铜冶炼渣浮选回收铜的研究现状

铜冶炼渣浮选回收铜的研究现状

摘要：我国国土面积辽阔，但铜资源却比较稀缺。硫化铜矿物提铜是我国铜

资源获取的一个重要方式。在实际开展硫化铜矿石铜硫浮选分离工作过程中，涉

及了较多类型的铜矿分离。矿石性质具有较强的复杂性，不同类型矿石之间的性

质也存在相应差异，本文主要围绕铜冶炼渣浮选回收铜进行分析和探讨，以供参考。

关键词：铜渣；回收铜；研究

引言：铜渣作为一种副产品，其主要产生于火法炼铜熔硫以及转炉这一过程，所包含类型较多。现阶段我国大部分铜企业对铜渣都会采用渣场堆放或者直接丢

弃方式，采用此种铜渣处理方法除了会占用较多土地之外，同样会对环境产生相

应污染。一些铜渣也会应用在铺路工作中，或者是对其进行处理将其转化成混凝

土应用在建筑建设过程中，该方法虽避免了铜渣的大面积堆存，但其中的有价金

属却没有得到回收，导致被浪费。所以，怎样实现铜渣的高效利用是现阶段我国

铜冶炼领域重点研究的一项课题。

一、铜渣组成分析

铜渣的组成具有较强复杂性，所包含的硫化物与氧化物较多，另外还掺杂着

一定数量的微量成分。铜渣从表面上看呈黑绿色或者是黑色，硬度和密度都相对

较高，比重在4左右。铁与硅在铜渣中的占比相对较高，铁榄石与磁铁矿是其中

的主要矿物。而硅主要包括硅酸盐以及一些硅灰石等，另外还含有一定数量的不

具有透明性的玻璃体；其次，铜的硫化物也是铜渣的组成部分，比如掺杂了一定

数量的金属铜与氧化铜。除此之外，铜渣中还包含了一定的金、银、镍、钴等元素。炉渣中所包含的铜元素更多的表现是硫化物形态，比如金属铜、黄铜矿等。

铜矿物在铜渣当中一般会与铁橄榄石基体以及铁矿聚集，也有可能表现为球状，

在磁铁矿的包裹状态下存在。一些铜渣则会表现为斑状结构，也有可能是多种不

同的铜矿物之间镶嵌共同存在。炉渣所拥有的冷却条件以及炉渣组分会对铜渣所

包含铜矿物以及铁矿物的粒度产生较大影响，进而会引起铜矿物以及铁矿物之间的差异。

二、选矿法进行铜渣含有铜的回收分析

在铜渣处理工作中对于选矿法的应用，明确来说就是对铜渣进行磨细，使其粒度达到一定程度，以此来实现铜渣所包含有价金属与脉石的分离，在此基础上对其采用浮选以及磁选工艺进行铜渣中铜以及其它一些有价金属的回收。采用多段磁选以及加入分散剂富集等方式进行铜冶炼炉渣浮选尾矿中所包含铜的回收。根据实践研究结果能够发现，通过多段磁选之后，铜渣铜品位得到了一定程度的提升，比如从原本的42%上升为49.73%，铜回收率能够达到30.23%。采用多段磁选方式针对铜渣开展相应的磨矿处理，同时在其中加入一定数量的分散剂，包括水玻璃以及六偏磷酸钠等，最终所获取的铜精矿铜品位获得了比较明显的提升，数值已经达到了51.56%，然而此过程中的铜回收率却发生了一定程度的下降。结合炼铜炉渣矿物特性展开相应的分析，在铜渣阶段磨矿以及分级的基础上，分别按照“一粗二扫二精”与“一粗一扫一精”两种流程针对铜渣中的铜开展富集回收操作，最终分别获取了铜品位为14.33%与51.67%的铜精矿。在实践工作中通过对磁选粗选、再磨等工艺的应用开展铜尾矿的处理工作，最终所获取的是铜品位为51.56%的铜精矿以及53.38的选煤重介质，产率得到了比较明显的提升。

（图一）铜渣回收

三、铜渣中铜的回收

（一）旋流电解

在近些年来科学技术快速发展背景下，旋流电解技术也获得了前所未有的优

化与完善，目前在铜电积生产中的应用更加常见，目前该工艺已经趋于成熟。旋

流电解方法在实际中的应用原理主要是不同的金属离子理论所析出电位也存在相

应不同，也就是即将要提取的金属如果和溶液体系中所包含金属离子之间存在较

为明显的电位差，那么其中的电位相对较正金属便很有可能首先在阴极析出，其

能够在溶液快速流动的情况下有效避免浓差极化对电解的影响因素，从而规避传

统电解过程相关因素对其产生的限制，在实践工作中的应用对技术条件没有过于

严格的要求，从而实现高质量金属产品的生产。

（二）还原焙烧-磁选法

该方法在实际工作中的应用主要是在铜渣中使用一定数量的固体以及气体还

原剂，通过此种方式使铜渣中所包含的亚铜转化成单质铜，在此基础上采用磁选

方式实现单质铜和脉石两者的分离，最终来获取铜精矿。实践研究表明，基于非

熔融状态添加碳以及氧化钙和使用一氧化碳相比，前者更容易实现铜渣中所包含

铜的还原，主要是由于添加的碱性氧化物可以和SiO2之间发生反应，产生硅酸盐，使得FeO活度得到了进一步提高，反应温度也会因此降低。所以实践工作中可以

尝试应用含碳球团-转底炉对铜渣所包含铜以及锌等有价金属的还原方法，铜渣

在1200摄氏度的条件下进行还原焙烧，在这之后能够磁选回收超过90%的铜。在

操作过程中将焦粉作为还原剂进行使用，而氧化钙应用为添加剂，以此来实现浮

选铜尾矿的还原焙烧，最终获取了一定数量的铜精矿，这些铜精矿的硫磷含量相

对较低，并且铜品位能够达到92.96%，回收率超过了93%。对铜渣、褐煤以及氧

化钙使用100:30:10的质量比进行混合，在1250摄氏度的条件下进行还原焙烧，一共进行50分钟，接下来对其采用磨矿以及磁选处理，最终得到的铜粉的铜品

位是92.05%，其回收率能够达到81.01%。针对铜渣采用直接还原以及磁选分离

等方式，最终能够获取品位相对较高的直接还原铜粉，然而其回收率和预期之间

仍存在较大差距，同时在整个过程中还会产生较多的二氧化碳气体，与国家的节

能环保理念相违背。针对此种情况，部门研究人员尝试对铜渣展开深度还原，对

此开展相应研究，实践结果表明，在还原过程中使用一定数量的CaF2，能够产生

F-离子，可以对熔渣中所包含硅盐酸离子的硅氧四面体结构进行有效破坏，这样

便可以使熔池黏度大大降低，实现铜渣碱度的合理化调控，在1575摄氏度的条