第９卷增刊ｌ ２００９年６月
过程工程学报
Ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖ０１．９ Ｓｕｐｐｌ．Ｎｏ．１ Ｊｕｎｅ ２００９
反射炉炼铜渣回收铜技术探索
秦庆伟１， 张丽琴１， 黄自力１， 李密１， 李光强１， 廖广东２
（１．武汉科技大学钢铁冶金及资源利用教育部重点实验室，湖北武汉４３００８１１ ２．黄石大江集团有限公司，湖北黄石４３５００５）
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过程工程学报
表３冰铜相组成分析结果
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图４钥口】冶中Ｆｅ儿糸的曲分巾幽 Ｆｉｇ．４ Ｆｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｐｌａｎｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｓｌａｇ
增刊１
秦庆伟等：反射炉炼铜渣回收铜技术探索
图５铜渣中Ｆｅ儿素的血分布图 Ｆｉｇ．５ Ｆｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｐｌａｎｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｓｌａｇ
图６铜渣中Ｏ元素的面分布图 Ｆｉｇ．６ Ｏ ｅｌｅｍｅｎｔ ｐｌａｎｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｓｌａｇ
表１渣样成分的ＸＲＦ分析结果
图ｌ铜渣的光学显微照片
Ｆｉｇ．１ Ｏｐｔｉｃａｌ ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ ｏｆＣｕ ｓｌａｇ
图２铜渣的ＳＥＭ照片 Ｆｉｇ．２ ＳＥＭ ｉｍａｇｅ ｏｆ Ｃｕ ｓｌａｇ
图３俐渣中Ｃｕ几糸的山分仰图
Ｆｉｇ．３ Ｃｕ ｅｌｅｍｅｎｔ ｐｌａｎｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｓｌａｇ
Ｎａ２Ｓ添加量与铜精矿回收率和品位的关系，如图１４所 示，可以看出硫化钠用量从２００ ｇ／ｔ增加到８００ ｒｄｔ时， 铜精矿品位和回收率逐渐增加，当硫化钠用量为８００ ｇ／ｔ 时，铜精矿品位达到最大值，硫化钠用量增加到ｌ ０００ ｇ／ｔ 时，铜回收率基本保持不变而铜的品位却下降．这是因 为硫化钠用量低于８００ ｇ／ｔ时，硫化钠主要使氧化铜活 化，当硫化钠用量超过８００卧时，炉渣中的其他矿物 上浮比例增大，导致浮选铜精矿品位下降． ３．２．３捕收剂种类和用量的影响
收稿日期：２００８—１０－２３，修回日期：２００９－０２—１２ 基金项目：湖北省教育厅科研计划项目（编号：Ｂ２００８１１０１；武汉科技大学钢铁冶金及资源利用教育部重点实验室开放基金资助项目（编号：ＦＭＲＵ２００７Ｋ０５）ｔ
武汉科技大学基金项目（编号：２００５ＸＹ３）
作者简介：秦庆伟（１９７４－－），男，山东省单县人，博士，副教授．主要研究方向为有色冶金，Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｉｎｇｗｅｉｑｉｎ＠３ｖａｈｅｏ．ｃ姐．ｃ也
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Ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｆｉｎｅｎｅｓｓ（－７４ ｒｉｍ）（％）
图１３磨矿细度对回收率和品位的影响
Ｆｉｇ．１３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆｇｒｉｎｄｉｎｇ ｆｉｎｅｎｅｓｓ ｏｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒａｔｅ ａｎｄ ｇｒａｄｅ
ＡｄｄｉＥｏｎ ｏｆ Ｎａ２Ｓ（ｏ／ｔ）
度３０％的浮选条件下，渣精矿品位４．５４％，回收率达６４．６５％，常规选矿工艺难奏效．吹炼转炉渣返回贫化作业会导致
反射炉渣含铜较高，添加一定量黄铁矿精矿，采用热渣排放方式能有效降低渣含铜．
关键词：反射炉；水淬渣；浮选：贫化
中图分类号：ＴＦｌｌｌ。１７；ＴＤ９２５．７
文献标识码：Ａ
文章编号：１００９－６０６Ｘ（２００９）ＳＩ－－００１３－－０６
冰铜相对药剂的吸附量直接影响浮选回收率，捕收 剂要在矿物表面产生足够的疏水性，就必须有足够的吸 附量，药剂在矿物表面的最佳吸附效果对应于矿物最佳 浮选效果．实验条件如下：矿浆浓度３０％，磨矿细度 －０．０７４ ｍｌＴｌ含量占９５％，自然介质条件，Ｎａ２Ｓ用量８００ 趴，六偏磷酸钠用量８００趴，松醇油用量６０鲈，浮选 时间６ ｍｉｎ，得到捕收剂种类和用量与铜精矿回收率和 品位的关系，如图１５和１６所示，可以看出同样条件下， 丁基黄药与丁胺黑药混合使用的浮选效果优于丁基黄 药与丁胺黑药单独使用的效果，混合药剂使用量从８０ ｇ／ｔ增加到２４０ ｇ／ｔ时，回收率从４８．１７％增加到６４．６５％， 铜精矿品位有所下降．当使用量超过２４０ ｇ／ｔ时，铜回收 率增加不大．这是由于丁基黄药对硫化铜矿的捕收效果 较好，对氧化铜矿的捕收效果较差，而丁铵黑药对氧化 铜矿除了具有较好的捕收作用外，还兼有轻微的活化作 用，二者混合使用弥补了单一捕收剂的不足．
主要仪器和设备如下．ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ Ｘ？ｅｒｔ ＰＲＯ ＭＰＤ型Ｘ射线衍射仪，ＳＴＡ４４９型综合热分析仪， Ｑｕａｎｔａ２００扫描电镜，ＥＳＣＡＬＡＢ ＭＫ ＩＩ型Ｘ射线光电 子能谱仪，Ａｘｉｏｓ ａｄｖａｎｃｅｄ型Ｘ射线荧光光谱仪， ＷＩＳＳＥＬ穆斯堡尔谱仪，ＩＲＩＳ Ａｄｖａｎｔａｇｅ ＥＲ／Ｓ电感耦合 等离子体发射光谱议，ＯＩ，Ⅵ旧１７Ｓ ＢＸ５ｌ ＴＲＦ型显微镜， ＸＺＭ型振动磨样机，ＸＭＱ型球磨机，ＸＦＤ型单槽浮 选机，井式高温气氛炉等． ２．３实验方法
３．１水淬渣的物质组成研究
ＳＥＭ／ＥＤＳ、ＸＰＳ分析证实了上述推测，结果如图３～１２
反射炉熔炼水淬渣粒度一般在１０ ｍｍ以下，外观 所示．可以看出冰铜相的主要由Ｃｕ，Ｆｅ，Ｓ等元素组成，
近球形，呈黑色，中空易碎，炉渣经球磨后分别进行 物相成分可能为Ｃｕ２Ｓ，金属Ｃｕ，ＣｕＦｅＳ２，ＦｅＳ（溶解有
ＸＲＦ和ＩＣＰ－ＡＥＳ测试，结果如表１和２所示，可以看 出，炉渣中Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ等有用成分比较高，值得回收， ２种测试方法获得的数据吻合较好，基本确定了炉渣的 大致成分．显微镜下观察发现，渣样主要由硫化物（冰铜）
采用常规选矿和熔炼贫化方法对反射炉水淬渣分 别进行贫化探索．（１）常规选矿方法，每次称量２５０ ｇ炉 渣，用锥形球磨机磨至所需粒度，然后倒入０．７５ Ｌ浮选 槽中，按设计的实验流程浮选提铜，浮选精矿和尾矿烘 干称重后进行ＩＣＰ分析，确定精矿品位及回收率；（２） 熔炼贫化方法，即按照设定的配比，将干燥后铜渣、黄
分析基础上，探索水淬铜渣的循环利用技术，同时也为 其他类型熔炼铜渣的综合利用提供借鉴．
２ 实验
２．１实验原料 从冶炼厂反射炉水淬渣现场选取若干有代表性渣
样，制样后进行扫描电镜（ＳＥＭ／ＥＤＳ）、光学显微（ＯＭ） 分析和岩矿鉴定，以确定炉渣的显微结构，另外取破碎 后炉渣分别进行Ｘ射线荧光分析Ｇ娘Ｆ）、Ｘ射线衍射 （ＸＲＤ）、Ｘ射线光电子能谱ｆｘａ，ｓ）、Ｍ６ｓｓｂａｕｅｒ分析、等 离子体原子发射光谱分析（ＩＣＰ－ＡＥＳ）、ＤＳＣ／ＴＧ热分析， 以确定炉渣的成分及有价元素的赋存状态． ２．２实验仪器与设备
图７铜渣中Ｓｉ元素的血分布图 Ｆｉｇ．７ Ｓｉ ｅｌｅｍｅｎｔ ｐｌａｎｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｓｌａｇ
图８铜渣中冰铜相的ＥＤＳ分析点
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图９冰铜相Ａ点处ＥＤＳ谱 Ｆｉｇ．９ ＥＤＳ ｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｓｐｏｔ Ａ
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图１１冰铜相Ｃ点处ＥＤＳ谱 Ｆｉｇ．１ １ ＥＤＳ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆｓｐｏｔ Ｃ
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３．２反射炉水淬渣浮选提铜 影响铜渣浮选工艺过程的因素很多，主要有以下几
个方面：（１）炉渣的物质组成和化学成分；（２）矿浆制 备；（３）浮选药剂制度；（４）浮选机造成的工作条件：（５） 浮选工艺流程．为了探索浮选工艺回收铜渣中有用金属 的效果，主要研究磨矿细度、Ｎａ２Ｓ添加量、捕收剂种类 和用量等参数对浮选指标影响． ３．２．１磨矿细度的影响
摘要：在铜熔炼反射炉渣中铜铁赋存状态分析基础上，采用常规选矿和火法贫化工艺对反射炉水淬渣进行回收铜技
术探索．研究结果表明，水淬渣含１．０６％铜和３６．４１％铁，铜、铁、硅矿物紧密共生，相互交织，铜矿物的结晶粒度多
数低于５岫，在Ｎａ２Ｓ用鼍８００鲈、混合捕收剂用量２４０ ｇ／ｔ、浮选时间６ ｒａｉｎ、磨矿细度９５％为－０．０７４衄、矿浆浓
万方数据
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过程工程学报
第９卷
铁矿粉混匀后、压实，加盖后埋碳升温，保温一定时间 盐相以及玻璃体等４种不同的相组成，结果如图１所示，
后取出铜渣，切割坩埚回收冰铜，制样后显微镜下观察 渣中冰铜形貌及粒度分布，探索熔炼法贫化可能性．
３结果与讨论
少量大颗粒直径约４０ ｌｕｎ，大部分为较小颗粒，直径低 于５ ｇｍ，如图ｌ和２所示．可以看出，炉渣在冶炼时沉 降并不充分，在放渣前有返转炉渣操作，一部分转炉渣 未经澄清即随渣放出造成，对炉渣随后进行的
硫化钠是常见的浮选调整剂，既可作有色金属氧化 矿的活化剂，亦可作有色金属硫化矿浮选分离的抑制剂 和混合精矿的脱药剂．因此，合理应用硫化钠能改善浮 选分离的选择性．实验条件如下：矿浆浓度３０％，磨矿 细度－０．０７４ ｍｍ含量占９５％，自然介质条件，丁基黄药 用量２００９／ｔ，松醇油用量６０鲈，浮选时间６ｍｉｎ，得到
浮选技术指标的高低，很大程度上取决于磨矿时炉 渣的单体解离程度．选矿要求炉渣中的有用矿物粒子与 其他结晶最好达到完全单体解离，生产实践中力求少产 生连生体和和尽可能减少过粉碎．实验条件如下：矿浆 浓度３０％，自然介质条件，丁基黄药用量８０鲈，松醇 油用量６０鲈，浮选时间６ ｍｉｎ，得到磨矿细度与铜精矿 回收率和品位的关系，如图１３所示，可以看出随磨矿 细度提高，回收率提高，铜精矿品位降低．由此可见， 铜渣中有用组分嵌布太细，常规渣选工艺效果不明显， 而且磨矿细度增加带来的泥化现象导致浮选环境恶化， 致使分选指标下降． ３．２．２ Ｎａ２Ｓ添加量的影响