強化閃速熔煉渣中銅損失形態檢測分析＊

黃明金,謝 鍇

(1.江西銅業集團公司貴溪冶煉廠,江西貴溪 335424;2.江西銅業集團公司博士后科研工作站,江西貴溪 335424)

強化閃速熔煉渣中銅損失形態檢測分析＊

黃明金1,謝 鍇2

(1.江西銅業集團公司貴溪冶煉廠,江西貴溪 335424;2.江西銅業集團公司博士后科研工作站,江西貴溪 335424)

通過對強化閃速熔煉沉淀池渣和貧化電爐渣的化學物相分析和礦相顯微分析,發現閃速爐銅損失中硫化物含銅 60%左右,氧化物含銅 40%左右;硫化態銅以眾多的微細銅锍顆粒為主,赤銅礦以帶狀或不定形存在于其他礦物中;渣中 Fe3O4大多以溶解態分散在渣相中,也有少量以片 (塊)狀存在。降低渣中銅損失要加強還原貧化,減少氧化物形態渣含銅損失,并強化沉淀池的沉清分離作用,要重點解決閃速熔煉中的 Fe3O4問題。

閃速熔煉;化學物相;礦相;Fe3O4

強化閃速熔煉,不僅投料量大幅增加,而且體系氧勢高,銅锍品位高,最終導致渣含銅也高。銅在棄渣中的損失是造成火法煉銅中銅回收率低的主要原因。研究銅在渣中損失的形態和影響渣含銅的因素,同時充分發揮現有沉淀池的作用是當前強化閃速熔煉中急需解決的問題之一。棄渣含銅損失是一個非常復雜的問題,牽涉到原料、配料、爐況和操作習慣等諸多因素。從冶金反應工程學的角度看,主要影響因素是銅锍品位、爐渣成分(鐵硅比、熔渣氧勢、渣含 CaO等)、熔煉溫度、粘度和界面張力以及沉清時間等[1-11]。

為此,對閃速爐渣和電爐渣進行了取樣分析。

1 爐渣的化學物相分析

閃速爐與電爐爐渣的化學物相分析見表1和表2。

表 1 渣中銅的化學物相分析

棄渣含銅損失中硫化物含銅 60%左右,氧化物含銅 40%左右,所以還原貧化和加強沉淀池和電爐的沉清分離作用對減少棄渣含銅損失同樣重要。爐渣中的 Fe3O4含量和反應塔顆粒試樣中的 Fe3O4含量低,被硫化物或還原劑還原了一部分。

2 爐渣的礦相顯微鏡分析

設備為日本Nikon透反兩用顯微鏡。試樣為電爐急冷渣樣和沉淀池急冷渣樣。放大倍數在 100倍～500倍,觀測到的典型礦物顯微結構照片見圖 1和圖2。

電爐渣礦物組成:主要有鐵橄欖石、玻璃質、磁鐵礦、銅锍、輝銅礦、赤銅礦、鎂鐵橄欖石、鐵酸銅等。

電爐渣礦物顯微結構:銅锍呈微粒狀,線條排列、中間有一層熔渣將其分開,視野中大部分微區均是這種結構。赤銅礦少量,呈紫紅色,有單獨的粒狀,也有大一點的不定形顆粒。整個視野 Cu2O含量遠少于 Cu2S。存在有大量的細小的魚脊狀硅酸亞鐵骸晶。

沉淀池爐渣與電爐渣的礦物組成和顯微結構基本類似,唯一的區別是沉淀池爐渣中魚脊狀硅酸亞鐵骸晶的數量與體積較電爐渣的多而且大。這種骸晶一般是快速冷卻引起的。

渣樣的檢驗顯示:

(1)銅在渣中損失形態主要有:銅锍、輝銅礦、銅氧化物 CuO/Cu2O和鐵酸銅。

(2)電爐渣和沉淀池渣中硫化態銅以眾多的微細銅锍顆粒為主,其中最小者直徑 1.7～5.2μm。氧化態銅與硫化態銅相比,其數量少,但粒度大,觀察到的最大一塊為 0.364×0.296mm的 CuFe2O4。赤銅礦多以帶狀或不定形存在于其他礦物中。

(3)電爐渣中硫化亞銅的顆粒小而分散,沉淀池中硫化亞銅顆粒較電爐渣的大。電爐渣和沉淀池渣中都見到帶狀 Cu2O,它們都被其它相,如銅锍、鐵酸銅和輝銅礦所包裹。

(4)礦相顯微鏡顯示硫化態銅含量大于氧化態銅含量,這與化學物相分析結果一致。

(5)渣中 Fe3O4大多以溶解態分散在渣相中,也有少量以片(塊)狀存在。

3 結論

通過研究分析得出如下結論:

(1)棄渣含銅損失中硫化物含銅 60%左右,氧化物含銅40%左右;

(2)銅在渣中損失形態主要有:銅锍、輝銅礦、銅氧化物 CuO/Cu2O和鐵酸銅;

(3)硫化態銅以眾多的微細銅锍顆粒為主,赤銅礦以帶狀或不定形存在于其他礦物中;

(4)渣中 Fe3O4大多以溶解態分散在渣相中,也有少量以片(塊)狀存在。

從渣中銅損失形態的檢驗結果為我們進一步研究如何降低渣中銅損失指明了方向。

(1)降低渣中銅損失要加強還原貧化,減少氧化物形態渣含銅損失;

(2)要強化沉淀池的沉清分離作用,減少硫化物形態渣含銅損失;

(3)對于微米數量級的細小含銅锍粒子僅僅依靠重力作用已難以實現與渣的分離,促進小顆粒聚合長大是關鍵。

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Strengthen ing Test Analysis of Copper Loss Situation in Flash Smelting Slag

HUANGMing-jin1,XIE Kai2
(1.Jiangxi Copper Corporation Guixi Smelter,Guixi,Jiangxi 335424; 2.Jiangxi Copper Corporation Postdoctoral Station,Guixi,Jiangxi 335424)

Through strengthening the analysis of chemical phase and ore microscopy of flash smelting slag and electric furnace slag,we can find that 60%of the copper loss in slag iswith sulfide type and the 40%iswith oxide.The sulfide type copper is usually in very fine grain,the oxide type copper is in band shape or shapeless.The Fe3O4in slag ismainly in dissolved for m and slightly in slice or block shape.To lower copper loss in slag,we need to strengthen reduction dilution,to decrease oxide type copper loss,and to enhance the function ofmulti-phase separation in the settler.The problem of Fe3O4ismost critical to be solved.

Flash s melting;Chemical phase;Ore microscopy;Fe3O4

book=32,ebook=169

TF811

A

1009-3842(2010)03-0032-02

2010-04-06

江西科技支撐計劃贛財教[2008]147號第 7項

黃明金(1963-),男,漢族,江西進賢人,教授級高工,長期從事有色金屬冶煉生產管理工作,E-mail:huangminjin@gy.jxcc.com