合考虑,硫化钠用量为150g/t｡

3.2.5捕收剂种类对铜钼浮选分离的影响

对于钼矿的浮选,药剂的选择和使用对于提高浮选效率和精矿质量至关重要｡钼矿物的捕收剂种类繁多,主要有烃油类捕收剂､硫氨酯类捕收剂和黄药类捕收剂｡本组试验分别考察了柴油､乙硫氨酯､煤油和戊酸黄药对浮选指标的影响｡固定试验条件为石灰用量400g/t､硫化钠150g/t､松醇油用量120g/t､浮选时间5min,结果如图7所示｡

图7捕收剂种类试验结果

从图6可知:在相同的捕收剂用量下,不论是钼精矿中的含Mo指标,还是含Cu指标,烃油类捕收剂煤油的浮选效果均优于其他｡因此,选用煤油作为选钼捕收剂｡

3.2.6煤油用量对铜钼浮选分离的影响

在石灰用量400g/t､硫化钠150g/t､松醇油120g/t､浮选时间5min条件下,考察煤油用量分别为60､80､100､120g/t时,对浮选效果的影响,结果如图8所示｡

图8煤油用量对浮指标的影响由图8可知:随着煤油用量的增加,钼精矿中钼的回收率先上升再趋于平稳,钼品位变化不大｡因此,确定煤油的用量为100g/t｡

3.3全流程闭路试验

为了验证条件试验的结果,同时也为了查看各个作业的中矿返回时对选矿指标的影响,进行了全流程闭路试验｡试验流程见图9,试验结果见表4｡

表4全流程试验结果

由表4可以看出:采用图9所示的全流程闭路流程处理的冶炼炉渣,最终获得了钼品位27.25%､回收率77.95%､含铜0.53%的钼精矿,铜品位26.88%､回收率87.86%､含钼0.33%的铜精矿,以及产率为92.67%建筑材料｡

4、结语

1)冶炼炉渣中回收的有价金属是铜､钼金属,其中铜品位为1.49%,钼品位为0.86%,非金属矿主要有硅酸盐矿物,其中含SiO256.04%｡

图9全流程试验流程图