铜冶炼转炉渣选铜工艺研究

铜渣是火法冶炼铜中产生的废渣，渣的数量随着铜冶炼生产量增加而增加。到目前，火法冶炼铜形成渣的数量已经达到5000万t，随着大型冶炼铜企业规模的增大，铜渣的数量还在不断增加。铜渣有电炉渣和转炉渣之分，其中转炉渣中含铜量相对较高，铜的品位可以达到3%~12%，相对于目前国内大多数铜矿山而言，转炉渣是一种高品位的二次资源，如何回收转炉渣中的铜，国内外进行了大量研究工作。目前从转炉渣中回收铜的工艺技术主要有浮选、湿法浸出、火法和联合工艺选矿法等，其中浮选法在生产中得到较好的应用。我们该文通过对浮选药剂、选别工艺和技术参数的优化研究来提高从铜冶炼转炉渣中回收铜的技术指标。

转炉渣外观为黑色及黑灰色致密块物质，它是一种人造矿石，其硬度高、密度大。主要化学成分为铁和硅，其余为铜及少量的金、银、铅、锌等有价成分。渣中主要矿物为铁橄榄石、磁铁矿和硫化铜矿物等，铁橄榄石和磁铁矿占矿渣总量较大。在转炉渣中铜大部分呈硫化铜和金属铜形式产出，浮选性质和天然的硫化铜矿石基本接近。转炉渣中铜最具有回收价值，其次是铁，铜主要以硫化铜和金属铜的形式存在，这对采用浮选法回收铜非常有利。

为了考察磨矿细度对选铜的影响，进行了磨矿细度条件试验。该试验结果表明，铜粗选回收率随磨矿细度的提高而提高，但在磨矿细度达到-0.074mm占84%时回收率基本稳定，增长缓慢，磨矿细度进一步提高，品位下降，确定磨矿细度为-0.074mm占84%较为合适。铜粗选药剂用量试验结果表明：丁基黄药用量对品位影响较大，丁基黄药用量低时，铜精矿品位较高，达到34%，回收率偏低，小于80%；用量高时，品位又下降过快，铜精矿品位低于20%，回收率小于84%。由于炉渣密度较大，理论上浓度大有利于粗粒级晶相铜的上浮。依据现场转炉渣浮选操作经验，提高铜粗选作业浓度可使合格粗粒级铜尽快尽早回收。从粗选浓度试验结果可知，随着浓度的增大，铜粗精回收率不断增加，尾矿回收率逐渐下降，但铜精矿品位也下降明显，而尾矿品位变化不大。鉴于试验室浮选设备不同于现场工业生产设备，因此确认铜粗选作业矿浆浓度为36%。

依据转炉渣的浮选特性，需要对粗选尾矿再磨再选，以进一步提高铜回收率。随着粗选尾矿再磨细度的提高，铜粗精矿的品位和回收率均呈上升趋势，尾矿品位呈下降趋势。结合现场实际生产条件，粗选尾矿的磨矿细度为-0.044mm占91%。由于二段铜粗精矿品位降低，与品位较高的一段粗选铜精矿合并后铜品位小于20%。因此，有必要对二段铜粗精矿进行精选试验，确定铜精选的次数和可能达到的铜精矿品位。由于一段浮选铜精矿中含有较多的易浮铜，将一段浮选铜精矿引入二段精选作业中，用易浮铜“背负”再磨后不易浮的铜，有利于铜回收率和品位指标的提高。为此，进行了“背负”精选试验。采用一段铜精矿背负浮选，二段精选铜精矿品位达到24.24%，回收率达到86.9%，说明“背负”精选有利于提高铜精矿品位。

粗选矿浆浓度试验表明，随着矿浆浓度的增大，铜粗精矿回收率不断增加，尾矿回收率逐渐下降，但铜精矿品位也下降明显，而尾矿品位变化不大。铜粗选作业适宜的矿浆浓度为36%~44%。“背负”铜精选试验表明，用一段粗选铜精矿做二段选铜“背负”精选，可明显提高最终铜精矿的品位。采用“背负”精选技术，通过阶段磨矿和阶段选别工艺，取得了铜精矿品位23.14%，回收率88.75%的实验室闭路试验指标。本试验结果已成功应用于生产实践，近两年来，在转炉渣含铜品位4.86%的条件下，取得了铜精矿品位28.62%、回收率88.84%的结果。若通过适当降低铜精矿品位，回收率可提高1%~2%。选冶联合流程是进一步提高铜资源综合利用水平的重要研究方向，现阶段正在探索转炉渣缓冷处理对选矿的影响。