铜炉渣矿物学特性及浮选基础研究

摘要

我国矿山资源日渐枯竭，但对金属资源的需求依然不断增长，因此如何有效的回收利用冶炼铜渣中的有用金属成为了保证国家资源安全与经济发展的重要手段。炉渣采用选矿方式处理，回收率高成本低富集效果好，且药剂种类较少易于操作，是从炉渣中回收铜金属最有效的方法之一。本文通过以金属铜为单矿物研究对象，开展了电炉渣、转炉渣工艺矿物学与浮选技术的研究。
　　(1)金属铜单矿物浮选试验表明，Z-200、丁基黄药、丁胺黑药对金属铜有良好的捕收效果，Z-200浮选回收率最高但在碱性条件下浮选效果变差。根据接触角试验，pH对铜表面疏水性影响较大，三种捕收剂都能对金属铜表面起到疏水作用，其中Z-200疏水作用最好;当pH≥10时，丁胺黑药与丁基黄药对铜表面疏水作用更为明显。通过红外光谱分析可以发现，捕收剂在铜表面发生化学吸附，铜表面疏水性可以显著的被丁基黄药、丁胺黑药与Z-200提升。
　　(2)通过转炉铜渣物相分析得出，金属铜粒度跨度较大，嵌布粒度复杂，金属铜颗粒单独或在晶象界面间析出时颗粒较大，在铁橄榄石或玻璃晶相中析出时颗粒较小，难以单体解离。炉渣中硫化铜矿物主要以辉铜矿、黄铜矿、斑铜矿为主，辉铜矿大部分被玻璃晶象包裹但通常颗粒较大，斑铜矿与黄铜矿共生，蓝辉铜矿颗粒较细，以点分散的形式赋存于炉渣中。
　　(3)根据了炉渣粘度测试与相关分析，炉渣中氧化镁、氧化钙、三氧化二铝等成分含量的变化将引起炉渣粘度的变化，从而影响炉渣冷却过程中铜结晶的大小，适当的添加氧化钙可以降低炉渣粘度从而促进铜结晶长大，使得转炉渣中微细铜颗粒更好结晶，为后续浮选处理提供了更为优质的原矿。
　　(4)根据电炉渣元素分析表明，含铜矿物在各粒级中存在，矿石嵌布较为复杂，细颗粒矿物含铜较高，同时部分含铜难磨矿物赋存于矿石中，浮选机充气量、转速、浮选浓度等相关参数对电炉渣浮选行为有一定影响，在-200目充气量200m3/h，矿浆浓度为33％，转速2000r/min条件下，浮选效果较好。
　　(5)根据转炉渣工艺流程试验，在磨矿细度-0.074mm占73.22％,碳酸钠用量800g/t，氧化钙用量400g/t，丁基黄药与丁胺黑药混合捕收剂100g/t条件下，按照一段粗选再磨后筛分三次扫选的工艺流程进行转炉渣浮选实验，最终获得了品位36.57％，回收率94.74％的铜精矿;通过电炉渣浮选试验发现，调整剂碳酸钠、氧化钙、混合捕收剂对电炉渣浮选依然有良好的效果，在碳酸钠用量800g/t，氧化钙用量300g/t，丁胺黑药与丁基黄药混合药剂100g/t，起泡剂40g/t条件下，采取一粗一精两扫且用浮选柱扫尾的工艺流程，最终获得了品位19.06％，回收率72％铜精矿。

目录

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摘要

第一章 文献综述

1．1 铜资源基本概况

1．1．1 世界铜资源总体态势

1．1．2 中国铜资源现状和主要特点

1．2 炉渣综合回收利用研究进展

1．2．1 炉渣的产生

1．2．2 炉渣的性质及资源状况

1．2．3 炉渣的资源化利用

1．2．4 回收炉渣所含有价金属

1．3 炉渣浮选现状

1．3．1 影响炉渣浮选的主要因素

1．3．2 炉渣选矿工艺研究

1．3．3 炉渣选矿实际应用

1．4 课题研究的意义

第二章 试验材料及研究方法

2．1 试验矿样

2．1．1 实际矿石矿样

2．1．2 单矿物实验原料制备

2．2 实验药剂及主要仪器和设备

2．3 研究方法

2．3．1 纯矿物浮选试验

2．3．2 实际矿石浮选试验

2．3．3 矿物物相分析、元素分析

2．3．4 红外光谱分析

2．3．5 表面接触角测定

2．3．6 炉渣冷却粘度测试

第三章 炉渣铜矿物结晶状态及冷却方式的研究

3．1 炉渣工艺矿物学研究

3．1．1 炉渣中金属铜嵌布形式研究

3．1．2 硫化铜矿物嵌布形式研究

3．2 炉渣冷却过程中粘度对铜矿物结晶的影响

3．2．1 不同添加剂对渣粘度的影响

3．2．2 炉渣粘度对铜结晶的影响

3．3 本章小结

第四章 金属铜浮选行为及表面作用研究

4．1 金属铜单矿物浮选试验

4．1．1 捕收剂对金属铜浮选行为的影响

4．1．2 pH对金属铜浮选行为的影响

4．1．3 硫化钠对金属铜浮选行为的影响

4．2 接触角试验

4．2．1 pH对金属铜表面疏水性的影响

4．2．2 捕收剂作用下pH对金属铜疏水性的影响

4．2．3 捕收剂浓度对金属铜疏水性的影响

4．2．4 硫化钠对金属铜表面润湿性的影响

4．3 红外光谱分析

3．4 本章小结

第五章 炉渣实际矿石新型浮选工艺研究

5．1 转炉渣工艺矿物学特点

5．1．1 转炉渣化学元素分析

5．2 转炉渣实际矿石浮选试验

5．2．1 磨矿细度对转炉渣浮选的影响

5．2．2 Na2CO3用量对转炉渣浮选的影响

5．2．3 调整剂对转炉渣浮选的影响

5．2．4 起泡剂用量对转炉渣浮选的影响

5．2．5 不同捕收剂对转炉渣浮选的影响

5．2．5 再磨-筛分工艺对炉渣浮选的影响

5．2．6 转炉渣浮选闭路试验

5．3 电炉渣矿石性质的研究

5．3．1 矿样多元素分析

5．4 电渣实际矿石浮选试验

5．4．1 磨矿细度对电炉渣浮选的影响

5．4．2 浮选机相关参数对电炉渣浮选的影响

5．4．3 调整剂与助磨剂用量对电炉渣浮选的影响

5．4．4 不同捕收剂对电炉渣浮选的影响

5．4．5 2#油用量对电炉渣浮选的影响

5．4．6 电炉渣浮选工艺全流程试验

5．5 本章小结

第六章 结论

参考文献

硕士期间主要研究成果

致谢