贊比亞某冶煉銅渣的綜合利用

袁喜振，尹明水，單志強

（1. 中國有色礦業(yè)集團非洲礦業(yè)有限公司，贊比亞 基特韋 22592；2. 索爾維氰特化工（上海）有限公司，上海 201108；3. 柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 環(huán)境與食品工程學(xué)院，廣西桂林 541004 ）

非洲贊比亞銅礦資源豐富，近些年吸引力了眾多的中國礦山企業(yè)進行開發(fā)利用[1-2]。贊比亞的銅礦資源主要以硫化礦為主，銅冶煉工藝也多為火法冶煉，進而得到粗陽極銅。因每年火法冶煉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的銅渣，而部分銅渣品位較高，如果直接丟棄，既污染環(huán)境又會造成資源的浪費。所以，如何高效回收利用這部分含銅廢渣，越來越引起相關(guān)銅礦企業(yè)的高度重視。本文將針對廢渣中銅資源的回收問題，對贊比亞某地堆存大量銅渣開展浮選優(yōu)化實驗，為工業(yè)化回收利用該資源探索出一個簡單易行的選礦方案。

1 原礦性質(zhì)

銅渣中銅主要以硫化銅、金屬銅的形式存在，少量銅呈包裹形式存在。脈石礦物主要為磁鐵礦和石英。銅渣的化學(xué)多元素分析和物相分析，結(jié)果見表1、2。

表1 銅渣化學(xué)多元素分析結(jié)果/%Table 1 Chemical analysis results of multi-elements of the run-of- copper slag

表2 銅的化學(xué)物相分析結(jié)果Table 2 Analysis results of copper phase

2 選礦實驗

為了合理利用這部分資源，在參考了大量行業(yè)專家的研究[3-5]并結(jié)合大量生產(chǎn)實踐經(jīng)驗后，對銅渣采用常規(guī)的浮選流程和常規(guī)藥劑進行浮選實驗，以期獲得品位和回收率都比較滿意的銅精礦。因此對該銅渣進行浮選條件的優(yōu)化。

2.1 磨礦細度實驗

適當(dāng)?shù)哪サV細度對于礦石中有用礦物的充分解離至關(guān)重要。在石灰用量500 g/t、硫化鈉用量200 g/t、捕收劑丁黃藥用量80 g/t 條件下，進行磨礦細度條件實驗，結(jié)果見圖1。

圖1 磨礦細度實驗結(jié)果Fig.1 Results of grinding fineness

由圖1 可以看出，隨著磨礦細度的增加，銅精礦中的銅品位和回收率均先升高后降低。綜合考慮，磨礦細度以-0.074 mm 75%為宜。

2.2 石灰用量實驗

添加適量的石灰可以調(diào)節(jié)礦漿pH 值，有利于銅礦物浮選，并可抑制黃鐵礦脈石。在磨礦細度-0.074 mm 75%、硫化鈉用量200 g/t、丁黃藥用量80 g/t 的條件下，進行石灰用量條件實驗，結(jié)果見圖2。

圖2 石灰用量實驗結(jié)果Fig.2 Results of dosage of lime

由圖2 可以看出，隨著石灰用量的增加，銅精礦的銅品位和回收率均出現(xiàn)先升高后下降的趨勢。綜合考慮，粗選石灰用量以500 g/t 為宜。

2.3 硫化鈉用量實驗

由于銅渣堆存時間長，考慮部分硫化礦物表面形成了氧化物薄膜，影響銅礦物的回收。因此考慮適當(dāng)添加硫化鈉以活化被氧化的硫化銅礦物。由于硫化鈉在浮選中的多重作用，使得硫化鈉在實際生產(chǎn)中不好控制：適當(dāng)添加硫化鈉可以提高精礦的銅回收率，但硫化鈉用量不足，起不到預(yù)想的作用；若是用量過多，又會對易浮的硫化礦起到抑制作用，降低精礦的銅的回收率[6]。因此，在磨礦細度-0.074mm 75%、石灰用量500 g/t、丁黃藥用量80 g/t 的條件下，進行抑制劑硫化鈉用量條件實驗，結(jié)果見圖3。

圖3 硫化鈉用量實驗結(jié)果Fig.3 Results of dosage of sodium sulfate

由圖3 可以看出，隨著適當(dāng)?shù)牧蚧c有利于銅礦物的浮選，但添加過多會降低銅礦物的浮選回收率。綜合考慮，硫化鈉用量200 g/t 為宜。

2.4 捕收劑丁黃藥用量實驗

捕收劑用量對浮選影響較大。捕收劑用量不足，礦石中銅礦物無法有效回收，捕收劑量過多增加脈石礦物上浮的可能性。在磨礦細度-0.074 mm 75%、石灰用量500 g/t、硫化鈉用量200 g/t條件下，進行捕收劑丁黃藥用量條件實驗，結(jié)果見圖4。

圖4 丁黃藥用量實驗結(jié)果Fig.4 Result of dosage of collectors

圖4 表明，隨著捕收劑丁黃藥不斷增加，銅粗精礦中銅的品位有降低的趨勢，而回收率逐步提高。綜合考慮，丁黃藥用量以80 g/t 為宜。

2.5 浮選閉路實驗

在條件優(yōu)化的基礎(chǔ)上，進行浮選開路和閉路實驗。閉路實驗流程見圖5，結(jié)果見表3。

圖5 浮選閉路流程Fig.5 Closed-circuit test of flotation

表3 閉路實驗結(jié)果Table 3 Results of closed-circuit test

表3 表明，在磨礦細度-0.074 mm 75%的條件下，采用硫化鈉活化表面氧化的硫化銅礦物，石灰作為pH 值調(diào)整劑，丁黃藥作為捕收劑浮選銅礦物，經(jīng)過一次粗選、兩次精選、一次掃選，可有效回收礦石中的銅礦物。閉路實驗獲得了含銅28.64%、銅回收率91.28%的銅精礦。

3 結(jié) 語

（1) 贊比亞某處堆存大量的火法冶煉銅渣，含銅2.12%，銅主要以硫化銅和銅金屬的形式存在。

（2)在各條件實驗優(yōu)化的基礎(chǔ)上，按照一粗兩掃兩精的閉路流程，最終獲得了含銅28.64%、銅回收率91.28%的銅精礦。

（3）通過浮選，獲得了良好的技術(shù)指標(biāo)，為這些銅渣的資源回收提供了較好的事實依據(jù)。