銅冶煉轉爐渣選金試驗研究

王雷

摘要：銅冶煉過程中產生大量的冶煉爐渣，直接堆放不僅造成資源浪費，還會污染環境。針對山東恒邦冶煉股份有限公司銅冶煉轉爐渣的特點，采用一次粗選、一次掃選的浮選流程回收金。結果表明：磨礦細度和捕收劑種類及用量是影響浮選指標的主要因素，其次是活化劑用量;最佳工藝參數為磨礦細度-0.074 mm占90.4 %，丁基黃藥用量200 g/t，硫酸銅用量250 g/t，石灰用量500 g/t，獲得的金精礦金品位13.7 g/t、金回收率92.6 %，尾礦金品位0.02 g/t、金損失率0.3 %;實現了二次資源的綜合利用，同時創造了一定的經濟效益。

關鍵詞：轉爐渣;銅冶煉;金;捕收劑;活化劑

中圖分類號：TD982文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2020）05-0086-04doi：10.11792/hj20200517

引 言

金具有良好的導熱性、導電性、可鍛性、延展性，廣泛應用于首飾制造、美術工藝、科技、工業和醫療等領域[1-2]。其中，科技領域中金可作為點接觸材料、電阻材料、測溫材料、焊接材料、凈化材料及催化劑等[3-4]。隨著世界經濟的發展，對黃金的需求量不斷增加，但優質礦產資源逐漸枯竭，冶煉爐渣和氰化尾渣等二次資源成為重要的研究和利用對象[5-8]。

李國棟[9]以西北某鉛鋅冶煉廠產出的鉛銀渣為研究對象，考察了熱酸浸出—浮選聯合工藝對鉛銀渣中有價金屬的綜合回收效果，最佳工藝條件下可獲得金品位為16.31 g/t、金回收率為90.28 %的精礦。傅開彬等[10]采用浮選法對某冶煉渣中的金進行了回收試驗研究，金主要以游離微細粒金和硫化物包裹金的形式存在，品位為1.85 g/t。結果表明：磨礦細度為-0.074 mm占80 %，采用一次粗選、兩次精選、兩次掃選、中礦順序返回，可獲得金品位為28.65 g/t、金回收率為68.45 %的金精礦;導致金回收率不高的主要原因是金顆粒微細，以及金被碳酸鹽、褐鐵礦、石英和硅酸鹽等礦物包裹。

山東恒邦冶煉股份有限公司銅冶煉側吹爐每年產出的轉爐渣約6萬t，金品位為1.0～2.0 g/t，具有回收價值。試驗采用一次粗選、一次掃選的浮選工藝回收轉爐渣中的金，分別考察了磨礦細度、捕收劑種類及用量、活化劑用量等對浮選指標的影響。該研究為銅冶煉轉爐渣的回收利用提供技術支撐。

1 試驗部分

1.1 轉爐渣性質

轉爐渣取自山東恒邦冶煉股份有限公司渣選車間，外觀呈黑色，性脆、堅硬、結構致密，密度約4.0～4.5 g/cm3，其成分分析結果如表1所示。

1.2 儀器及藥劑

試驗儀器：45-6-10型顎式破碎機（山東招遠礦山儀器廠），XYD175型圓盤粉碎機（上海喆鈦機械制造有限公司），XMQ240×90錐形球磨機（江西省恒誠選礦設備有限公司），XFD111-1.5L型變頻單槽浮選機（上海喆鈦機械制造有限公司）。

試驗藥劑：硫酸銅、丁基黃藥、異戊基黃藥、異丙基黃藥、丁銨黑藥、石灰，均為分析純，采購于上海國藥集團化學試劑有限公司。

1.3 試驗方法

1）取轉爐渣塊進行顎式破碎、圓盤粉碎機細磨，裝入取樣袋中備用。

2）取處理后的轉爐渣700 g，用球磨機磨礦，按照一定比例加入選礦藥劑，通入空氣，流量為50 mL/min，進行浮選。通過一次粗選、一次掃選，產出的金精礦和尾礦烘干后進行成分分析。

3）樣品測定采用GB/T 11066.1—2008 《金化學分析方法 金量的測定 火試金法》。

1.4 工藝流程

工藝流程如圖1所示。

2 結果與討論

2.1 磨礦細度

取處理后的轉爐渣700 g加入球磨機中，考察磨礦細度對浮選指標的影響，結果如圖2所示。

由圖2可以看出：隨著磨礦細度-0.074 mm占比的提高，金精礦金品位先提高后降低，金回收率先增加后趨于穩定;尾礦金品位和金損失率都先降低后趨于穩定。磨礦細度是影響浮選指標的重要因素之一，磨礦細度較小時，轉爐渣中的金解離不完全;磨礦細度較大時，易產生過磨，造成轉爐渣泥化，并覆蓋在轉爐渣表面，使金的可浮性變差，導致金精礦金品位降低。綜合考慮，選擇磨礦細度-0.074 mm占90.4 %。

2.2 捕收劑種類

固定磨礦細度-0.074 mm占90.4 %，考察捕收劑種類對浮選指標的影響，結果如圖3所示。

捕收劑是改變礦物表面疏水性，使浮游礦粒粘附于氣泡上的浮選藥劑，其具有2個最基本的性能：選擇性地吸附于礦物表面;提高礦物表面的疏水程度，使之易于粘附在氣泡上，從而提高礦物的可浮性[11]。由圖3可以看出：捕收劑為丁基黃藥和異戊基黃藥時，金精礦金品位較高;捕收劑為丁基黃藥和丁銨黑藥時，金回收率較高。此外，捕收劑為丁基黃藥時的尾礦金品位及金損失率最低。綜合考慮，選擇丁基黃藥作為捕收劑。

試驗考察了丁基黃藥用量對浮選指標的影響，結果如圖4所示。

由圖4可以看出：隨著丁基黃藥用量的增加，金精礦金品位先提高后降低，金回收率先增加后趨于穩定;尾礦金品位和金損失率均先降低后趨于穩定。捕收劑用量對浮選指標產生重要影響，用量較少時，金精礦金回收率低，尾礦金品位高;用量過多時，金精礦金品位較低[12]。綜合考慮，選擇丁基黃藥用量200 g/t。

2.3 硫酸銅用量

活化劑是能夠增強礦物表面對捕收劑吸附能力的一類調整劑[13]，試驗選擇硫酸銅和石灰作為活化劑。固定磨礦細度-0.074 mm占90.4 %，丁基黃藥用量200 g/t，考察硫酸銅用量對浮選指標的影響，結果如圖5所示。

由圖5可以看出：隨著硫酸銅用量的增加，金精礦金品位先提高后降低，金回收率先增加后略有下降;尾礦金品位與金損失率均先降低后趨于穩定。硫酸銅可以活化轉爐渣中的金，降低尾礦中金的損失，但硫酸銅用量過多會抑制金的浮選[14]。因此，選擇硫酸銅用量250 g/t。

2.4 石灰用量

石灰不僅是浮選常用的pH調整劑，同時也可活化轉爐渣中的金，但過量的石灰對金浮選有一定的抑制作用[15]。固定磨礦細度-0.074 mm占90.4 %，丁基黃藥用量200 g/t，考察石灰用量對浮選指標的影響，結果如圖6所示。

由圖6可以看出：隨著石灰用量的增加，金精礦金品位、金回收率均先提高后略有下降;尾礦金品位與金損失率均先降低后趨于穩定。綜合考慮，選擇石灰用量500 g/t。

2.5 驗證試驗

按照最佳浮選工藝條件，即磨礦細度-0.074 mm占90.4 %，丁基黃藥用量200 g/t，硫酸銅用量250 g/t， 石灰用量500 g/t，進行5次浮選試驗，結果如圖7所示。

由圖7可以看出：采用一次粗選、一次掃選浮選工藝，獲得的金精礦金品位13.7 g/t、金回收率92.6 %，尾礦金品位0.02 g/t、金損失率0.3 %。

3 結 論

1）山東恒邦冶煉股份有限公司銅冶煉轉爐渣金品位1.93 g/t，具有回收價值。試驗采用浮選工藝進行金的回收。

2）采用一次粗選、一次掃選浮選流程，在磨礦細度-0.074 mm占90.4 %，丁基黃藥用量200 g/t，硫酸銅用量250 g/t，石灰用量500 g/t條件下，獲得的金精礦金品位13.7 g/t、金回收率92.6 %，尾礦金品位0.02 g/t、金損失率0.3 %。

3）山東恒邦冶煉股份有限公司年產銅冶煉轉爐渣6萬t，按照金品位1.93 g/t，金回收率92.6 %計算，可回收金約107.2 kg，經濟效益顯著。

[參 考 文 獻]

[1] 龔昶.氰化尾渣中鐵和金回收工藝研究[D].長沙：中南大學，2014.

[2] KEMP C.Floating gold：A natural（and unnatural）history of ambergris[M].Chicago：University of Chicago Press，2012.

[3] 楊天足.貴金屬冶金及產品深加工[M].長沙：中南大學出版社，2005.

[4] TAJIK S，TAHER M A.New method for microextraction of ultra trace quantities of gold in real samples using ultrasound-assisted emulsification of solidified floating organic drops[J].Microchimica Acta，2011，173（1/2）：249-257.

[5] 韓偉.銅冶煉轉爐渣選礦工藝研究與設計[J].銅業工程，2013（1）：25-27.

[6] RAGHUPATHY L，CHATURVEDI A.Secondary resources and recycling in developing economies[J].Science of the Total Environment，2013，461/462：830-834.

[7] 周東琴.某氰化尾渣中金的浮選回收試驗研究[J].有色礦冶，2009，25（1）：15-17.

[8] 劉明寶，閻贊，印萬忠.陜南地區角閃巖型難選金紅石礦選礦試驗研究[J].礦冶，2018，27（3）：11-16.

[9] 李國棟.從鉛銀渣中綜合回收金銀鉛鋅的工藝和機理研究[D].北京：北京科技大學，2017.

[10] 傅開彬，涂昌能，王維清，等.某含金汞冶煉渣浮選試驗[J].金屬礦山，2013（1）：155-157.

[11] 王恩祥，盧琳.貴州某含砷含碳難選金礦石選礦試驗[J].現代礦業，2017（10）：107-111.

[12] 陳松梅，梁雪峰，吳國富，等.某難選金礦石選礦試驗[J].現代礦業，2018（2）：97-102.

[13] 黃紅軍.低活性難選硫鐵礦高效活化應用基礎研究[D].長沙：中南大學，2011.

[14] 寧發添.江西某難選金礦石選礦試驗[J].現代礦業，2013（8）：148-149，152.

[15] 陳曉芳，梁治安.提高某難選金礦石金精礦品位的浮選試驗研究[J].有色金屬（選礦部分），2017（6）：31-35.

Abstract：A lot of smelting converter slag is generated in the copper smelting process.Direct stacking causes not only resource waste but also environment pollution.According to the characteristics of the copper smelting converter slag in Shandong Humon Smelting Co.，Ltd.，the flotation process of once roughing and once scavenging is adopted to recover gold.The results show that the major factor influencing the flotation index is the fineness of grinding as well as the type and dosage of the collector，which is followed by the dosage of the activator。The optimal process parameters are as follows：the grinding fineness -0.074 mm accounts for 90.4 %，butyl xanthate dosage is 200 g/t，copper sulfate dosage is 250 g/t，lime dosage is 500 g/t，under which the gold grade of the obtained gold concentrate is 13.7 g/t，the gold recovery rate is 92.6 %，the gold grade of tailings is 0.02 g/t，the gold loss rate is 0.3 %.The process realizes comprehensive utilization of secondary resources and at the same time creates certain economic benefits.

Keywords：converter slag;copper smelting;gold;collector;activator