簡述閃速熔煉爐渣浮選銅研究與實踐進展

楊采文

（中鋁東南銅業有限公司，福建 寧德 352100）

1 銅渣的特性與浮選機的選擇

（1）爐渣的性質主要受冷卻速度的影響，進而影響到爐渣的浮選效果。

（2）礦物成分相對簡單，但是鑲嵌關系很復雜。

（3）爐渣很難研磨。

由于爐渣密度較高，為了防止砂石沉入沉槽中，利用機器將厚重的顆粒與外空氣混合起來。由于礦渣是一種人造礦石，原礦的波動很大，此外，根據冶煉廠的礦渣選礦廠的實際產量，從而增加沉槽的數量，從而有利于浮選指標的完成。

2 影響爐渣浮選的因素

銅渣實際上是一種“人造銅礦石”。由于此種方法選礦方法成本低，回收率高，富集效果好，廢渣品位低，廣泛用于國內外銅冶煉企業回收銅金屬[1]。

2.1 冶煉工藝

目前大都使用的是在高溫熔煉爐中煉化固化硫化銅精礦和助熔劑，導致銅，硫和未氧化鐵變成銅液體，而且融化的熔融溫度范圍為1150℃～1300℃。該銅液體的化學性質主要為可溶于貴金屬例如Au和Ag以及其他的硫化物金屬的共同熔于一體，其主要組成成分為FeSCu2S。由鐵橄欖石組成的氧化物熔體主體被稱之為爐渣。又由于融化的銅的密度高于爐渣的密度，從而導致融化狀的銅與爐渣不相容。可以適當增加硅酸成分并且追加到爐里的進料組分中，并且在熔化過程時，要保持鼓速相對穩定。此時，FeSO4在高溫作用下在爐內與石英反應形成鐵和橄欖石渣。不然，如果熔煉的溫度有所下降，將會導致FeSO4在進入熔煉的后期時，逐漸變成磁鐵礦，從而導致熔體粘度增加，使得銅熔劑和熔渣的分離效果惡化[2,3]。并且銅顆粒滲入爐渣部分因為是細小的和分散的顆粒，并嵌入其他礦物中，使這部分進入爐渣的銅難以通過浮選回收。而本廠采用的冶煉工藝，與現在已經成熟的冶煉工藝相結合，得出了一套適用于本廠的操作方式。主要操作如下：顎式破碎機的排礦口尺寸應該控制在100mm～120mm，半自磨給礦的粒度應該控制在F95≤200水平之間，為半自磨機排礦的粒度應該控制在P80≤1.5水平內，濃度應該掌握在75%～80%之間，球磨機排礦的濃度要在70%～75%之間，一段分級旋流器溢流的濃度要在43%～47%之間而且要使細度（200目）≥65%，粗選一的PH值應該在8～9之間，泡沫層厚度在380mm～450mm內。臺效（t/h）值為158噸/時，原礦Cu品位（%）在1.6～1.8范圍內的粗選一的各個加藥量分別為2#油為2.81，Z-200為8.44，硫化鈉為86.90，碳酸氫鈉為197.50，氫氧化鈉為86.90。

2.2 供料方式

煉銅中的爐渣銅的結晶粒度大小主要受熔化狀態時的爐渣的冷卻方法和冷卻時間所影響，平緩的冷卻能幫助熔化狀態的流體中的硫化銅及金屬銅的結晶粒的不斷反應增大。所以，從熔爐熔渣閃速煉銅中排出的炙熱渣子通過溜槽流入渣包，然后，先從渣包車運到渣緩冷場，從而使渣包進行充分的緩慢冷卻，整個過程大概需要60個小時左右，然后將渣子從渣包車中卸出至專門堆放渣子的場地保存，對于體積大的渣子應該用大型碎石機進行處理碾碎至500mm以下，最后，用前裝機通過給料斗運送到粗碎倉儲備[4]。

2.3 爐渣的材料成分

表1 熔煉爐渣成分

2.4 礦渣選礦的主要特點

基于對礦渣本身特殊性質的討論與分類。其主要特點是：①在浮選過程中的低濃度30%～35%，工藝流程長。

②易碎且難以研磨，研磨時間長，耗電量和鋼材消耗量兩者均高于普通礦石。③少量使用化學品，易于操作和管理，有很好的富集效果，是從冶煉渣中回收銅的最經濟有效的方法[5]。由于爐渣密度高，為了防止粗粒礦石在浮選機中下沉，浮選機采用外充氣粗粒機械攪拌浮選機。鑒于礦渣是人造礦石，礦石的品位高度揮發。對于原渣來說，其產率為100%，礦量為1155672.72（t/a），且Cu的品位為1.71%，回收率的Cu為100%，對于銅精礦來說，產率為5.49%，礦量為63404.61（t/a），Cu的品位為26.00%，回收率為83.42%，渣尾礦的產率為94.51%，礦量為1092268.11（t/a）品味為0.30%，回收率為16.58%。并根據渣選廠的實際生產情況，選擇浮選機增加數量并且有利于保證浮選指標。

2.5 爐渣濃縮的精煉

大部分閃速爐渣被熄滅并輸送到礦場。這些爐渣中的銅晶體非常細，難以研磨，難以回收，即使緩慢冷卻的泡沫也很難選擇利用珊瑚礁的提取。

在深入了解蘇聯的研磨和分選指標后，研究了從銀爐反射爐中排出的高硅空氣淬火礦渣的物質組成。在此基礎上，對其進行了選礦試驗，得出反射爐渣在pH值約為6時反應較弱，易于操作。

3 浮選法回收銅渣中金屬銅的效果

浮選法回收金屬銅低于熱解過程，廢渣所占質量低（約0.3%～0.4%），有利于提高提取速度。浮選法用于處理礦渣浮選精礦的產量約為原爐渣總量的10%，從而增加了爐渣充分在爐內的產生量，并且有效的提高了熔渣的利用效率。并且Fe3O4和一些細小的雜質的減少了也降低了在熔化過程的諸多不利因素的發生可能，同時在熔煉過程中充分為墊料與爐渣的分離制造有利條件，從而有效降低銅的損失率，提高了熔煉的回收率。

該方法耗能較少，能耗大約為90kWh/（t）爐渣，浮選法為44.2KWh/（t）從而降低了成本。而且浮選后殘留物的鐵含量降低。

4 結語

銅渣中的銅的組成主要為硫化銅和金屬銅的化合物形式，在選擇銅渣的方面，決定標準指標的最重要方面主要包括銅粒子的尺寸和銅粒子的晶粒大小有很大的聯系。由于冷卻速度不同，熔渣的晶體尺寸，現有形狀的銅的因為嵌入關系不同，使得研磨和浮選的難度不同，導致分選效果的差異，因此有必要加強它們之間的關系聯系。爐渣的冷卻速度和銅顆粒的晶體尺寸與浮選效果有關，從而選擇最佳的冷卻方式和冷卻速度，為浮選回收提供理想的爐渣。鑒于技術和經濟因素，未來的熔渣回收將是以回收銅的最重要手段為基礎，有著很好的發展前景。