选矿技术在铜渣综合利用中的应用

2019-03-04汪江敏

冶金与材料 2019年1期

汪江敏

（国投金城冶金有限责任公司，河南三门峡 472500）

我国的铜冶炼历史悠久，主要以火法冶炼为主，产生的炉渣量非常大，且呈现年年上涨的趋势。为有效提高铜矿利用率，控制铜渣排放，保护生态环境，必须优化铜渣选矿技术，提高铜渣综合运用能力。合理开发铜矿资源的同时，最大限度减少污染排放。

1 铜渣特性与分类

铜渣中含有各类氧化物，铜渣的主要成分为斑铜矿、辉铜矿、金属铜、磁铁矿、铁橄榄石、非晶相物质等聚合体，其中主要成分为铁化合物，铁品位约为39%，这些铁化合物又可细分为铁橄榄石、磁铁矿等。铜渣中铁、铝、钙、硅等金属氧化物的含量超过铜渣总量的90%，另外还包含少量的金、铜、锌、铅等有价金属，这些金属的回收都比较困难。基于铜渣的这些特点，我们需要通过研究选矿技术对其进行分离，这对铜渣综合处理具有非常重要的作用。

2 炉渣选矿技术

2.1 磁选定法

铜渣中的主要磁性成分为各类铁合金和磁铁矿，钴、镍两种元素在铁磁矿中比较稀少，而铜元素是不具有磁性的，因此，将结晶状况良好的炉渣粉碎，就能够成为一种有效的预富集方式。磁选法尽管精度不高，但在处理大量铜渣时具有较高的效率。同时，这一方法能够有效回收铜渣中的铁矿物，除二氧化硫超标外，剩余部分基本符合了铁精矿的标准，提高了铜渣中铁的回收利用率。

2.2 浮选法

在目前的铜冶炼工艺中，铜渣中铜矿物主要是以硫化物的形式存在，因而从铜冶炼渣回收有价元素工艺中浮选法是运用最广的一种铜回收方法。相比于磁选法，浮选法的回收效率更高，而且其消耗的能力也更加少。而与炉渣返回重练法相比，浮选法具有能耗低、环境污染小，回收率高、富集比大等特点，能够有效分离四氧化三铁以及其他一些非铜物质，初次之外，浮选法还具有另外一个优点，在前期回收中，浮选法的回收率可以达到90%以上，能够直接选出铜品位较高的铜矿，节约了大量选矿成本。

（1）快速浮选。在炉渣选矿时，通常使用阶磨阶选的方式，矿物完成研磨后直接进入快速浮选阶段，能直接选出高品位的铜矿。炉渣中铜的分布密度，与炉渣的冷却控制过程有较强的关联性。据数据显示，在冷却过程较为缓慢的条件下，炉渣中硫化铜会大量解离，回收这部分铜化合物能够得到品位较高的铜精矿，有利于提高铜的回收效率，降低尾渣中的铜含量，有效避免了资源浪费。同时，快速有效的浮选，有效控制了生产成本，提高了铜冶炼厂的经济效益。

（2）闪速浮选。快速悬浮工艺能回收大颗粒的铜矿物，但仍会有部分铜矿物滞留在磨矿回路中，不仅影响了选矿效率，同时给旋流器造成了负担。闪速悬浮法的运用能有效解决这一问题，将磨矿回路中的铜矿颗粒进行回收，其主要技术特点有：第一，通过回收磨矿回路中的大颗粒单体解离矿物，减少了有用矿物的再粉碎，提高了铜矿回收效率。第二，超高浓度闪速浮选能够有效实现对重金属的浮选，提升重金属矿物浮选指标。第三，闪速浮选针对的是磨矿分级回路中的沉砂，而分级回路并非按照矿物颗粒的物理性状进行分类，因而造成沉沙中的新矿物并不比已有矿物的品位高，使得闪速浮选法能够选出更高品位的矿物，提升了铜回收效率。第四，闪速浮选能够快速从铜渣中获取到品位较高的铜矿物，避免了铜矿物在后续选矿流程中的损耗，有效提高了铜矿的整体回收率。第五，由于闪速浮选法在常规浮选法之前，快速有效的回收了大颗粒铜矿物，使得常规浮选的设备降低了浮选细度，减少了浮选量和浮选时间，减低了设备功耗，从而节约了生产成本。第六，由于闪速浮选选出的铜矿物颗粒较大，一定程度上提升了总精矿的整体粗度，这有利于提升下一步的脱水效率。

3 尾渣的综合利用

现有选矿技术并不能实现百分之百的铜矿物回收，由于炉渣中的部分铜是以冰铜的形式存在，嵌布在磁铁矿和铁橄榄石之间，选矿技术很难对其进行有效回收，在尾渣中通常铜品位依旧为0.3%左右。如何对尾渣做出处理，就目前的研究来看，尾渣浸出技术虽然有一定的效用，但资金投入大限制了其大范围推广。现在尾渣多被用来修筑公路、铁路等道路工程路基。尾渣铜矿回收技术还待进一步研究。