CN107626441A - 回收炼铜炉渣中铜的选矿方法及选矿药剂 - Google Patents
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Abstract
一种回收炼铜炉渣中铜的选矿方法和选矿药剂，所述选矿药剂包含改性活化剂，所述改性活化剂以Na2S或者NaHS为基体，加入有包括烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、脂肪酸甘油酯、硬脂酸、过硫酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐其它硫氢化物和硫化物中的一种或多种的改性剂。进一步提供了使用上述选矿药剂回收炼铜炉渣中铜的选矿方法，通过磨矿调浆以及一次粗选、至少一次精选和至少一次扫选浮选工艺，得到最终铜精矿和最终尾矿。可以获得较高的精矿回收率，同时大大降低尾矿的跑尾，药剂绿色环保，可使环境影响降低至最低程度。
Description
技术领域
本发明涉及选矿技术领域，尤其涉及一种回收炼铜炉渣中铜的选矿方法及选矿药剂。
背景技术
我国铜产量的97％以上由火法冶炼产生，火法冶炼占主导地位。每年铜渣产量高达1500万吨，目前，我国铜渣堆存量已超过5000万吨。铜渣的大量长期堆存，占用大量耕地，严重污染环境。铜渣中10微米以下的粉尘能毒害人类和动物，长期堆放，渣中有害物质渗入土壤、流入江河，对水造成污染，阻碍铜冶炼企业的可持续发展。从废料中回收资源，不仅可以实现有限资源的持久使用，而且也可以使环境影响降低至最低程度。铜渣作为一种二次铜资源，对其进行回收再利用还可实现可观的经济效益，从一定程度上缓解我国铜资源不足的局面。
目前，铜渣的利用主要有两个方面，一是应用于水泥工业及建筑行业；二是对铜渣中铜、钴、锌、铁等有价金属回收利用。由于铜渣中含有大量的有价金属，通常先提取其中的有价金属，进而将尾渣用于制造建筑材料。铜渣中有价金属的提取主要有火法贫化、湿法浸出和选矿法几种方法。其中，选矿法弃渣中含铜低，单位产品运行成本低，无论从经济效益还是从资源利用来说，选矿法是铜渣综合回收较理想的工艺。但浮选回收铜渣中的铜还存在一些不足：铜渣中主要组成成分以氧化矿为主，成分复杂、可浮性差；而浮选法往往对以硫化物形式存在的铜有较好的回收效果，而对以氧化物形式存在的铜则需先硫化后浮选，可浮性也不及硫化铜矿物；铜渣中铜、铁嵌布粒度细，造成其单体解离困难，影响其分选指标；对炉渣的理论研究工作不够深入，尤其是热力和动力学方面的研究还很少，给炉渣的综合利用带来了困难，到目前为止，浮选法对铜渣的综合利用率仍然很低。
目前，硫化浮选主要是在Na2S或NaHS等单一药剂的作用下将氧化铜矿物预先硫化，然后采用捕收剂进行浮选的方法。由于矿物表面硫化过程中，HS-及S2-不稳定，易发生氧化和解析，当矿浆中的HS-及S2-浓度较低时，氧化和解析越迅速，硫化效果会大大降低。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种回收炼铜炉渣中铜的选矿方法及选矿药剂，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
作为本发明的一方面，提供一种回收炼铜炉渣中铜的选矿药剂，包含改性活化剂，所述改性活化剂以Na2S或者NaHS为基体，加入改性剂提高Na2S或者NaHS的稳定性和活性，所述改性剂包括烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、脂肪酸甘油酯、硬脂酸、过硫酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、其它硫氢化物和其它硫化物中的一种或多种；
作为本发明的另一方面，提供一种回收炼铜炉渣中铜的选矿方法，包括以下步骤：(1)磨矿调浆；(2)经一次粗选、至少一次精选和至少一次扫选浮选工艺，得到最终铜精矿和最终尾矿；
其中，所述步骤(2)的一次粗选过程中，加入pH调整剂、改性活化剂、捕收剂和起泡剂对铜矿进行捕收，所述改性活化剂用于活化铜，以Na2S或者NaHS为基体，加入改性剂提高Na2S或者NaHS的稳定性和活性，所述改性剂包括烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、脂肪酸甘油酯、硬脂酸、过硫酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、其它硫氢化物和其它硫化物中的一种或多种。
基于上述技术方案，本发明的有益效果在于：
本发明的选矿药剂针对铜渣复选过程中硫化剂不稳定，硫化效率低的特点，通过添加改性硫化活化剂，提高硫化剂的稳定性和硫化效率，对氧化铜矿表面进行改性，从而提高铜矿同捕收剂的结合力，提高铜精矿的回收率。
本发明的选矿方法采用直接磨浮工艺，通过添加调整剂、改性活化剂、捕收剂和起泡剂，从而获得较好的铜精矿回收效果，最终得到的铜精矿中铜品位在10％以上，回收率在80％以上。该选矿方法工艺简单，操作方便，所用药剂环保，可以得到较高的铜精矿回收率。
附图说明
图1为本发明一实施例的回收炼铜炉渣中铜的选矿工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供的选矿方法和选矿试剂，主要可用于从富氧炉渣、反射炉渣、转炉渣、电炉渣等炼铜炉渣中浮选回收铜矿，特别适合用于高温氧化铜渣进行活化浮选回收铜精矿。
具体地，一方面，本发明提供了一种回收炼铜炉渣中铜的选矿药剂，包含改性活化剂，所述改性活化剂以Na2S或者NaHS为基体，加入改性剂提高Na2S或者NaHS的稳定性和活性，所述改性剂包括烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、脂肪酸甘油酯、硬脂酸、过硫酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、其它硫氢化物和其它硫化物中的一种或多种；
优选地，所述改性剂和基体的质量比为1∶1～10；
优选地，所述改性剂选自十二烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、过硫酸钠、过硫酸钾、硫酸钾、硫酸铜、硫酸锌、亚硫酸铜、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫化钙、硫氢化钾中的一种或多种。
优选地，所述改性活化剂在粗选过程中的用量为：按原矿质量计，200～1000g/t。
进一步地，所述选矿药剂还包括pH调整剂、捕收剂和起泡剂，所述改性活化剂、pH调整剂、捕收剂和起泡剂的在浮选选矿工艺中的具体用量可根据实际情况如选择药剂的种类、炉渣中的铜品位等进行调整；
优选地，所述pH调整剂选自NaOH、Ca(OH)2、CaO、Na2CO3、KOH和氨水中的一种或多种，所述pH调整剂在粗选过程中的用量能够使矿浆pH调整为8至10之间；
所述捕收剂选自硫氮酯类捕收剂和黄药类捕收剂中的一种或多种，优选选自乙硫氨酯、丁黄药或含丁黄药的混合捕收剂，所述捕收剂在粗选过程中的用量为：按原矿质量计，50～250g/t；
所述起泡剂为松醇油，所述起泡剂在粗选过程中的用量为：按原矿质量计，5～30g/t。
另一方面，本发明提供一种回收炼铜炉渣中铜的选矿方法，包括以下步骤：
(1)磨矿调浆；
(2)经一次粗选、至少一次精选和至少一次扫选浮选工艺，得到最终铜精矿和最终尾矿。
其中，所述步骤(2)的一次粗选过程中，加入pH调整剂、改性活化剂、捕收剂和起泡剂对铜矿进行捕收，
所述改性活化剂用于活化铜，以Na2S或者NaHS为基体，加入改性剂提高Na2S或者NaHS的稳定性和活性，所述改性剂包括烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、脂肪酸甘油酯、硬脂酸、过硫酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、NaHS和CaS中的一种或多种；
所述pH调整剂选自NaOH、Ca(OH)2、CaO、Na2CO3、KOH和氨水中的一种或多种；
所述捕收剂选自硫氮酯类捕收剂和黄药类捕收剂中的一种或多种，优选选自乙硫氨酯、丁黄药或含丁黄药的混合捕收剂；
所述起泡剂为松醇油。
优选地，所述步骤(2)中，每次精选的中矿返回前次浮选作业循环处理，每次精选的精矿作为下次精选给矿，每次扫选的精矿返回前次浮选作业循环处理，每次扫选的尾矿作为下次扫选给矿。
优选地，所述步骤(2)中，每次扫选加入捕收剂和起泡剂，且随扫选次数的增加，所述捕收剂和起泡剂的用量逐次减少，一般情况下，精选时无需再加入捕收剂和起泡剂，除非精选效果较差时可以酌情添加捕收剂和起泡剂。
如图1所示为一实施例的一种回收炼铜炉渣中铜的选矿方法，包括一次粗选、二次精选和二次扫选浮选工艺，具体包括以下步骤：
(1)磨矿调浆：将炼铜炉渣直接磨矿，细度小于0.074毫米占86～92％左右，注入浮选机中搅拌并调整矿浆浓度至30～35％；
(2)粗选：加入pH调整剂，调节矿浆pH值在8～10之间。搅拌3-10分钟后，依次加入改性活化剂、捕收剂、起泡剂对铜矿进行捕收，所述改性活化剂、捕收剂、起泡剂加入量按原矿质量计：加入改性活化剂200～1000g/t以活化铜，捕收剂50～250g/t，松醇油5～30g/t作为起泡剂，粗选尾矿作为一次扫选给矿，粗选精矿作为精选给矿；
(3)一次扫选：在铜粗选尾矿矿浆中加入铜捕收剂、起泡剂对铜矿物进行捕收，所述捕收剂、起泡剂加入量按原矿质量计：捕收剂25～125g/t，松醇油2.5～15g/t。一次扫选精矿返回粗选步骤形成闭路循环，一次扫选尾矿作为二次扫选给矿；
(4)二次扫选：将一次扫选尾矿矿浆加入捕收剂、起泡剂对铜矿物进行捕收，所述捕收剂、起泡剂加入量按原矿质量计：捕收剂12.5～62.5g/t，松醇油1.25～7.5g/t。二次次扫选精矿返回一次扫选步骤形成闭路循环，二次扫选尾矿即为最终尾矿；
(5)一次精选：在粗选精矿中不添加药剂，直接进行一次精选，一次精选获得一次精选精矿和一次精选中矿，一次精选中矿返回粗选步骤形成闭路循环，一次精选精矿进行二次精选；
(6)二次精选：在一次精选精矿中不添加药剂，直接进行二次精选，二次精选获得二次精选精矿和二次精选中矿，二次精选中矿返回一次精选步骤形成闭路循环，二次精选精矿即为最终铜精矿。
容易理解，精选和扫选的次数可依据实际情况进行调整，以将成本控制在合理范围内的情况下，最终获得具有较高的铜品位和回收率的铜精矿。
以下列举具体实施例，以对本发明的技术方案进一步说明。
实施例1
某冶炼厂高温冶炼炉渣中铜的品位为1.25％，其中大部分是以硫化铜矿和氧化铜矿的形式共同存在，赋存于玻璃体内，部分被脉石矿物所包裹。对该矿物进行浮选回收铜的选矿方法如下：
(1)将500g高温炉渣磨矿，细度小于0.074毫米占90％左右，注入浮选机并调整矿浆浓度至35％左右；
(2)加入NaOH，调节矿浆pH值在9左右。加入质量比为2∶3的亚硫酸钠和硫化钠500g/t，乙硫氨酯100g/t，松醇油20g/t，刮泡6分钟，分别得到粗选精矿和粗选尾矿；
(3)粗选尾矿加入乙硫氨酯50g/t，松醇油10g/t，刮泡得到一次扫选尾矿和一次扫选精矿，一次扫选精矿返回粗选步骤形成闭路循环；
(4)一次扫选尾矿加入乙硫氨酯25g/t，松醇油5g/t，刮泡得到尾矿和二次扫选精矿，二次扫选精矿返回一次扫选步骤形成闭路循环；
(5)粗选精矿不加药剂进行刮泡浮选，得到一次精选精矿和一次精选中矿，一次精选中矿返回粗选步骤形成闭路循环；
(6)一次精选精矿不加药剂进行刮泡浮选，得到铜精矿和二次精选中矿，二次精选中矿返回一次精选步骤形成闭路循环；最终得到铜精矿中铜的品位大于15％，回收率大于85％。
实施例2
某冶炼厂烟化炉冶炼炉渣中铜的品位为0.83％，对该矿物进行浮选回收铜的选矿方法如下：
(1)将500g高温炉渣磨矿，细度小于0.074毫米占90％左右，注入浮选机并调整矿浆浓度至35％左右；
(2)加入碳酸钠，调节矿浆pH值在9左右。加入质量比为1∶5的硫代硫酸钠和硫氢化钠600g/t，丁黄药150g/t，松醇油15g/t，刮泡6分钟，分别得到粗选精矿和粗选尾矿；
(3)粗选尾矿加入丁黄药75g/t，松醇油7.5g/t，刮泡得到一次扫选尾矿和一次扫选精矿，一次扫选精矿返回粗选步骤形成闭路循环；
(4)一次扫选尾矿加入丁黄药37.5g/t，松醇油3.75g/t，刮泡得到尾矿和二次扫选精矿，二次扫选精矿返回一次扫选步骤形成闭路循环；
(5)粗选精矿不加药剂进行刮泡浮选，得到一次精选精矿和一次精选中矿，一次精选中矿返回粗选步骤形成闭路循环；
(6)一次精选精矿不加药剂进行刮泡浮选，得到铜精矿和二次精选中矿，二次精选中矿返回一次精选步骤形成闭路循环；最终得到铜精矿中铜的品位大于10％，回收率大于80％。
实施例3
某冶炼厂竖炉冶炼炉渣中铜的品位为2.05％，对该矿物进行浮选回收铜的选矿方法如下：
(1)将500g高温炉渣磨矿，细度小于0.074毫米占90％左右，注入浮选机并调整矿浆浓度至35％左右；
(2)加入氢氧化钙，调节矿浆pH值在9左右。加入质量比为1∶10的木质素磺酸钠和硫氢化钠770g/t，质量比为1∶1的乙硫氨酯和丁黄药120g/t，松醇油20g/t，刮泡6分钟，分别得到粗选精矿和粗选尾矿；
(3)粗选尾矿加入质量比为1∶1的乙硫氨酯和丁黄药60g/t，松醇油10g/t，刮泡得到一次扫选尾矿和一次扫选精矿，一次扫选精矿返回粗选步骤形成闭路循环；
(4)一次扫选尾矿加入质量比为1∶1的乙硫氨酯和丁黄药30g/t，松醇油5g/t，刮泡得到尾矿和二次扫选精矿，二次扫选精矿返回一次扫选步骤形成闭路循环；
(5)粗选精矿不加药剂进行刮泡浮选，得到一次精选精矿和一次精选中矿，一次精选中矿返回粗选步骤形成闭路循环；
(6)一次精选精矿不加药剂进行刮泡浮选，得到铜精矿和二次精选中矿，二次精选中矿返回一次精选步骤形成闭路循环；最终得到铜精矿中铜的品位大于30％，回收率大于90％。
对比例
上述三个实施例中分别采用本研究方法对三种不同矿物进行试验，为了进一步论证试验药剂的活化作用，本发明进行了对比试验，将添加活化剂前后的试验结果列在下表中，对比例1-1为实施例1中不加改性剂的情况，对比例1-2为实施例1中不加活化剂的情况；对比例2-1为实施例2中不加改性剂的情况，对比例2-2为实施例2中不加活化剂的情况；对比例3-1为实施例3中不加改性剂的情况，对比例3-2为实施例3中不加活化剂的情况。通过表中所示试验结果可知，添加活化剂后铜精矿的品位和回收率都有所增大，当加入改性剂后其浮选效果更为明显。因此，本发明提供的改性活化剂能提高铜矿和捕收剂的结合力，有效提高铜精矿的回收率。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种回收炼铜炉渣中铜的选矿药剂，包含改性活化剂，所述改性活化剂以Na2S或者NaHS为基体，加入改性剂提高Na2S或者NaHS的稳定性和活性，所述改性剂包括烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、脂肪酸甘油酯、硬脂酸、过硫酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、其它硫氢化物和其他硫化物中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的选矿药剂，其特征在于，所述改性剂和基体的质量比为1∶1～10，所述改性剂选自十二烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、过硫酸钠、过硫酸钾、硫酸钾、硫酸铜、硫酸锌、亚硫酸铜、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫化钙、硫氢化钾中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的选矿药剂，其特征在于，所述改性活化剂在粗选过程中的用量为：按原矿质量计，200～1000g/t。
4.根据权利要求1所述的选矿药剂，其特征在于，所述选矿药剂还包括pH调整剂、捕收剂和起泡剂；
所述pH调整剂选自NaOH、Ca(OH)2、CaO、Na2CO3、KOH和氨水中的一种或多种，所述pH调整剂在粗选过程中的用量能够使矿浆pH调整为8至10之间；
所述捕收剂选自硫氮酯类捕收剂和黄药类捕收剂中的一种或多种，优选选自乙硫氨酯、丁黄药或含丁黄药的混合捕收剂，所述捕收剂在粗选过程中的用量为：按原矿质量计，50～250g/t；
所述起泡剂为松醇油，所述起泡剂在粗选过程中的用量为：按原矿质量计，5～30g/t。
5.一种回收炼铜炉渣中铜的选矿方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)磨矿调浆；
(2)经一次粗选、至少一次精选和至少一次扫选浮选工艺，得到最终铜精矿和最终尾矿；
其中，所述步骤(2)的一次粗选过程中，加入pH调整剂、改性活化剂、捕收剂和起泡剂对铜矿进行捕收，所述改性活化剂用于活化铜，以Na2S或者NaHS为基体，加入改性剂提高Na2S或者NaHS的稳定性和活性，所述改性剂包括烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、脂肪酸甘油酯、硬脂酸、过硫酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、其它硫氢化物和其它硫化物中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的选矿方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将炼铜炉渣直接磨矿至-0.074毫米占比86～92％，并调整矿浆浓度至30～35％。
7.根据权利要求5所述的选矿方法，其特征在于，所述步骤(2)中，一次粗选过程，加入pH调整剂以调节矿浆pH在8至10之间，按原矿质量计，加入所述改性活化剂200～1000g/t，捕收剂50～250g/t，起泡剂5～30g/t。
8.根据权利要求5所述的选矿方法，其特征在于，所述步骤(2)中，每次精选的中矿返回前次浮选作业循环处理，每次精选的精矿作为下次精选给矿，每次扫选的精矿返回前次浮选作业循环处理，每次扫选的尾矿作为下次扫选给矿。
9.根据权利要求8所述的选矿方法，其特征在于，所述步骤(2)中，包括一次粗选、二次精选和二次扫选浮选工艺，其中，
第一次扫选：在粗选尾矿矿浆中加入捕收剂、起泡剂对铜矿物进行捕收，按原矿质量计：捕收剂加入量为25～125g/t，起泡剂加入量为2.5～15g/t；
第二次扫选：在第一次扫选尾矿矿浆中加入捕收剂、起泡剂对铜矿物进行捕收，按原矿质量计：捕收剂加入量为12.5～62.5g/t，起泡剂加入量为1.25～7.5g/t；
第一次精选和第二次精选均不添加药剂，而直接进行精选。
10.根据权利要求5所述的选矿方法，其特征在于，
所述pH调整剂选自NaOH、Ca(OH)2、CaO、Na2CO3、KOH和氨水中的一种或多种；
所述捕收剂为硫氮酯类捕收剂和黄药类捕收剂中的一种或多种，优选选自乙硫氨酯、丁黄药或含丁黄药的混合捕收剂；
所述起泡剂为松醇油。
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| CN107626441B (zh) | 2019-12-03 |
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