CN109604048A - 分步回收铜转炉渣中金属铜、硫化铜和铁矿物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了分步回收铜转炉渣中金属铜、硫化铜和铁矿物的方法，它包括以下步骤：（1）破碎；（2）铁矿物的回收：棒磨机排料采用细筛进行分级，+2mm粒级通过磁选机进行一次选别后得到磁尾矿，磁尾矿经再磨后浮选回收硫化铜矿物；磁粗精矿经立磨机再磨后二次磁选，磁精矿即为铁精矿，磁尾作为尾矿抛弃；（3）金属铜的回收；（4）硫化铜的回收。本发明有效解决了金属铜由于磨矿细度不够或过磨而引起的回收率低的难题，降低了磨矿成本。

Description

分步回收铜转炉渣中金属铜、硫化铜和铁矿物的方法

技术领域

本发明涉及有色金属回收工艺改进技术，尤其涉及一种从铜转炉渣中分步回收金属铜、硫化铜和铁矿物的方法。

背景技术

矿产资源是国民经济持续增长的重要物质基础,人类社会发展对矿产资源的大规模需求与矿产资源的日益枯竭、贫乏的矛盾正日益尖锐。我国铜资源严重不足，近三分之二依赖进口，且矿产资源中贫矿多、富矿少，如铜矿平均地质品位只有0.9%左右，远低于智利、赞比亚等世界主要产铜国家。我国铜炉渣数量巨大,每年产出900万～1000万t，至今累计达1亿t以上，其中含有200多万t铜及相当数量的稀贵金属。炉渣长期堆存，占用大量耕地，严重污染环境，开发利用铜炉渣资源，回收铜炉渣中的有价元素，具有十分可观的经济效益和广泛的社会效益。

转炉渣外观呈黑色和黑中透绿，性脆、坚硬、结构致密，密度约为4.0～4.5kg/m³，转炉渣中主要成分是铁硅酸盐和磁性氧化物，主要以铁橄榄石、磁铁矿和辉石的形式存在。主要有价成分为铜和铁，其中铜主要以铜硫化合物的形式存在，并含有部分金属铜。

当前、炉渣回收的主要难题在于、受冶炼条件的限制及冷却方式的影响，炉渣中铜矿物嵌布粒度不均匀，部分金属铜颗粒较大，延展性及可塑性强，若磨矿细度不够，铜矿物颗粒较粗，很难浮选回收；若磨矿粒度过细，金属铜形状改变，可浮性变差，也难以浮选回收。此外，炉渣中铜矿物莫氏硬度为3.5-4，铁矿物莫氏硬度为6，莫氏硬度的不同，在相同磨矿条件下，存在铜矿物过磨、而铁矿物磨矿细度不够即选择性磨矿现象，既增加了磨矿成本、又给铜、铁的回收带来困难。

目前、国内外铜炉渣的处理方式基本采用阶段磨矿、阶段浮选的工艺进行，如图1所示。该种工艺流程存在的缺点是，直接将炉渣磨矿至-200目占75%左右，由于金属铜颗粒较大，延展性及可塑性强，在细磨过程容易变形，可浮性变差，不利于金属铜的回收。此外，该种工艺没有对炉渣中的铁矿物进行有效回收。又如中国发明专利公开号CN102974453A公开的一种铜冶炼转炉渣处理工艺，它包括以下步骤：将铜冶炼转炉渣经粗破及细破，经筛分得细粒物料，筛上产品循环进行细破；细粒物料经球磨机分级，得分级溢流矿，分级所得沉沙再循环球磨；其中分级溢流矿加入调整剂调浆得矿浆，得表面新鲜的物料；再加入捕收剂及起泡剂进行一段浮选，得一段粗选铜精矿及一段粗选铜尾矿，一段粗选铜精矿进入浓缩机浓缩及压滤机压滤得最终铜精矿；一段粗选铜尾矿返回二段球磨机及二段浮选得到二段粗选铜精矿和二段粗选铜尾矿；二段粗选铜精矿和二段粗选铜尾矿分别经浓缩机浓缩以及压滤机压滤得到最终铜精矿循环使用和铜尾矿直接销售，同样该种工艺没有对炉渣中的铁矿物进行有效回收。再如中国发明专利公开号CN106694208A公开了一种炼铜炉渣浮铜尾渣制备铁精矿的选矿方法，其方法包括磁选、磨矿和反浮选脱硅工序，原料为铜冶炼渣经过浮铜后的尾渣，该种工艺虽然能够回收铁矿物，但铁的品位只有57.33%，回收率为32.01%，品位和回收率都过低，指标不够理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的铜转炉渣中的特殊构成导致铜、铁难以用普通的方法分离，得到的铜矿物和铁矿物回收率和品位都较低，为此提供一种分步回收铜转炉渣中金属铜、硫化铜和铁矿物的方法。

经过研究发现，铜转炉渣+2mm粒级含铜较低、主要以铁的氧化物为主，-2mm+0.15mm粒级中金属铜含量较高，金属铜可浮性较好，-0.15mm粒级中硫化铜含量较高，本发明针对铜转炉渣的这一特性进行处理，首先将+2mm粒级采用预磁选抛尾工艺—磁选尾矿直接抛弃，磁粗精矿经立磨机再磨后、磁选回收铁矿物，大大降低了磨矿成本。-2mm粒级采用高频筛进行精细分级，-2+0.15mm粒级采用台浮摇床和磁选机联合工艺、获得高品位金属铜；-0.15mm粒级通过分级再磨、浮选柱+浮选机联合浮选回收细颗粒铜矿物。

本发明的技术方案是：（1）破碎：采用锤式破碎机对炉渣进行破碎，棒磨机对铜炉渣进行磨矿；

（2）铁矿物的回收：棒磨机排料采用细筛进行分级，+2mm粒级含铜较低、主要以铁的氧化物为主，通过磁选机进行选别后，磁尾经再磨后浮选回收硫化铜矿物；磁粗精矿经立磨机再磨后磁选，磁精矿即为铁精矿，磁尾作为尾矿抛弃；

（3）金属铜的回收：-2mm粒级通过细筛进行分级，其中-2mm+0.15mm粒级进入搅拌桶，搅拌桶中加入Z-200 20g/t，搅拌5min，然后进入摇床进行重选；通过强磁选祛除铁矿物，磁选尾矿即为铜精矿；磁选精矿和摇床尾矿含有部分细粒级硫化铜矿物，经再磨后浮选回收硫化铜矿物；

（4）硫化铜的回收：步骤（2）中的磁尾矿和步骤（3）中的细粒级硫化铜矿物以及-0.15mm粒级进行再磨，所述再磨包括经旋流器分级后，粗粒级经球磨机再磨返回旋流器分级，细粒级采用硫化钠+水玻璃作为组合调整剂，乙基黄药+Z-200作为组合捕收剂，采用浮选柱+浮选机联合浮选回收细颗级硫化铜矿物。

上述方案中所述步骤（2）中的一次选别的磁场强度为4000Gs，二次磁选的磁场强度为2000Gs，所述步骤（3）中摇床的磁场强度为4000 Gs。

上述方案中所述步骤（4）中硫化钠的剂量为50g/t，水玻璃剂量为100g/t。

上述方案中所述步骤（4）中浮选柱+浮选机联合浮选包括CCF浮选柱一次粗选得到柱尾矿和柱精矿，所述柱尾矿进入浮选机扫选得到浮选中矿和浮尾，柱精矿送入CCF浮选柱二次粗选得到二粗中矿和硫化铜，所述浮选中矿和二粗中矿回到CCF浮选柱一次粗选中循环使用。

上述方案中所述CCF浮选柱一次粗选中添加乙基黄药和Z-200各20 g/t，浮选机扫选中添加乙基黄药和Z-200各10 g/t。

本发明的有益效果是（1）采用棒磨机对转炉渣进行磨矿，磨矿比较均匀，减弱了金属铜矿物的过粉碎，有利于金属铜的回收。

（2）棒磨机排料采用细筛进行精细分级，+2mm粒级含铜较低、通过磁选机选别后，磁粗精经立磨机再磨后磁选回收铁矿物，获得了高品质的磁精矿。

（3）金属铜矿物进入摇床分选之前，加入适量捕收剂Z-200，增加了金属铜矿物的疏水性，实现了对金属铜的有效回收。

（4）细粒级硫化铜选别，采用“硫化钠+水玻璃”作为组合调整剂；“乙基黄药+Z-200”作为捕收剂，实现了对细粒硫化铜的回收。

捕收剂Z-200的作用为增强金属铜矿物的疏水性，有利于金属铜的摇床回收。

调整剂“硫化钠+水玻璃”的作用：硫化钠的作用为活化氧化铜矿物，水玻璃的作用为抑制硅酸盐脉石矿物，增强细粒级铜矿物的回收。

组合捕收剂“乙基黄药+Z-200”，由于药剂的协同效益，增强了对细粒硫化铜矿物的捕收。

附图说明

图1是现有技术工艺流程图；

图2是本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图 ，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图2所示，分步回收铜转炉渣中金属铜、硫化铜和铁矿物的方法，它包括以下步骤：（1）破碎：采用锤式破碎机对炉渣进行破碎，棒磨机对铜炉渣进行磨矿，磨矿细度比较均匀，减轻金属铜过磨现象；

（2）铁矿物的回收：棒磨机排料采用细筛进行分级，+2mm粒级含铜较低、主要以铁的氧化物为主，通过磁选机进行磁场强度为4000Gs的一次选别后，磁尾矿经再磨后浮选回收硫化铜矿物；磁粗精矿经立磨机再磨后磁选，磁选强度为2000Gs，磁精矿即为铁精矿，磁尾作为尾矿抛弃；

（3）金属铜的回收：-2mm粒级通过细筛进行分级，其中-2mm+0.15mm粒级中金属铜含量较高，金属铜可浮性较好，继续再磨不利于金属铜的回收；

-2+0.15mm粒级进入搅拌桶，搅拌桶中加入Z-200 20g/t，搅拌5min，然后进入摇床进行重选；摇床精矿主要为金属铜矿物及部分铁的氧化物，再通过强磁选祛除铁矿物，磁选强度为4000Gs，磁选尾矿即为铜精矿；磁选精矿和摇床尾矿含有部分细粒级硫化铜矿物，经再磨后浮选回收硫化铜矿物；

（4）硫化铜的回收：步骤（2）中的磁尾矿和步骤（3）中的细粒级硫化铜矿物以及-0.15mm粒级进行再磨，所述再磨包括经旋流器分级后，粗粒级经球磨机再磨返回旋流器分级，细粒级采用“硫化钠+水玻璃”作为组合调整剂，“乙基黄药+Z-200”作为组合捕收剂，采用“浮选柱+浮选机”联合浮选回收细颗级硫化铜矿物，浮选柱+浮选机联合浮选包括CCF浮选柱一次粗选得到柱尾矿和柱精矿，CCF浮选柱一次粗选中添加乙基黄药和Z-200各20 g/t，所述柱尾矿进入浮选机扫选得到浮选中矿和浮尾，浮选机扫选中添加乙基黄药和Z-200各10 g/t，柱精矿送入CCF浮选柱二次粗选得到二粗中矿和硫化铜，所述浮选中矿和二粗中矿回到CCF浮选柱一次粗选中循环使用。

图1流程和图2流程选别指标如下表：

表1

表2

表中的实例1-3是分别选用相应的品味的铜转炉渣进行操作，表1是用图1的常规流程进行操作得到的数据，表2是用图2的流程操作得到的数据，很显然本发明不但实现了对铜、铁的有效分离和回收，利用不同规格的粒级特点避免了磨矿困难的问题，得到的铜精矿和铁精矿回收率和品位都明显优于常规流程。

Claims (6)

1.分步回收铜转炉渣中金属铜、硫化铜和铁矿物的方法，其特征是它包括以下步骤：（1）破碎：采用锤式破碎机对炉渣进行破碎，棒磨机对铜炉渣进行磨矿；

（2）铁矿物的回收：棒磨机排料采用细筛进行分级，+2mm粒级含铜较低、主要以铁的氧化物为主，通过磁选机进行一次选别后得到磁尾矿，磁尾矿经再磨后浮选回收硫化铜矿物；磁粗精矿经立磨机再磨后二次磁选，磁精矿即为铁精矿，磁尾作为尾矿抛弃；

（3）金属铜的回收：-2mm粒级通过细筛进行分级，其中-2mm+0.15mm粒级进入搅拌桶，搅拌桶中加入Z-200 20g/t，搅拌5min，然后进入摇床进行重选，再通过强磁选祛除铁矿物，磁选尾矿即为铜精矿；磁选精矿和摇床尾矿含有部分细粒级硫化铜矿物，经再磨后浮选回收硫化铜矿物；-0.15mm粒级经再磨后浮选回收硫化铜矿物；

（4）硫化铜的回收：步骤（2）中的磁尾矿和步骤（3）中的细粒级硫化铜矿物以及-0.15mm粒级进行再磨，所述再磨包括经旋流器分级后，粗粒级经球磨机再磨返回旋流器分级，细粒级采用硫化钠+水玻璃作为组合调整剂，乙基黄药+Z-200作为组合捕收剂，采用浮选柱+浮选机联合浮选回收细颗级硫化铜矿物。

2.如权利要求1所述的分步回收铜转炉渣中金属铜、硫化铜和铁矿物的方法，其特征是所述步骤（2）中的一次选别的磁场强度为4000Gs，二次磁选的磁场强度为2000Gs。

3.如权利要求1所述的分步回收铜转炉渣中金属铜、硫化铜和铁矿物的方法，其特征是所述步骤（3）中摇床的磁场强度为4000 Gs。

4.如权利要求1所述的分步回收铜转炉渣中金属铜、硫化铜和铁矿物的方法，其特征是所述步骤（4）中硫化钠的剂量为50g/t，水玻璃剂量为100g/t。

5.如权利要求1所述的分步回收铜转炉渣中金属铜、硫化铜和铁矿物的方法，其特征是所述步骤（4）中浮选柱+浮选机联合浮选包括CCF浮选柱一次粗选得到柱尾矿和柱精矿，所述柱尾矿进入浮选机扫选得到浮选中矿和浮尾，柱精矿送入CCF浮选柱二次粗选得到二粗中矿和硫化铜，所述浮选中矿和二粗中矿回到CCF浮选柱一次粗选中循环使用。

6.如权利要求5所述的分步回收铜转炉渣中金属铜、硫化铜和铁矿物的方法，其特征是所述CCF浮选柱一次粗选中添加乙基黄药和Z-200各20 g/t，浮选机扫选中添加乙基黄药和Z-200各10 g/t。