權(quán)利要求

1.回收低品位銅冶煉渣中銅的方法，其特征在于：包括如下步驟：將銅渣顆粒與氧化硼混合得到混合物，混合物在空氣氣氛下焙燒，再經(jīng)緩冷重凝后得到改性產(chǎn)物；改性產(chǎn)物經(jīng)過破碎、球磨、浮選分離，即得到銅精礦。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收低品位銅冶煉渣中銅的方法，其特征在于：銅冶煉渣的品位為≤0.5％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收低品位銅冶煉渣中銅的方法，其特征在于：所述氧化硼的添加量為≤15％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回收低品位銅冶煉渣中銅的方法，其特征在于：所述氧化硼的添加量為3～15％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收低品位銅冶煉渣中銅的方法，其特征在于：所述焙燒的溫度為1000～1300℃，焙燒的時(shí)間為0.5～4h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收低品位銅冶煉渣中銅的方法，其特征在于：所述緩冷的速率為1～8℃/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收低品位銅冶煉渣中銅的方法，其特征在于：改性產(chǎn)物經(jīng)過破碎后過100目篩然后再球磨1-6min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收低品位銅冶煉渣中銅的方法，其特征在于：所述浮選分離所用捕收劑為丁基黃藥，所述捕收劑用量為100g/t～500g/t。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及回收低品位銅冶煉渣中銅的方法，屬于資源回收技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

銅作為國民經(jīng)濟(jì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的最重要的有色金屬之一，在電氣、建筑、機(jī)械制造、國防工業(yè)等領(lǐng)域中得到廣泛運(yùn)用，是我國第二大消費(fèi)量的有色金屬材料。我國90％以上企業(yè)采用火法煉銅工藝生產(chǎn)精煉銅，火法工藝每年大約產(chǎn)生2000萬噸銅熔煉渣，其中銅品位普遍高于0.5％，甚至高于一些我國開采加工的銅原礦，銅熔煉爐渣無疑是一把雙刃劍，簡單堆存的處理方法不僅給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境帶來安全隱患且產(chǎn)生了大量的浪費(fèi)，而若是能有效利用其剩余價(jià)值，銅熔煉渣將具有很大的利用潛力。研究如何回收利用以及如何更好回收利用銅冶煉渣中的銅資源對(duì)于我國現(xiàn)階段具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

回收利用銅熔煉渣的方法包括火法貧化法、浮選法以及濕法浸出。其中浮選法相較于其他方法具有流程簡單，成本較低等優(yōu)點(diǎn)。直接使用銅渣作為原礦進(jìn)行破碎-磨礦-浮選工藝流程通常效果不夠理想，原因是銅熔煉渣中的銅硫成晶狀態(tài)不理想，過于細(xì)密、分散。尤其是對(duì)于低品位的銅熔煉渣，回收更為困難，基于以上現(xiàn)狀，迫切需要一種高效、節(jié)能、效果好的工藝方法回收低品位銅冶煉渣中銅資源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種回收低品位銅冶煉渣中銅的方法，本發(fā)明的方法利用氧化硼促進(jìn)含銅顆粒在銅熔煉渣中的凝聚和生長，實(shí)現(xiàn)在低二次污染和溫和條件下使銅渣中有價(jià)金屬元素銅與熔煉渣的分離，該方法節(jié)能、高效、流程短，可以高效回收銅渣中的有價(jià)資源。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種回收低品位銅冶煉渣中銅的方法，包括如下步驟：

將銅渣顆粒與氧化硼混合得到混合物，混合物在空氣氣氛下焙燒，再經(jīng)緩冷重凝后得到改性產(chǎn)物；改性產(chǎn)物經(jīng)過破碎、球磨、浮選分離，即得到銅精礦。

優(yōu)選的方案，銅冶煉渣的品位為≤0.5％。

低品位的銅熔煉渣，回收非常困難，而采用本發(fā)明的方法，卻可以大幅的提升銅冶煉渣的品位，使得低品位的銅熔煉渣回收效率大幅提升。

銅渣中的主要礦物為磁鐵礦和鐵橄欖石，而磁鐵礦與鐵橄欖石均為高熔點(diǎn)物質(zhì)，熔點(diǎn)分別為1594℃、1205℃。混合銅渣熔點(diǎn)過高會(huì)導(dǎo)致熔融液相過少，粘度較高，不利于結(jié)晶且能耗較高。

發(fā)明人意外的發(fā)現(xiàn)，氧化硼作為添加劑不但可以降低銅渣的熔融溫度，而且可以大大提高銅顆粒生長效率。因?yàn)檠趸鹪谌刍笮纬傻囊合囿w系可以降低銅渣的粘度，使得銅渣銅顆粒能有更好的生長環(huán)境。

而在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)明人還嘗試了大量，其他的氧化物，即使同樣是低熔點(diǎn)氧化物，均無法達(dá)到改善銅冶煉渣回收率的效果，甚至可能會(huì)降低效果。

優(yōu)選的方案，銅渣顆粒由銅冶煉渣破碎或球磨后過100篩得到。

優(yōu)選的方案，所述氧化硼的添加量為≤15％。

在本發(fā)明中，氧化硼的添加量是指氧化硼在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

進(jìn)一步的優(yōu)選，所述氧化硼的添加量為3～15％。

更進(jìn)一步的優(yōu)選，所述氧化硼的添加量為9～12％。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將氧化硼的添加量控制在上述優(yōu)選范圍可以大幅提升銅冶煉渣中銅的回收率，而添加量過多，會(huì)導(dǎo)致雜質(zhì)量增加，增加熔體中無定型玻璃體的含量，抑制晶體的析出長大；添加量過少，不能顯著地改變?nèi)廴跁r(shí)熔體的粘度和流動(dòng)性，均將導(dǎo)致回收率提升效果受限。

優(yōu)選的方案，所述焙燒溫度為1000～1300℃，優(yōu)選為1150℃，焙燒的時(shí)間為0.5～4h。

優(yōu)選的方案，所述緩冷的速率為1～8℃/min，優(yōu)選為1～3℃/min。

在本發(fā)明中，緩冷的速度需要有效控制，只有采用緩冷，才能使銅礦物顆粒實(shí)現(xiàn)聚集長大，而若銅熔煉渣降溫速度太快使得渣中高熔點(diǎn)物質(zhì)快速析出，渣的黏度迅速增大，導(dǎo)致銅礦物顆粒的無法實(shí)現(xiàn)聚集長大，與其它成分復(fù)雜連生。

優(yōu)選的方案，改性產(chǎn)物經(jīng)過破碎后過100目篩然后再球磨1-6min。

優(yōu)選的方案，所述浮選分離所用捕收劑為丁基黃藥，所述捕收劑用量為100g/t～500g/t。

原理與優(yōu)勢

本發(fā)明的技術(shù)方案在銅渣緩冷-重凝過程中使用氧化硼作為添加劑，利用氧化硼在能改善熔體粘度、表面張力、熔點(diǎn)的性質(zhì)來改善銅渣中含銅顆粒的生長環(huán)境，大大增加了銅顆粒的粒徑，提高了浮選效率，可以實(shí)現(xiàn)在空氣氣氛中直接保溫緩冷銅渣，將細(xì)粒銅凝聚凝聚生長成粗粒銅，從而可以實(shí)現(xiàn)銅礦物的高效分離回收。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)銅渣中的銅顆粒進(jìn)行緩冷-重凝，使細(xì)粒銅生長成粗粒，從而實(shí)現(xiàn)銅礦物的浮選回收，可使銅渣浮選回收率和品位均有顯著提升。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案通過采用氧化硼作為添加劑不但可以降低銅渣的熔融溫度，而且可以大大提高銅顆粒生長效率。因?yàn)檠趸鹪谌刍笮纬傻囊合囿w系可以降低銅渣的粘度，使得銅渣銅顆粒能有更好的生長環(huán)境。

3、本發(fā)明的技術(shù)方案可顯著提高銅渣的浮選效果，大大提高了銅渣二次資源化利用。

4、本發(fā)明的技術(shù)方案具有節(jié)能、高效、流程短等優(yōu)點(diǎn)，且可以高效回收銅渣中伴生有價(jià)資源，有利于推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法的工藝流程圖；

圖2為實(shí)施例1和對(duì)比例2銅渣改性前后的XRD對(duì)比圖；比較空白組與其他添加劑組：相較于空白組，添加氧化鋅與氧化鋁會(huì)增強(qiáng)鐵橄欖石和磁鐵礦等高熔點(diǎn)物質(zhì)的峰強(qiáng)度，而氧化硼會(huì)減弱主峰強(qiáng)度，雜峰較多。這說明氧化硼的添加可以明顯改變原渣的晶體結(jié)構(gòu)，降低熔融銅渣的熔點(diǎn)與黏度，促進(jìn)降溫時(shí)銅顆粒的聚集于長大，減少高熔點(diǎn)物質(zhì)聚集。

圖3為對(duì)比例1銅渣改性前后的XRD對(duì)比圖；相較于空白組，添加氧化晶硼后，銅渣中雜峰強(qiáng)度略有增強(qiáng)，但主要礦物的衍射峰強(qiáng)度沒有明顯變化，這說明氧化硼對(duì)高品位銅渣的改善效果較低。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不限于所述內(nèi)容。

實(shí)施例1

本實(shí)施例1以熔煉銅渣為原料，其化學(xué)成分如表1所示：

表1銅渣的化學(xué)成分分析

一種回收低品位銅冶煉渣中銅的方法，具體步驟如下：

(1)將銅渣破碎后過6mm振動(dòng)篩得到銅渣顆粒；

(2)將步驟(1)銅渣顆粒和氧化硼混合均勻得到混合物；其中氧化硼加入量分別為0％、3％、6％、9％、12％、15％；

(3)將步驟(2)所得混合物在空氣氣氛下焙燒熔融；經(jīng)緩冷-重凝后得到改性產(chǎn)物；焙燒溫度為1300℃，保溫時(shí)間為2h，緩冷速率為2℃/min。

(4)將步驟(3)所得改性產(chǎn)物經(jīng)過破碎、振磨后過100目篩，然后球磨3min后浮選分離，所述浮選分離所用捕收劑為丁基黃藥，所述捕收劑用量為300g/t，所得產(chǎn)物為銅精礦。銅精礦回收情況見表2。

表2氧化硼添加量對(duì)銅渣浮選的影響

從表2可以看出，當(dāng)氧化硼添加量為9％時(shí)，銅精礦品位為3.27％，回收率為51.23％，與不添加氧化硼相比，品位提高了2.46倍，回收率提高了1.59倍；當(dāng)氧化硼添加量為12％時(shí)，銅精礦品位為3.85％，回收率為49.67％，與不添加氧化硼相比，品位提高了2.89倍，回收率提高了1.53倍。

實(shí)施例2

實(shí)施例2的其他條件與實(shí)施例1相同，氧化硼的加入量為0，焙燒溫度分別為1150、1120、1250、1300、1350℃。

表3焙燒溫度添加量對(duì)銅渣浮選的影響

由表3可知在焙燒溫度的在1150-1350℃的范圍內(nèi)，1150℃回收率與銅精礦品位均達(dá)到最佳，而在1300℃以內(nèi)均具有一個(gè)較好的回收率與銅精礦品位，但是當(dāng)溫度到達(dá)1350℃時(shí)，銅精礦品位與回收率大幅下降經(jīng)過浮選后銅精礦品位呈現(xiàn)從2.04％下降到了1.04％；回收率也從40.48％下降到了21.38％。

對(duì)比例1：

本對(duì)比例1銅渣化學(xué)成分如表4所示：

表4銅渣的化學(xué)成分分析

一種回收低品位銅冶煉渣中銅的方法，具體步驟如下：

(1)將銅渣破碎、球磨后過100mm篩得到銅渣顆粒；

(2)將步驟(1)銅渣顆粒和氧化硼混合均勻得到混合物；其中氧化硼加入量分別為0％、3％、6％、9％、12％、15％；

(3)將步驟(2)所得混合物在空氣氣氛下焙燒熔融；經(jīng)緩冷-重凝后得到改性產(chǎn)物B；焙燒溫度為1300℃，保溫時(shí)間為2h，緩冷速率為2℃/min。

(4)將步驟(3)所得改性產(chǎn)物經(jīng)過破碎、振磨后過100目篩，然后球磨4min后浮選分離，所得產(chǎn)物為銅精礦。銅精礦回收情況見表4。

表5氧化硼添加量對(duì)銅渣浮選的影響

從表5可以看出，當(dāng)氧化硼添加量為6％時(shí)，銅精礦品位為24.89％，回收率為78.24％，與不添加氧化硼相比，品位提高了4.12個(gè)百分點(diǎn)，回收率提高了3.99個(gè)百分點(diǎn)；當(dāng)氧化硼添加量為9％時(shí)，銅精礦品位為25.21％，回收率為71.77％，與不添加氧化硼相比，品位提高了4.44哥百分點(diǎn)，回收率略有下降。可以看到，本發(fā)明的方法對(duì)高品位的銅冶煉渣中銅的回收也具有一定回收效果提升，但是提升幅度遠(yuǎn)弱于對(duì)低品位銅冶煉渣中銅的回收的效果提升。

對(duì)比例2

其他條件與實(shí)施例1相同，僅是將步驟(1)銅渣顆粒和氧化鋁混合均勻得到混合物；其中氧化鋁加入量0-10％，

表6氧化鋁對(duì)銅渣浮選的影響

表6可以看出，當(dāng)氧化鋁添加量為2％時(shí)，銅精礦品位為1.90％，回收率為38.30％與不添加氧化硼相比，品位提高了0.63個(gè)百分點(diǎn)，回收率提高了5.99個(gè)百分點(diǎn)；當(dāng)氧化硼添加量為8％時(shí)，銅精礦品位為1.72％，回收率為31.56％，品位較不添加氧化鋁有所增加，而回收率甚至還不如未加添加劑。

對(duì)比例3

其他條件與實(shí)施例1相同，僅是將步驟(1)銅渣顆粒和氧化鋅混合均勻得到混合物；其中氧化鋅加入量0-15％，

表7氧化鋁對(duì)銅渣浮選的影響

表7可以看出，當(dāng)氧化鋅添加量為6％時(shí)，銅精礦品位為1.85％，回收率為28.67％，與不添加氧化鋅相比，品位提高了0.52個(gè)百分點(diǎn)，回收率卻下降了3.46個(gè)百分點(diǎn)；當(dāng)氧化鋅添加量為9％時(shí)，銅精礦品位為1.24％，回收率為28.60％，品位和回收率較不添加氧化鋅都有降低。當(dāng)添加量超過15％，回收效果會(huì)因?yàn)殡s質(zhì)加入量過多而持續(xù)降低。

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回收低品位銅冶煉渣中銅的方法.pdf