黃明金,謝 鍇

(1.江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠,江西貴溪 335424;2.江西銅業(yè)集團(tuán)公司博士后科研工作站,江西貴溪 335424)

強(qiáng)化閃速熔煉渣中銅損失形態(tài)檢測分析＊

黃明金1,謝 鍇2

(1.江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠,江西貴溪 335424;2.江西銅業(yè)集團(tuán)公司博士后科研工作站,江西貴溪 335424)

通過對強(qiáng)化閃速熔煉沉淀池渣和貧化電爐渣的化學(xué)物相分析和礦相顯微分析,發(fā)現(xiàn)閃速爐銅損失中硫化物含銅 60%左右,氧化物含銅 40%左右;硫化態(tài)銅以眾多的微細(xì)銅锍顆粒為主,赤銅礦以帶狀或不定形存在于其他礦物中;渣中 Fe3O4大多以溶解態(tài)分散在渣相中,也有少量以片 (塊)狀存在。降低渣中銅損失要加強(qiáng)還原貧化,減少氧化物形態(tài)渣含銅損失,并強(qiáng)化沉淀池的沉清分離作用,要重點(diǎn)解決閃速熔煉中的 Fe3O4問題。

閃速熔煉;化學(xué)物相;礦相;Fe3O4

強(qiáng)化閃速熔煉,不僅投料量大幅增加,而且體系氧勢高,銅锍品位高,最終導(dǎo)致渣含銅也高。銅在棄渣中的損失是造成火法煉銅中銅回收率低的主要原因。研究銅在渣中損失的形態(tài)和影響渣含銅的因素,同時充分發(fā)揮現(xiàn)有沉淀池的作用是當(dāng)前強(qiáng)化閃速熔煉中急需解決的問題之一。棄渣含銅損失是一個非常復(fù)雜的問題,牽涉到原料、配料、爐況和操作習(xí)慣等諸多因素。從冶金反應(yīng)工程學(xué)的角度看,主要影響因素是銅锍品位、爐渣成分(鐵硅比、熔渣氧勢、渣含 CaO等)、熔煉溫度、粘度和界面張力以及沉清時間等[1-11]。

為此,對閃速爐渣和電爐渣進(jìn)行了取樣分析。

1 爐渣的化學(xué)物相分析

閃速爐與電爐爐渣的化學(xué)物相分析見表1和表2。

表 1 渣中銅的化學(xué)物相分析

棄渣含銅損失中硫化物含銅 60%左右,氧化物含銅 40%左右,所以還原貧化和加強(qiáng)沉淀池和電爐的沉清分離作用對減少棄渣含銅損失同樣重要。爐渣中的 Fe3O4含量和反應(yīng)塔顆粒試樣中的 Fe3O4含量低,被硫化物或還原劑還原了一部分。

2 爐渣的礦相顯微鏡分析

設(shè)備為日本Nikon透反兩用顯微鏡。試樣為電爐急冷渣樣和沉淀池急冷渣樣。放大倍數(shù)在 100倍～500倍,觀測到的典型礦物顯微結(jié)構(gòu)照片見圖 1和圖2。

電爐渣礦物組成:主要有鐵橄欖石、玻璃質(zhì)、磁鐵礦、銅锍、輝銅礦、赤銅礦、鎂鐵橄欖石、鐵酸銅等。

電爐渣礦物顯微結(jié)構(gòu):銅锍呈微粒狀,線條排列、中間有一層熔渣將其分開,視野中大部分微區(qū)均是這種結(jié)構(gòu)。赤銅礦少量,呈紫紅色,有單獨(dú)的粒狀,也有大一點(diǎn)的不定形顆粒。整個視野 Cu2O含量遠(yuǎn)少于 Cu2S。存在有大量的細(xì)小的魚脊?fàn)罟杷醽嗚F骸晶。

沉淀池爐渣與電爐渣的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)基本類似,唯一的區(qū)別是沉淀池爐渣中魚脊?fàn)罟杷醽嗚F骸晶的數(shù)量與體積較電爐渣的多而且大。這種骸晶一般是快速冷卻引起的。

渣樣的檢驗(yàn)顯示:

(1)銅在渣中損失形態(tài)主要有:銅锍、輝銅礦、銅氧化物 CuO/Cu2O和鐵酸銅。

(2)電爐渣和沉淀池渣中硫化態(tài)銅以眾多的微細(xì)銅锍顆粒為主,其中最小者直徑 1.7～5.2μm。氧化態(tài)銅與硫化態(tài)銅相比,其數(shù)量少,但粒度大,觀察到的最大一塊為 0.364×0.296mm的 CuFe2O4。赤銅礦多以帶狀或不定形存在于其他礦物中。

(3)電爐渣中硫化亞銅的顆粒小而分散,沉淀池中硫化亞銅顆粒較電爐渣的大。電爐渣和沉淀池渣中都見到帶狀 Cu2O,它們都被其它相,如銅锍、鐵酸銅和輝銅礦所包裹。

(4)礦相顯微鏡顯示硫化態(tài)銅含量大于氧化態(tài)銅含量,這與化學(xué)物相分析結(jié)果一致。

(5)渣中 Fe3O4大多以溶解態(tài)分散在渣相中,也有少量以片(塊)狀存在。

3 結(jié)論

通過研究分析得出如下結(jié)論:

(1)棄渣含銅損失中硫化物含銅 60%左右,氧化物含銅40%左右;

(2)銅在渣中損失形態(tài)主要有:銅锍、輝銅礦、銅氧化物 CuO/Cu2O和鐵酸銅;

(3)硫化態(tài)銅以眾多的微細(xì)銅锍顆粒為主,赤銅礦以帶狀或不定形存在于其他礦物中;

(4)渣中 Fe3O4大多以溶解態(tài)分散在渣相中,也有少量以片(塊)狀存在。

從渣中銅損失形態(tài)的檢驗(yàn)結(jié)果為我們進(jìn)一步研究如何降低渣中銅損失指明了方向。

(1)降低渣中銅損失要加強(qiáng)還原貧化,減少氧化物形態(tài)渣含銅損失;

(2)要強(qiáng)化沉淀池的沉清分離作用,減少硫化物形態(tài)渣含銅損失;

(3)對于微米數(shù)量級的細(xì)小含銅锍粒子僅僅依靠重力作用已難以實(shí)現(xiàn)與渣的分離,促進(jìn)小顆粒聚合長大是關(guān)鍵。

REFERENCES

[1] 任鴻九,王立川.有色金屬提取手冊(銅鎳)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2000:85-168.

[2] 彭榮秋.重金屬冶金學(xué)(第二版)[M].長沙:中南大學(xué)出版社, 2004:87-155.

[3] W.G.L.Davenport,A.K.Bis was.ExtractiveMetallurgy of Copper [M].Oxford:Pergamon,2002:173-185.

[4] 左立雄.淺談貴冶閃速爐沉淀池的管理[J].銅業(yè)工程,2002. 1:68-70.

[5] Jong-LengLiow,Mikko Juusela,N.B.Gray,et al.Entrainment of a Two-LayerLiquid through a Taphole[J].Metallurgical and Materials TransactionsB,2003 Dec.,Vol.34B:821-832.

[6] 昂正同.降低閃速熔煉渣含銅實(shí)踐[J].有色金屬(冶煉部分), 2002.5:15-17.

[7] 陳羽年.降低貴冶電爐渣含銅的研究[J].有色金屬 (冶煉部分),2003.1:21-23.

[8] 李樣人.降低電爐渣含銅的措施 [J].礦冶工程,2003.6,23 (3):49-50.

[9] 毛劍濤,余齊漢.降低電爐渣含銅量的生產(chǎn)實(shí)踐[J].江西有色金屬,2004.6,18(2):44-45.

[10] V.M.Paretsky,A.V.Tarasov.Effect of Slag Composition on Copper Losses in Autogenous Smelting[J].In:C.Díaz,C. Landolt,T.Utigard,eds.Copper 2003-Volume I V:Pyrometallurgy of CopperHermann Schwarze Symposium(Book 2).Santiago Chile:2003.329-342.

[11] R.Parada,R.Parra.Slag quality in copper flash smelting[J]. In:C.Díaz,C.Landolt,T.Utigard,eds.Copper 2003-Volume I V:Pyrometallurgy of Copper Hermann Schwarze Symposium(Book 2).Santiago Chile:2003.383-396.

Strengthen ing Test Analysis of Copper Loss Situation in Flash Smelting Slag

HUANGMing-jin1,XIE Kai2
(1.Jiangxi Copper Corporation Guixi Smelter,Guixi,Jiangxi 335424; 2.Jiangxi Copper Corporation Postdoctoral Station,Guixi,Jiangxi 335424)

Through strengthening the analysis of chemical phase and ore microscopy of flash smelting slag and electric furnace slag,we can find that 60%of the copper loss in slag iswith sulfide type and the 40%iswith oxide.The sulfide type copper is usually in very fine grain,the oxide type copper is in band shape or shapeless.The Fe3O4in slag ismainly in dissolved for m and slightly in slice or block shape.To lower copper loss in slag,we need to strengthen reduction dilution,to decrease oxide type copper loss,and to enhance the function ofmulti-phase separation in the settler.The problem of Fe3O4ismost critical to be solved.

Flash s melting;Chemical phase;Ore microscopy;Fe3O4

book=32,ebook=169

TF811

A

1009-3842(2010)03-0032-02

2010-04-06

江西科技支撐計(jì)劃贛財教[2008]147號第 7項(xiàng)

黃明金(1963-),男,漢族,江西進(jìn)賢人,教授級高工,長期從事有色金屬冶煉生產(chǎn)管理工作,E-mail:huangminjin@gy.jxcc.com