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铜冶炼转炉缓冷渣选别工艺试验研究

文档作者：黄瑞强崔麦英文档来源：大冶有色设计研究院有限公司		点击数：	更新时间： 2020年12月03日
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2010年6月
第39卷第3期
中国矿山工程
China Mine Engineering
Jun．，2010
Vo1．39 No．3
铜冶炼转炉缓冷渣选别工艺试验研究
Experimental research on the separating process of slow cooling converter slag of copper smelting
黄瑞强，崔麦英(大冶有色设计研究院有限公司，湖北大冶435005)
摘要：通过小型试验研究，分析影响铜冶炼转炉缓冷渣选别指标的主要因素，重点对其选别工艺进行探讨。经过试验对比和分
析，推荐设计技术指标及工艺流程。
关键词：转炉缓冷渣；磨矿细度；回收率；阶磨阶选；浮选工艺
Abstract： n1e major factors of influencing flotation indexes of slow cooling converter slag of smelting copper were analysed based on
pilot test study，and the separating process was discussed emphatically．Designed technical indexes and process were recommended
through contrast test and analysis．
Key words：slow cooling converter slag；grinding fineness；recovery rate；stage grinding stage selection；flotation process
文章编号：
1672——609X(2010)03——0016-05
中图分类号：TD982
文献标识码：B
收稿日期：2009—09—14
修订日期：2009—11-10
考筒 黄端犟 j 曼 垫
芝 墼壬曼 固誉堡 尊黯矽 鞠
加工工程师，从事选矿设计研究
工作。
1 —日 一IJ—吾
通常转炉和吹炼炉渣含铜量较高，国内部分铜冶炼
厂将其作为返料送铜鼓风炉回收铜，最后的弃渣只有铜
水淬渣。虽然转炉和吹炼炉渣含铜量较高，但作为冶炼
原料其铜品位远低于铜精矿，不仅增加冶炼能耗、影响
冶炼生产效率，而且资源综合利用水平低。我国常用的
处理铜炉渣方法有两种：一是火法，即采用贫化炉贫化；
二是选矿法．即经过浮选可得到合格铜精矿，供火法炼
铜，铜回收率90％以上，浮选尾矿作为水泥原料。
随着大冶有色金属公司冶炼厂通过技术改造— —
澳斯麦特技术的应用，其转炉渣不再进入贫化炉。公司
冶炼厂现有转炉渣含铜一般为2％～4％。目前冶炼厂转
炉渣全部采用贫化炉火法贫化，存在的主要问题有：一
是火法贫化能耗高；二是资源浪费大，弃渣含铜高达
0．8％左右。铜冶炼节能减排改造工程实施后，现有贫化
炉将拆除，需采用其它方法(如缓冷一选矿工艺)贫化转
炉渣 冶炼渣采用浮选法生产铜精矿、磁选回收铁精矿、
尾渣作为水泥添加料。大冶有色金属公司经过多年的科
研与生产实践。已经积累了一定的实践经验。在此基础
上，该次小型试验重点探索合适的工艺条件，使转炉原
渣含铜品位由2％～4％降低到O．35％以下。
2 转炉渣采样及渣样分析
冶炼厂现场生产的转炉缓冷渣运达渣场，锤碎到
一300 mm后布点采样，根据时间顺序分别采取三批试验
样。第一批样：缓冷48小时，缓冷包底部含明铜部分渣
也在采样范围：第二批样：缓冷72小时，缓冷包底部含
第3期 黄瑞强等：铜冶炼转炉缓冷渣选别工艺试验研究 ·17·
明铜部分(约10％)渣不在采样范围；第三批样：缓
冷48小时，缓冷包底部含明铜部分(约10％)渣不
在采样范围。各批次原转炉渣多元素分析结果见表
1，铜物相分析见表2，铁物相分析见表3。
表1 各批次原转炉渣多元素分析结果 ％
表2 各批次原转炉渣铜物相分析结果 ％ 从表1各批次转炉渣多元素分析可见：原样主
要有益元素铜、铁含量不稳定，非金属二氧化硅不
同批次原渣含量也差别较大。说明冶炼厂在冶炼过
程中，随着冶炼原料及配料的不同，产生的转炉渣
性质不同。因此转炉渣性质将是影响其选别指标的
主要因素，即转炉渣性质不稳定将导致生产过程选
表3 各批次转炉渣铁物相分析结果 ％
别指标的波动。
从表2各批次转炉渣铜物相分析可见：自由铜
的矿物应以氧化亚铜存在，其可浮性较好．其难选
部分主要以结合铜为主。第三批样结合铜含量较
低、自由铜和硫化铜含量较高，预计其浮选铜回收
率较高。
从表3各批次转炉渣铁物相分析可见：转炉渣
含铁较高．碳酸铁、三氧化二铁、硅酸铁含量较高，
必然制约磁选铁回收率的提高。预计在磁选铁矿物
过程中。随物料不同其精矿品位波动大，回收率低。
综合以上分析，第三批样可能存在转炉冶炼过
程“欠还原”．但其转炉渣的物料性质有利于改善铜
矿物可浮性，而多余的碳将制约铜精矿品位提高。
3 开路探索性试验
根据转炉渣矿样性质，结合以往冶炼渣小型试
验和工业实践经验，该次小型试验开路浮选工艺设
计为：考虑到转炉渣原渣铜品位较高，铜矿物含铜
较高。存在大粒单体铜，需要优先快速回收，因此首
先采用一次粗选直接产生铜精矿，为一精矿；二次
粗选铜连生体多，含杂高，所以增加一次精选产生
二精矿。由于冶炼渣含铜矿物可浮性较好，药剂制
度采用常规丁基黄药和2 油
一般来讲，冶炼渣浮选选别指标的主要影响因
素是磨矿细度，以及工艺流程、药剂制度等。因此转
炉渣小型开路浮选试验首先重点探讨了磨矿细度
条件对选别指标的影响，开路试验进行了大跨度的
磨矿时间条件，从试验结果可见．当磨矿时间达到
16分钟以后，其精矿品位、回收率增加幅度放缓，因
此认为转炉渣合适的磨矿时问在l6分钟左右。另
一方面，从转炉渣的性质和试验结果分析，磨矿细
度是影响其选别指标的主要因素之一，因此在生产
过程中，加强细磨有利于生产技术指标的稳定和提
高。
丁基黄药一次粗选添加80 ，其铜的作业回收
率达到80％左右；二次粗选丁基黄药添加60 ，其
铜的作业回收率仅达到6％左右。说明黄药的添加
量是足够的，同时也是合适的。
从三批样初步开路试验结果可见，不同批次渣
· 18 · 中国矿山工程 2010年(第39卷)
样性质差异较大。第一批样由于缓冷包底部含明铜
部分渣也在采样范围，因此选别精矿品位较高，在
化验样加工过程中，一次粗选精矿可见明显的大粒
明铜，而第二、第三批样精矿未见明铜；第三批样原
渣品位较高，其回收率较高，尾矿品位较低。因此说
明冶炼原料的不同，产生的转炉渣性质差异较大，
对转炉渣的选别指标影响也非常大。
4 一段磨选中矿抛尾开路探索性试验
4．1 磁选与分级分别抛尾
试验渣样采用第二、三批样品。磨矿时间为6
分钟。试验流程与药剂制度见图l，浮选试验选别指
标见表4：浮选尾矿筛析与化验结果见表5；浮选尾
矿磁选指标见表6。
原渣样
精矿1 尾矿
图1 转炉渣一段磨选小型开路试验流程
表4 一段磨选浮选指标 ％
第二批样+O．074mm 38．45
— 0．074～+O．043mm 35．46
1．25 51．04
O．88 33．14
— 0．04 3～+0．038mm 4．79 0．62 3．15
- 0．038mm 21．30 0．56 12．67
合计 100．O0 100．0o
4．2 磁选与分级联合抛尾
考虑到转炉渣中的铜矿物与铁矿物共生关系
密切．且磨矿浮选后的尾矿粗粒级含铜品位较高。
因此采用第三批样，在一段磨矿浮选后，其尾矿进
行磁选、200目筛分联合把关，进行抛尾；磁选精矿
与磁选尾矿筛上(+0．074mm)产品合并，进入二段磨
矿浮选铜。并对最终尾矿进行磁选回收铁的试验，
考察该工艺对磁选铁指标的影响。试验浮选指标见
表7、磁选指标见表8。
阶磨阶选、二段磨矿增加预选筛分、减少二段
磨矿量试验结果证明，其尾矿明显高于连续磨矿选
别指标，说明一段磨选尾矿一0．074mm粒级尚有部分
难选连生体存在。
一段磨选后尾矿筛析与磁选试验目的是想通
过分级或磁选提前抛尾探索新的转炉渣选别工艺。
筛析结果说明，一段磨矿一0．038mm尚有部分连生体
存在；磁选试验结果说明，尽管大部分铜矿物与磁
性铁共生关系密切．但磁选尾矿铜品位仍然偏高。
5 浮选闭路试验
转炉渣闭路试验主要确定不同批次(不同性
质)的矿渣其可浮性及浮选技术指标；同时探讨连
续磨矿—— 即试验室一次磨矿时间相当于现场二
段磨矿达到要求磨矿细度，进行集中浮选，与阶磨
阶选— — 即分二段磨矿、分别选别，其不同工艺指
标的差异。
从六组闭路试验、结合开路浮选试验现象来
看，转炉渣浮选泡沫稳定，中矿量较小，铜矿物可浮
性较好。不同批次的转炉渣选别指标差异较大，说
明转炉渣的渣性是影响铜选别指标的主要因素。
一般来看连续磨矿在一次粗选作业中，铜精矿
中的铜矿物单体解离相对较好，小比例连生体较
少，因此其一次粗选作业铜精矿品位相对较高；阶
磨阶选由于中矿的循环返回．有效提高了后期(再
磨后)铜矿物的单体解离，因此二次粗选精矿品位
相对较高，最终尾矿较低。综合分析，连续磨矿与阶
磨阶选不同浮选工艺的指标对比，虽然阶磨阶选精
矿品位略低一点，但回收率要高于连续磨矿近3％ ，
因此进一步证明阶磨阶选工艺作为成熟的渣选工
艺其优势是明显的。
尽管转炉渣含金品位较低，但在铜的选别过程
中。伴生金银的综合回收效果是比较理想的。
从闭路试验尾矿筛析分析结果可见，
第3期 黄瑞强等：铜冶炼转炉缓冷渣选别工艺试验研究 ·19·
第二批样尾矿 O1 磁场强度：800 Oe
O3 磁场强度：1600 Oe 精矿
尾矿
合计
57．08
42．92
10H0．oo
0．7l
0_3l
58．70
49．80
75．28
24．72
加O．00
61．05
38．95
1oo．o0
表7 第三批样开路浮选试验指标 ％ 表9 不同批次、不同工艺闭路试验指标 ％
品位 回收率
样品 试验条件 产品 产率— — — —
Cu Fe Cu Fe
+0．043mm、特别是+0．074mm粒级铜品位明显高于
一0．043ram。因此，一方面在设计浮选设备选型中，要
充分强化粗粒小比例铜连生体的浮选回收，另一方
面在现场生产技术管理中．加强细磨及中矿再磨是
进一步提高转炉渣铜回收率永恒的课题。
6 结论与建议
通过室内小型试验研究，探索不同工艺的选别
指标，试验影响转炉渣可浮性的主要因素．以及研
究其伴生金、银、铁的回收效果，通过多种方案、多
种工艺比较，获得了较好的选别指标，实现了项目
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强罟； 肿
矿矿计
精尾合
· 20 · 中国矿山工程 2010年(第39卷)
主要预期效果—— 弃渣铜品位小于0．35％。为该项
目设计提供技术支持以及今后生产的技术管理考
虑，根据试验研究工作建议如下。
(1)从闭路试验、结合开路浮选试验现象来看，
转炉渣浮选泡沫稳定，中矿量较小，铜矿物可浮性
较好。浮选采用简单、常规药剂制度即可实现铜矿
物及伴生金银的有效回收。不同批次的转炉渣选别
指标差异较大．说明转炉渣的渣性是影响铜选别指
标的主要因素
(2)该项目试验方案希望探索缓冷制度对转炉
渣可浮性的影响，但从试验结果来看．虽然第二批
样缓冷时间(72小时)长于第一、第三批样(48小
时)，但铜的选别指标却较差。说明转炉渣的渣性对
其可浮性的影响大大强于缓冷制度的影响。另一方
面，通过不同批次的转炉渣铜浮选指标综合分析．
目前渣选的缓冷制度是比较合理的，完全适合将来
转炉渣的缓冷制度。
(3)尽管转炉渣采取缓冷措施，但铜矿物微细
粒级的存在仍然是影响转炉渣铜选别指标的主要
因素，因此，一方面在设计浮选设备选型中．要充分
考虑强化粗粒小比例铜连生体的浮选回收．另一方
面在现场生产技术管理中．要保证磨矿细度达标、
药剂添加合适。而加强细磨及中矿再磨是进一步提
高转炉渣铜回收率的课题。
(4)通过试验探索和工艺流程优化，对转炉渣
浮选铜推荐的工艺流程为：二段磨矿，一粗和二粗
精选一次泡沫产生铜精矿．一粗尾矿及中矿进行再
磨。
(5)推荐设计经济技术指标：铜原矿品位2．8％，
铜精矿品位24％ ，回收率92％；铜精矿含金1．2 ，
回收率75％ ；铜精矿含银lOOg／t，回收率75％。目前
大冶渣选厂正在进行扩建设计，2010年底投产，方
案、指标基本采用本文建议。
(6)目前在缓冷制度、选别工艺逐步优化的基
础上，今后要进一步提高转炉渣的选别指标。需要
在冶炼工艺、人炉配料等环节上，研究其对缓冷转
炉渣的渣性影响及对选别指标的影响，以进一步提
高企业综合经济效益。
(上接第15页)
本拿回室内与同专业人员一起鉴定。取样工作与编
录工作同时进行，现场标定取样点，取样采用刻槽
法取样，样长2m，刻槽断面规格5cm~2em，槽必须
沿矿体变化最大方向布置．即垂直于矿体真厚度方
向全幅切穿矿体．全方位掌握品位变化规律．避免
产生系统误差。最后将收集的资料与原生产勘探资
料两相对照，力求地质资料准确可靠。
4．4 加强开帮、二次圈定和出矿的现场管理工作
(1)开帮管理。开帮工作在上采之前进行，采场
内帮壁揭露矿体时，必须将矿体全部采下，充分揭
露矿体边界线，避免损失矿体。如果发现施工单位
开帮时过多开采上下盘围岩，应及时制止，避免贫
化的发生。
(2)二次圈定管理。二次圈定时要充分考虑到
上采过程中可能出现的矿体形态变化及夹石位置、
断裂带、岩脉等影响回采的有关地质技术问题，才
能有效控制矿石的贫化损失。结合采场顶板的取样
品位结果．分析研究，鉴别出矿石与围岩的边界线，
圈定采场的可采范围，在室内采场平面图上圈定工
业矿体的边界线，然后同采矿技术人员一起到采场
用红油漆直接圈定顶板的矿体边界线。
(3)出矿管理。出矿管理是掌握采场贫化损失
的关键，采取了下列措施。①现场指导出矿，对落地
矿岩及时用红油漆圈定分界线。②发现工人将充填
料倒入矿石溜井，或将矿石铺垫在地面的坑洼地段，
必须及时制止。③合理安排出矿的先后顺序，不允许
矿岩混装倒人溜井。④肉眼无法判断矿石质量时，必
须用拣块法进行取样化验，根据化验结果指导出
矿。⑤采场内出矿机械不能到达的边角区域，必须组
织人工捣矿将矿石除净，避免损失。⑥避免出矿时
间较长，矿石氧化放热结块。⑦溜矿法采场出矿末
期，上盘脱落的围岩必须分装分出，降低贫化．而下
盘结块的氧化矿要加强回收，避免损失。
5 结语
贫化损失的管理工作是矿山生产中的一项长期
工作。矿山开采的贫化损失状况直接影响矿山的经
济效益，关系到企业的持续发展。自从本矿加强贫
化损失管理工作以来，对一些赋存形态复杂的窄矿
脉加大了开采，使其得到了最大限度的回收。充分
利用了矿产资源，延长了矿山的服务年限。由于方
法得当，措施有力，取得了明显的效果。采矿贫化率
和损失率两个指标大幅度下降，采取这些技术措施
是切实可行的，也是有效的。
【参考文献】
[1] 矿床学EM]．北京：地质出版社，1979．
『21 张轸．矿山地质学[M]．北京：冶金工业出版社，1985．
[3] 矿山地质手册(上)[M]．北京：冶金工业出版社，1995．

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