謝 賢 ，黎 潔， 哏巖放 ，許烏朋， 康博文 ，趙 楚

（1.昆明理工大學(xué) 國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093；2.芒市海華開發(fā)有限公司，云南 德宏 678400；3.云南省金屬礦尾礦資源二次利用工程研究中心，云南 昆明 650093）

1 引言

銅資源是我國相對缺乏的一種礦產(chǎn)資源［1］，我國的人均銅占有量僅相當(dāng)于世界人均水平的18%，銅資源過度依賴進口［2］。近年來，伴隨著我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速增長，銅資源的缺乏與銅消耗量的增長的矛盾也日益明顯。與此同時，火法煉銅生產(chǎn)的銅占我國銅總產(chǎn)量的95%，每生產(chǎn)1t 銅，平均產(chǎn)生2～3t 銅爐渣［3］，我國銅產(chǎn)量每年479 萬t 以上，將產(chǎn)出958 ～ 1437 萬t 以上的銅渣，其中含銅9.58 ～ 14.37 萬t 以上［4］。針對這部分銅爐渣，國內(nèi)外學(xué)者進行了大量研究［5-7］。目前常見的從銅爐渣中回收銅的方法有火法貧化法、濕法浸出法、重選法、磁選法和浮選法等方法。其中浮選法由于其成本低廉、工藝簡單、回收率高、富集效果好的特點，在銅爐渣回收利用中有著明顯優(yōu)勢。本文對江西某銅冶煉廠產(chǎn)生的銅爐渣的主要成分進行了分析，并在性質(zhì)分析的基礎(chǔ)上進行了浮選工藝研究。

2 試驗部分

2.1 試樣性質(zhì)

試樣取自江西某銅冶煉廠，外觀為黑灰色，并伴有黑色和淡黃色、銀白色光澤，原礦粒度最大約為1 mm，粗細粒不均勻，硬度較大。為明確試樣的化學(xué)成分，對該試樣進行了化學(xué)多元素分析，分析結(jié)果見表1。

表1 試樣化學(xué)多元素分析

由表1 可知，該銅爐渣中最具回收價值的金屬為銅，銅品位為2.73%，銀含量為30.88 g/t。其余主要金屬元素為鐵、鉛和鋅。其中Fe 含量最高，達到了33.17%，鉛品位為1.13%，鋅品位為1.92%，；該銅爐渣中的主要非金屬礦物二氧化硅的含量為20.17%，其余非金屬礦物氧化鈣、氧化鎂的含量分別為2.39%，1.19%。有害元素砷的含量為0.23%。為明確該銅爐渣中銅的主要賦存形式，對該銅爐渣進行了銅物相分析，分析結(jié)果見表2。

表2 銅物相分析

由銅物相分析結(jié)果可知，該銅爐渣中銅的主要形式有三種，分別為硫化銅，結(jié)合氧化銅和游離氧化銅。其中硫化銅為銅的主要存在形式，分布率達到了78.39%；另外，結(jié)合氧化銅的分布率為15.02%，游離氧化銅的分布率為9.8%。由于銅的主要形式為硫化銅，因而優(yōu)先考慮采用浮選對其中的銅元素進行回收。

2.2 試驗藥劑及設(shè)備

2.2.1 試驗藥劑

在浮選試驗過程中用到的主要藥劑有捕收劑、起泡劑等，所用主要藥劑如表3 所示。

表3 試驗中使用的主要化學(xué)試劑

2.2.2 試驗設(shè)備

在本次試驗過程中使用到的主要儀器設(shè)備如表4 所示。

表4 試驗中使用的主要儀器設(shè)備

2.3 試驗方法

試驗所有過程均在實驗室中進行。試驗每次取樣500.0 g，為防止黃藥氧化，試驗所用黃藥為現(xiàn)用現(xiàn)配，配制成一定濃度溶液后通過移液管加入礦漿攪拌。本實驗首先采用單因素試驗法研究了磨礦細度及捕收劑用量對該銅爐渣浮選行為的影響，而后根據(jù)磨礦細度試驗及捕收劑用量試驗所確定的最佳藥劑用量，進行了閉路試驗，單因素試驗結(jié)果如圖1 所示。

圖1 條件試驗流程圖

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 磨礦細度試驗

磨礦是在機械設(shè)備中，借助于介質(zhì)和礦石本身的沖擊和磨剝作用，使礦石的粒度進一步變小，甚至研磨成粉末的作業(yè)。在較為經(jīng)濟的條件下，為了使有用礦物與脈石達到最大限度的解離，同時又不至于過磨，確定最佳的磨礦細度條件至關(guān)重要。本次試驗分別選取-0.074 mm 占80%、-0.074 mm 占85%、-0.074 mm 占90%、-0.074 mm 占95%四個不同磨礦細度進行浮選試驗，試驗結(jié)果圖2。

圖2 磨礦細度對銅品位及回收率的影響

由試驗結(jié)果可得，當(dāng)磨礦細度為-0.074 mm 占90%時，浮選所得精礦銅品位和回收率較好。但是也造成了磨礦時間過長，能耗大等問題，不利于實際生產(chǎn)。當(dāng)磨礦細度為-0.074 mm 占85%時，浮選精礦品位比前者低3 個百分點，回收率高1.69個百分點，且通過浮選操作及浮選條件的優(yōu)化，也可達到滿意的結(jié)果。因此，選擇磨礦細度為-0.074 mm 占85%作為最終的磨礦細度。

3.2 捕收劑用量試驗

在確定了最佳的磨礦細度后，進行了捕收劑用量的條件試驗。丁基（鈉）黃藥是一種捕收能力較強的浮選藥劑，被廣泛應(yīng)用于各種有色金屬硫化礦的浮選中。在該銅渣浮選中，丁基黃藥與其他藥劑相比具有價格低易獲取等優(yōu)勢。因此，試驗采用丁基黃藥作為浮選捕收劑，捕收劑確定的用量（粗選）分別為60 g/t、80 g/t、100 g/t、120 g/t（掃選藥劑用量減半），試驗結(jié)果見圖3。

由圖3 可知，捕收劑用量為60 g/t 時，品位較高，但是回收率較低，實際冶煉過程中，銅精礦品位超過20%即可滿足冶煉要求，過低的回收率不利于爐渣中銅的有效回收。當(dāng)捕收劑用量分別為80 g/t、100 g/t、120 g/t 時，銅精礦的品位和回收率均趨于穩(wěn)定，而且增加捕收劑用量會增加藥劑成本。因此綜合考慮后選擇80g/t 為最佳的捕收劑用量。

圖3 捕收劑用量對銅品位及回收率的影響

3.3 閉路試驗

在確定了最佳的磨礦條件和捕收劑用量后，進行了浮選閉路試驗。每次取銅爐渣500.0 g，磨礦后進行浮選，至精礦和尾礦質(zhì)量和在485 g ～ 515 g（原礦質(zhì)量的3%上下）之間時表明達到了平衡。閉路試驗流程見圖4，試驗結(jié)果見表5。

圖4 閉路實驗流程圖

表5 閉路實驗結(jié)果

由表5 可知：通過一次粗選，兩次精選，兩次掃選的閉路作業(yè)，得到了銅品位26.47%，回收率76.46%的銅精礦?？梢?，閉路試驗取得了較好的指標。

4 結(jié)論

（1）針對江西某銅冶煉廠銅爐渣，化學(xué)多元素分析結(jié)果表明該銅爐渣含銅2.73%，含銀30.88 g/t，銅品位較高，有回收價值。銅物相分析結(jié)果表明，該銅爐渣中的銅大部分以硫化銅形式存在，采用浮選法可對該銅爐渣中的銅進行回收。

（2）基于對該銅爐渣性質(zhì)的研究，研究了磨礦細度與捕收劑用量對的銅爐渣浮選行為的影響。試驗結(jié)果表明，當(dāng)磨礦細度為-0.074mm 占85%，捕收劑用量為80 g/t 時，浮選所得精礦中銅的品位及回收率較為理想。

（3）閉路試驗結(jié)果表明，經(jīng)過一次粗選，兩次精選，兩次掃選的閉路作業(yè)，可以獲得銅品位為26.47%，銅回收率為76.46%的銅精礦產(chǎn)品。產(chǎn)品符合銅冶煉要求，試驗結(jié)果較好。