河南某冶炼铜渣浮选回收铜的实验研究

2021-02-21任朋田应忠郭鑫

矿产综合利用 2021年6期

任朋，田应忠，郭鑫

(中铝郑州有色金属研究院有限公司，河南郑州 450041)

我国铜矿资源丰富，且具有共伴生矿多、品位低的特点。随着铜矿资源的开采利用，其开采品位已低至0.2% ～ 0.3%[1-2]。2019年我国精炼铜978.4万t，研究表明生产1t铜约产生2 ～ 3 t的铜渣，我国每年铜渣产量在2000万t以上[3]。铜渣中残余铜含量在大多在0.5%，因此，对铜渣的分选利用具有很高的经济利用价值。

目前对铜渣的处理火法贫化、湿法提取以及浮选法等[4]。火法贫化是采用贫化炉使渣中铜转入铜锍中，从而降低渣的铜品位而达到回收铜的目的。湿法浸出可以综合回收渣中的铜、钴、镍等有价金属元素，但浸出药剂对设备腐蚀严重，过程中会产生大量废水需处理[5]，因此浮选法还是目前较为理想的回收铜渣中有价金属的方法。本文针对河南某冶炼厂铜渣进行磨矿和浮选实验，提出适合的药剂制度和工艺流程，实现铜渣中铜资源的有效回收。

1 铜渣性质分析

对铜渣试样进行了化学多元素分析和物相分析，其化验结果见表1、2。

表1 铜渣化学多元素分析/%Table 1 Chemical multi-element analysis of copper slag

由表1可知，铜渣试样中铜含量为4.78%，铁含量为37.58%，锌含量为1.97%，有价金属含量较高。

由表2可知，铜渣中铜主要以硫化铜形式存在，占有率为71.76%，其次为金属铜，占有率为23.01%，这两部分铜占总铜的94.77%。

表2 铜物相分析Table 2 Phase analysis of copper

2 实验设备及药剂

本研究所用实验设备及药剂见表3。

表3 设备及药剂Table 3 Equipment and agents

3 实验结果与讨论

3.1 磨矿细度实验

实验选择丁基黄药为捕收剂，用量为60 g/t；松醇油为起泡剂，粗选用量为30 g/t，扫选用量为15 g/t；矿浆浓度为40%，粗选pH值为7，采用一粗一扫的工艺流程进行磨矿细度实验，实验结果见图1。

图1 磨矿细度对浮选指标的影响Fig.1 Effect of grinding fineness on the separation of flotation

由图1可以看出，随着磨矿细度的增加，铜精矿的品位和回收率随之增加；当磨矿细度达到-43 μm 80%时，精矿铜品位为21.89%，回收率达到84.62%。随着磨矿细度继续增加，铜精矿品位略有降低，铜回收率保持不变。这是由于磨矿过细造成矿石泥化，降低了捕收剂的选择性捕获能力，使得铜精矿品位降低。因此，选择磨矿细度为-43 μm 80%。

3.2 矿浆pH值实验

实验确定丁基黄药为捕收剂，用量为60 g/t；松醇油为起泡剂，粗选用量为30 g/t，扫选用量为15 g/t；矿浆浓度为40%，磨矿细度-43 μm 80%，采用一粗一扫的工艺流程进行矿浆pH实验，实验结果见图2。

图2 pH值对浮选指标的影响Fig.2 Effect of pulp pH value on the separation of flotation

由图2可以看出，矿浆pH值对铜渣浮选指标并无太大影响。因此，浮选实验可在自然pH值（pH≈7）下进行，无需添加pH值调整剂。

3.3 捕收剂用量实验

实验确定磨矿细度-43 μm 80%；松醇油为起泡剂，粗选用量为30 g/t，扫选用量为15 g/t；矿浆浓度为40%；采用一粗一扫的工艺流程进行捕收剂用量实验，结果见图3。

图3 捕收剂用量对浮选指标的影响Fig.3 Effect of collector dosage on the separation of flotation

由图3可以看出，当捕收剂用量由20 g/t增加至60 g/t时，精矿铜品位基本不变，回收率明显提高。当捕收剂用量由60 g/t继续增加至100 g/t时，精矿铜品位开始降低，回收率无明显增加。综合考虑到精矿铜的品位和回收率，捕收剂使用量为60 g/t，此时精矿铜品位为21.48%，回收率为83.47%。