山西某铜冶炼渣浮铜药剂制度优化研究

2022-03-18杨利平王子涛柴垣民

现代矿业 2022年2期

杨利平王子涛冯斌柴垣民车红

（山西北方铜业有限公司）

目前，世界各国均以火法冶炼硫化铜矿，该方法生产的铜占总铜的80%～85%［1］，每冶炼1 t金属铜会产生2～3 t 冶炼渣［2］。受铜矿资源日益枯竭的影响，部分铜品位0.2%～0.3%的铜矿石已被开采利用［3］，而铜冶炼渣含铜较高，高效开发利用该二次资源具有经济和环境价值［4］。

铜冶炼渣中的主要金属矿物为黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、金属铜、磁铁矿，非金属矿物主要为铁橄榄石、石英、玻璃体化的绿泥石、黑云母、长石等硅酸盐矿物［5］，其中的有价金属回收方法主要有物理选矿法、火法贫化法、湿法浸出法及联合法等［6］。20 世纪50 年代以前，铜冶炼渣主要以火法贫化法处理，随着冶炼工艺“四高”技术的广泛应用，铜冶炼渣含铜越来越高，一般为2%～5%，平均约3%，火法贫化法已经不能完全满足贫化弃渣要求。物理选矿法虽然占地面积大、建设投资较高，但其回收率高、能耗低、绿色环保，已成为国内外广泛应用的铜冶炼渣处理方法［7］。

山西某铜冶炼厂以含铜25%左右的硫化铜精矿为原料，采用富氧底吹熔池熔炼+铜锍PS转炉吹炼工艺炼铜（转炉渣返回熔炼工序），每年产生的约33 万t熔炼渣由公司选矿厂进行处理，主要回收对象为铜，浮选捕收剂为Z-200+丁基黄药（235+600 g/t）、起泡剂为松醇油（240 g/t）。为了降低尾矿铜品位和药剂消耗，开展了浮选药剂优化研究。

1 铜冶炼渣性质

铜冶炼渣主要化学成分分析结果见表1，铜物相分析结果见表2，后续试验确定的合适磨矿细度（-45 μm占90%）下的嵌布特征见图1，粒级分布见表3。

由表1 可知，铜冶炼渣中的有用成分Cu、Fe 含量分别为3.71%、48.00%，Pb、Zn 含量分别为1.30%、1.20%；主要脉石成分SiO2含量为25.00%。

由表2 可知，铜冶炼渣中的铜主要为硫化铜，占总铜的88.32%；金属铜、氧化铜及其他铜含量均不高，分别占5.71%、3.26%、2.71%。

由图1 可知，铜冶炼渣中主要成分为磁铁矿、铁橄榄石、玻璃体、铜矿物及石英等，其中铜矿物主要以细粒级连生体的形式存在。

由表3 可知，磨矿产品粒度微细，19～2 μm 占76.89%，10～2 μm 占44.69%。对于这样细度的磨矿产品，要获得理想的选矿指标，浮选药剂的高效性、针对性必须足够优良。

2 试验结果与讨论

模拟现场阶段磨矿（一、二段磨矿细度分别为-74 μm 占65%、-45 μm 占90%）阶段选别+中矿集中浓缩返回二段磨矿的工艺流程进行试验，快速浮选采用选择性较强的Z-200和捕收性较强的丁基黄药为捕收剂，常规粗选、扫选采用丁基黄药为捕收剂，可在确保精矿品位的前提下获得较低品位的尾矿［8］。

2.1 药剂种类试验

结合现场生产工艺及药剂制度，对5 种捕收剂（丁基黄药、Z-200、丁基氨黑药、B37（B37为Z-200复配药）、BS30（BS30 为丁基钠黄药复配药））及2 种起泡剂（松醇油、PQ）进行组合，开展不同药剂对比试验。试样在一段磨矿-74 μm 占65%的情况下1 次快速浮选，快速浮选尾矿再磨至-45 μm占90%后进行2粗2 精2 扫开路浮选，不同药剂情况下的试验结果见表4。

由表4 可知，选用B37 替代Z-200 可以获得更高的铜回收率；BS30与丁基黄药的性质和指标相似，并无明显优势；PQ 代替松醇油，尾矿品位可由0.233%降低至0.224%，因此宜选用PQ为起泡剂。