一种高效回收粗粒铜渣的快速浮选工艺

技术领域

本发明属于资源回收技术领域，尤其涉及一种高效回收粗粒铜渣的快速浮选工艺。

背景技术

铜渣作为一种人造矿，其中有价金属品位常常高于天然的铜矿石。然而，其尾渣中存在十分复杂的嵌布关系及矿物种类，使给回收其中有价资源变得十分困难。选矿分离法是回收铜渣中铜矿物主要的工艺之一，是一种根据有价金属赋存相亲疏水性不同将有价矿物与脉石矿物分离的工艺。此工艺处理的铜渣通常对其中有价矿物的粒度和亲疏水性有着特殊要求。因此，浮选法常用来处理缓冷的闪速炉渣、转炉铜渣等。铜锍的熔点较低，铜渣经缓冷处理后，铜锍可以汇聚成较粗的颗粒，然而，由于长时间暴露在空气中，部分铜锍会被氧化为氧化铜，由于氧化铜属于亲水矿物，浮选难度较大，影响了铜的综合回收效率。

目前，针对铜渣中含铜颗粒粒度不均，赋存状态复杂的问题，企业大多通过控制磨矿-浮选工艺，通过多次磨矿-浮选来对不同粒度的铜颗粒进行回收。多次磨矿使得整个回收流程变得繁琐，并且增加了设备成本和能源消耗。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效回收粗粒铜渣的快速浮选工艺，本发明的方法在磨矿的过程中，利用Cu(I)的还原性比S离子强的特性，使用氧化剂将铜渣表面的Cu(I)氧化Cu(II)，而铜锍不被氧化。在浮选过程中，先对铜渣进行一次高矿浆浓度的快速浮选，将浮选速度快的粗粒铜锍颗粒回收，减轻后续铜颗粒的浮选压力；然后使用硫化剂对表面被氧化的剩余铜矿物进行硫化回收。实现了对铜渣中含铜矿物的高效回收。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一种高效回收粗粒铜渣的快速浮选工艺，包括如下步骤：

(1)磨矿：对铜渣进行破碎和球磨，在磨矿中添加助磨剂和氧化剂，得到快速浮选所需求的矿浆；

(2)快速浮选：加入捕收剂和起泡剂进行快速浮选作业，以获得粗粒硫化铜；

(3)粗选：在剩余矿浆中加入调整剂、捕收剂和起泡剂进行浮选，将粗选产物和快速浮选获得的粗粒硫化铜合并为铜精矿；

(4)扫选：在粗选剩余矿浆继续加入调整剂、捕收剂和起泡剂进行浮选，扫选获得的中矿返回粗选作业，剩余矿浆过滤烘干作为尾砂处理。

铜渣在冷却过程中，含铜矿物会有不同的赋存状态，硫化铜熔点低、密度大，在凝固过程中可以沉降汇聚成大颗粒的铜矿物，捕收剂能轻易地附着在硫化铜矿物上，使其变得疏水而随着泡沫上浮；而氧化铜的表面亲水性强，则需要用硫化剂在其表面硫化形成易与捕收剂作用的硫化铜物种，再使用捕收剂进行回收。然而，铜渣中的铜有多种价态，Cu(II)与硫离子的亲和性强，可以通过常规的硫化-浮选体系进行回收，Cu(I)与硫离子亲和性弱，需要通过氧化或控制矿浆电位来增强其表面的活性。可以看到，铜渣中含铜矿物具有不同的种类和颗粒粒度，不同颗粒的浮选条件也不同。本发明在磨矿中加入氧化剂，先将难硫化的Cu(I)转化为可硫化的Cu(II)，通过高矿浆浓度的快速浮选先将易浮选的粗粒硫化铜回收，再对余下的矿浆进行硫化-浮选，从而对铜渣中各种含铜矿物都进行高效回收。

优选的，步骤(1)中，使用球磨机对铜渣进行湿磨，磨矿细度为-0.074mm粒级含量占90％以上；

优选的，在磨矿过程中加入过氧化氢、过氧化钙、次氯酸钙等氧化剂中的一种或几种；

优选的，加入的过氧化氢体积分数为1％-30％，更优选的，加入过氧化氢的体积分数为1％-5％；

更优选的，在磨矿中同时添加碳酸钠，与处理的矿样相比，添加量为200-1600g/t；

碳酸钠在磨矿中一方面可以调节矿浆pH，一方面可以起到助磨的作用。碳酸钠在矿物上的吸附改变了矿物表面的动电位，使细粒的矿物带上同种性质的电荷而互相排斥，有效的减少了磨矿过程中的过磨现象。

优选的，步骤(2)中，加入黄药、黑药，硫氮类的一种或多种的组合作为捕收剂；

优选的，步骤(2)中，快速浮选要控制矿浆质量浓度为30％-50％，浮选时间为1-2min；

粗粒单体铜颗粒与细粒连生铜颗粒有不同的浮选动力学条件。粗粒单体铜颗粒具有更快的浮选速率，在高矿浆浓度中有更高的回收率。在进行常规浮选前，先用捕收剂对粗粒铜渣进行快速回收，可以减少后续浮选作业中，与捕收剂在难选铜颗粒上的竞争吸附。同时，粗粒单体铜颗粒以硫化铜矿为主，后续硫化剂的使用会抑制硫化矿的浮选。

优选的，步骤(3)和(4)中矿浆浓度为20％-30％；

优选的，步骤(3)和(4)中添加的调整剂包括硫化剂、活化剂、抑制剂或其的组合；更优选的，将硫化剂硫化钠和活化剂硫酸铜按1：1的比例混合使用。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、在磨矿中对铜渣进行微硫化，将Cu(I)氧化为Cu(II)，提高氧化铜矿的硫化浮选效率。

2、氧化剂在矿浆中还可以提高矿浆电位，改善硫化矿浮选的电化学环境。

3、通过快速浮选将易浮选的粗粒硫化铜颗粒与难选铜颗粒分开，避免了易选颗粒与难选颗粒对捕收剂的竞争吸附，提高了难选铜矿物的回收效率。

4、通过提前对粗粒硫化铜回收的方式减小了硫化剂对硫化矿的抑制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明方法的工艺流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

本实施例1铜渣化学成分如表1所示：

表1：铜渣的化学成分分析

一种回收低品位铜冶炼渣中铜的方法，具体步骤如下：

(1)对铜渣进行球磨至-0.074mm粒级占90％，在磨矿过程中加入过氧化氢和碳酸钠，过氧化氢用量为100g/t，碳酸钠用量为600g/t。

(2)调节矿浆浓度至40％，加入200g/t丁黄药在浮选机中搅拌3min，再加入30g/t松油醇作为起泡剂，搅拌作用1min，然后进行快速浮选2min，得到粗粒精矿；

(3)将剩余矿浆质量浓度调节至25％，将硫化钠与硫酸铜作为混合调整剂以1：1的比例混合作为调整剂加入200g/t作用3min，再加入150g/t丁黄药作用3min，加入松油醇20g/t作用1min后进行粗选作业3min，得到粗选精矿和剩余矿浆，将粗选精矿与快速浮选的粗粒精矿混合作为最终的精矿产品；

(4)剩余矿浆进行两段扫选作业，其中，扫选作业一加入混合调整剂100g/t作用3min，丁黄药75g/t作用3min后，松油醇10g/t作用1min后扫选3min；扫选作业一加入混合调整剂50g/t作用3min，丁黄药30g/t作用3min后，松油醇5g/t作用1min后扫选3min。将两段扫选的中矿按顺序返回上一级的浮选作业。

按上述流程和药剂用量，浮选所得的精矿产品指标见表2。

表2：不同流程下铜渣浮选指标

对比例1：

磨矿过程不添加氧化剂，按照上述流程和药剂用量，通过浮选得到的精矿产品指标见表1对比例1。

对比例2：

对磨矿产品不进行快速浮选步骤，按照上述流程和药剂用量，通过浮选得到的精矿产品指标见表1对比例2。

对比例3：

在快速浮选后的剩余矿浆中添加氧化剂作用3min，按照上述流程和药剂用量，通过浮选得到的精矿产品指标见表1对比例3。