李 勇，羅 星，盧美玲，夏 瑜

(中國有色桂林礦產(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，我國銅冶煉渣已累計達到5千萬噸，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，銅渣的冷卻方式對爐渣的結晶過程和銅組分顆粒的聚集長大有著決定性的影響，而且會影響銅爐渣的結晶粒度和各種礦物之間的共生關系[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晶得不到聚集長大，被其他礦物包裹形成包裹體，且各種礦物共伴生關系復雜造成的[4]。目前國內(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，但是隨著國家對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。

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。本試驗以該冶煉渣為研究對象，在對其性質(zhì)研究的基礎上，研究采用浮選工藝回收其中的有價金屬銅。

1 試樣性質(zhì)

1.1 化學多元素分析

對試樣進行多元素化學分析，結果見表1。

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

表1 試樣化學多元素分析結果 Table 1 Chemical multi-element analysis result of the sample

1.2 銅物相分析

試樣銅物相分析結果見表2。

表2 試樣銅物相分析結果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%，結合氧化銅占22.08%，其中結合氧化銅很難通過浮選回收，因此，根據(jù)銅物相分析結果，通過浮選回收銅的理論銅回收率為77.92%。

2 試驗結果與討論

通過探索試驗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 磨礦細度試驗

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，進行磨礦細度試驗，試驗通過一次浮選粗選，獲得粗精礦和尾礦，根據(jù)粗精礦指標，確定最佳磨礦細度，試驗結果見圖1。

圖1 粗精礦指標與磨礦細度關系曲線Fig.1 Relation curve between rough concentrateindex and grinding fineness

由圖1可知，隨著磨礦細度由-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，確定最佳磨礦細度為-0.074mm占80%。

2.2 捕收劑用量試驗

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

圖2 粗精礦指標與捕收劑用量關系曲線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，不會提高浮選指標。因此，綜合考慮粗精礦銅品位和銅回收率指標，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

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

在最佳磨礦細度-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，進行調(diào)整劑Na2CO3的用量試驗，試驗通過一次粗選獲得粗精礦和尾礦，根據(jù)粗精礦指標，確定最佳調(diào)整劑用量，試驗結果見圖3。

由圖3可知，調(diào)整劑的使用，對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時回收率最高。因此，綜合考慮粗精礦銅品位和銅回收率指標，確定粗選調(diào)整劑Na2CO3的最佳用量為3000 g/t，此時礦漿pH=9。

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

2.4 再磨對比試驗

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

圖4 再磨對比試驗工藝流程圖Fig.4 Technical process chart of regrinding comparison test

由表3可知：無再磨時，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 度-0.074 mm占90%時，中礦2和中礦3的銅回收率合計11.32%，尾礦銅品位0.28%，銅回收率30.24%，跟無再磨時相比分別降低了0.07個百分點和11.16個百分點，再磨效果較好，因此，確定掃選Ⅰ后增加一段再磨，再磨細度為-0.074 mm占90%。

表3 再磨對比試驗結果Table 3 The result of regrinding comparison test

2.5 綜合開路試驗

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

根據(jù)精選條件試驗，確定精選次數(shù)為3次，精選時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。

再結合前述磨礦試驗、再磨對比試驗、粗選條件試驗結果，確定綜合開路試驗工藝流程(圖5)，根據(jù)該工藝流程進行綜合開路試驗，試驗結果見表4。

表4 綜合開路試驗結果Table 4 The result of comprehensive open-circuit test

圖5 綜合開路試驗工藝流程圖

由表4可知，綜合開路試驗的精礦銅品位18.23%，銅回收率47.34%；尾礦銅品位0.28%，銅回收率29.77%。6個中礦合計銅品位1.06%，銅回收率22.89%。

2.6 閉路試驗

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

圖6 閉路試驗工藝流程圖

表5 閉路試驗結果Table 5 The result of closed-circuit test

由表5可知，閉路試驗的精礦產(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)上述試驗結果，按照目前銅金屬價格約40 000元/金屬噸，銅精礦銷售折價系數(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銅冶煉渣的利潤約為60元，經(jīng)濟效益較好。

3 結論

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)一段磨礦至細度-74 μm占80%，二段磨礦至細度-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%。