铜冶炼艾萨炉渣的矿物组成研究
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关于铜冶炼渣浮选回收铜的研究现状摘要:随着经济和科技水平的快速发展,我国是铜资源严重短缺的国家,硫化铜矿物是提铜的主要矿物。
在硫化铜矿石的铜硫浮选分离中,通常涉及到黄铜矿、辉铜矿和斑铜矿等与黄铜矿和磁黄铜矿的分离。
由于矿石性质的复杂性和差异性,有针对性地开展铜硫浮选分离工艺技术研究具有重大意义。
关键词:铜渣;回收铜;焙烧;磁铜矿引言铜渣是在火法炼铜的熔硫和转炉过程中产生的副产品,有艾萨炉渣、转炉渣和贫化电炉渣等,仅2017年我国产生的铜渣量就高达1777.8万t,约占全球铜渣生产量的1/3。
目前,国内大多数铜企都将铜渣丢弃或堆存在渣场,不仅占用了大量的土地而且对环境造成严重的污染;还有部分铜渣被用来铺路或制作混凝土等建筑材料,这样虽然解决了铜渣堆存的问题,但是未能回收铜渣中的有价金属。
因此,如何有效合理利用铜渣是当前我国铜冶炼行业亟待解决的难题。
铜渣中的铜和硅含量丰富,另外还有少量的铜、铜、钙、锌、镍、钴等有价金属[。
对典型铜渣浮选尾矿进行XRF分析,主要化学成分如表1所示,铜渣的全铜含量为40.44%,远高于我国铜矿石的可采品位,然而目前国内对铜渣中铜的利用率不足1%,因此回收铜是综合利用铜渣的一个重要环节。
1.选矿法回收铜渣中的铜选矿法处理铜渣是将铜渣磨细到一定的粒度,使铜渣中的有价金属和脉石分离开,然后通过浮选或磁选等选矿工艺回收铜渣中的铜、铜等有价金属。
通过多段磁选和添加分散剂富集回收铜冶炼炉渣浮选尾矿中的铜。
结果表明,经多段磁选后,铜渣中的铜品位从42%提高到49.73%,铜的回收率和铜精矿的产率分别为30.23%和25.39%;在多段磁选过程中再对铜渣进行磨矿并添加六偏磷酸钠和水玻璃等分散剂,得到的铜精矿中铜的品位提高到51.56%,但是铜的回收率和铜精矿的产率分别降至27.14%和22.08%。
采用磨矿-浮选-磁选-浮选中矿与磁性矿合并再磨-再浮选-再磁选的阶段磨矿和阶段选别流程对铜渣中的铜和铜进行富集回收,一段磁选精矿通过再次磨矿将铜渣中的铜和硅分离,然后再进行浮选和磁选,最终得到了铜品位为62.53%的铜精矿和铜品位为19.82%的硅精矿,回收到35.04%的铜。
艾萨炉铜熔炼处理低铁硫矿配料优化及实践摘要:本文对艾萨炉工作机理及工艺特点进行阐述。从处理低铁硫铜精矿的影响进行分析并以多个配料计划实践为依据,结合生产实际对比不同配料计划下,艾萨炉的各项生产经济指标,寻求更符合、更利于艾萨炉铜熔炼的优化配料模式,解决当前原料难以匹配生产工艺的问题。
关键词:喷枪;艾萨炉;低铁硫矿1艾萨炉工作机理概述1.1工艺流程本工艺中产能设计为25万吨,采用仓式配料,圆盘给料机进行稳定给料, 通过电子皮带秤完成混合以后运输给艾萨炉熔炼,沉降电炉澄清分离后供给转炉吹炼,烟气则送硫酸系统制酸。该工艺当中,物料有两种不同的分配形式,其一为抓斗式,其二为仓式,由DCS负责控制仓式配料的物料分配比例。通过多条输送带运至主输送带上,再自炉顶处被送入艾萨炉的熔池中,再随着富氧气体一同被注入熔炉內。铜精矿进入1170℃~1200℃熔体后,被剧烈搅拌快速熔化,产生铜锍与熔渣。在冶炼期间,应该控制好熔池温度,处理好炉渣中所含磁铁矿。Fe3O4用作氧气载体,若炉渣中含量过多,就会有大量气泡产生,导致泡沫渣喷炉。艾萨炉工艺中铜锍品位在55%~65%中间,为后续吹炼工艺提供稳定的操作环境。1.2工艺特点艾萨炉通过艾萨喷枪,向反应容器(炉子)内鼓入一定浓度的富氧空气,造成熔池的强烈搅拌,以此产生的高传热传质速率,使物料受热分解、熔化、造渣,快速地将精矿化学能释放出来,并集中于有限的熔池区域,较大限度地实现了矿物的半自热熔炼。
根据艾萨炉冶金计算可知,自热度(化学反应放热所占炉子总热负荷的比例)可达60%以上。
艾萨熔炼充分运用这部分热量,有效加热精矿本身并提供维持反应进行所需的大部分能量,不足的热量由燃煤和燃油提供。
要达到一定的自热度,艾萨炉的第一道工序,配料是关键。
配料的好坏关系着产品产量与质量、节能环保、降本增效等一系列关系火法冶炼企业长远发展的重大问题,也是今后铜冶炼发展的核心竞争力。
2.处理低铁硫铜精矿带来的影响在艾萨炉熔炼期间,低铁硫铜精矿中含有复杂的脉石成分,所含高熔点氧化物比较多。故而铜精矿处理中存在的问题有:在一定温度条件下,物料熔化的过慢,泡渣层变大,复杂成分可能导致单质硫产物,使接下来的硫酸工艺系统受到影响;炉渣由于粘性太大,难以排放;熔体的大量喷溅,会在加料口形成瘤状固结。而且因铁硫量比较低,发热量达不到要求,结果会使熔体温度下降,需要消耗更多的燃料与氧量,导致成本加大。对于沉降电炉,因低铁硫铜精矿无法在炉内充分反应,其炉顶表面难免存在一层由石灰石、铜精矿、燃煤、石英砂,还有脉石等组成的的漂浮物,严重时可达600mm厚,电极会变得传热不良,而且局部电流增大,出现严重打弧现象;电炉内的物料还会发生二次反应,致使炉顶温升急骤,最高能超过1200℃;渣层中含氧化物太多会影响铜渣的分离效果,炉渣无法排放,且含铜量较也大(>>0.85%目标值)。低铁硫铜精矿的处理虽然对火法冶炼带来了不少负面影响,不过,因其价格适宜,而且对艾萨炉炉墙挂渣有助宜,能适当延长炉寿。故而,在火法冶炼中,按物料平衡规则,对低铁硫铜精矿进行合理使用,不管是从经济角度还是从技术角度来看,都能体现出极大的实用价值。3.低铁硫铜精矿处理试验3.1试验工艺条件(1)仓式配料:以10T吊车进料。(2)料仓10个:1~3#仓采用圆盘变频式给料机,正常给料量是30~40t/h,给料范围:0~60t/h;4~10#仓都是定量给料机(4#给料范围是0~40t/h;5~7#给料范围为0~10t/h;8#给料范围为0~20t/h;9#10#给料范围为0~50t/h)。(3)由DCS对上料系统在线控制,各料仓的给料皮带均设有专用的皮带电子称,操作工按配料单向各料仓下料,铜精矿和辅料经皮带传入中间料仓,将设有皮带电子称的双层皮带设置在中间料仓的下方,CRO按中间料仓的具体料位设定下料量,对料量稳定性进行严格控制。由炉顶加料皮带将混合物料送到加料口内。(4)熔剂用的是石灰石和石英砂;燃煤用的是粒度5~10mm的颗粒煤,为将艾萨余热锅炉的实际蒸发量有效把控在规定范围内,燃煤用量以3.0t/h为上限,如果热量不够,以柴油提温。(5)采用纯度约85%的氧气,供氧量为24000Nm³/h,氧压则控制在180kPa~190kPa。(6)喷枪风来自KKK离心鼓风机,供风量最大可达21480Nm³/h;二次燃烧风来自离心高压鼓风机,供风量最大是6440Nm³/h。3.2工艺参数目标冰铜品位在62±1%;熔池热电偶操作温度为1160~1175℃;渣型要求硅铁比(SiO2∕Fe)在0.85~0.88之间,硅钙比(SiO2∕CaO)在5.5~6.5之间,氧气载体四Fe3O4为8%~9%。3.3试验方法及步骤3.3.1配料按配料单组织料量,且添加三种不同的低铁硫矿做配料,得到配比1、配比2、配比3,三种不同的配料。3.3.2数模工艺参数控制表1 数模工艺参数控制表时间配料风量Nm³/h富氧浓度%氧料比Nm³/h数模品味%补石英砂t/h补石灰石t/h低铁硫铜矿占比 %4 .26配比1145006150.4713.3.24.805 .24配比2140006140.2693.52.527.507 .1配比3135006136.5673.3.28.693.3.3物料配比不同时的工艺参数实时控制3.3.4分析冰铜与炉渣成分(1)冰铜样:冰铜成分主要是FeS-Cu2S,含少量SiO2。表2给出了冰铜中化学成分的分析结果。表2 冰铜化学成分分析表样号冰铜化学成分,%Cu Fe S配比162.2413.4622.13配比263.4312.1221.65配比363.1512.5121.54(2)炉渣样:液态炉渣成分以FeO和SiO2为主,另外含有少量CaO、Al2O3、MgO等离子,固态炉渣成分主要是2FeO·SiO2跟2CaO·SiO2[4]。表3给出了炉渣化学成分的分析结果。表3炉渣化学成分分析表样号炉渣化学成分,%硅铁比硅钙比碱度Fe SSiO2CaOMgOAl2O3配比134.893.9230.895.561.585.660.875.561.16配比236.913.8132.664.42.874.530.877.361.13配比335.034.1231.965.571.065.410.915.721.123.4生产试验结果表4 2022年前7个月生产试验结果统计月份总料量t低铁硫矿t占比%耗煤量kg/t柴油耗L/t石灰石耗kg/t石灰石耗kg/t85%氧单耗Nm³/h标注169695136451905717.31.4626.566.36153.33试验2641861189718.5517.43.7025.1423.59157.413574661099619.1411.061.0124.8942.01144.924813751821222.3710.64.4426.9630.42159.25正常5800371841623.0216.46.5124.1228.14159.466667081141317.1223.74.7223.3722.58148.81物料调整7752141792323.8417.45.5921.9322.12169.12正常由上表4来看,生产试验三个月后,自4月起,处理的低铁硫铜精矿量变大,每月处理量在18000吨左右保持稳定(6月份由于物料调整可忽略)。5月份处理量最大,达到18415吨;处理料量中低铁硫矿占比最大的是七月份,达到23.83%,可实现生产供销之间的物料平衡。3.5试验结果(1)在1160~1175℃条件下,所得结果与目标大致吻合,将冰铜品味控制在62.22~63.44%,燃煤上限控制在2.5t/h,硅铁比控制在0.88~0.91,硅钙比控制在5.57~7.37,生产需求均可被满足。
某铜炉渣的工艺矿物学研究韩彬;童雄;张国浩;谢贤;吕昊子【摘要】Taking a copper smelting slag in Yunnan as research object, atomic absorption spec-trometry, chemical phase analysis and microscope observation, X -ray diffraction analysis and mineral dissociation degree of analyzer ( MLA) were adopted in study on slag composition, mineral composition, structure, characteristics and grain size of useful minerals.The results show that the copper slag has sparse structure, dense structure and the main structure was seriate spherulitic, subhedral -granular structure.The copper slag contains copper 3.63%, iron 44.9%, silver 29.0g/t.The main copper minerals were chalcocite, bornite, chalcopyrite copper and other natural sulphide minerals.Iron mainly occurs in magnetite iron, iron olivine, zinc, iron and iron spinel eful minerals were disseminated complicated and distribution of particle size was uneven.%以云南某冶炼铜炉渣为研究对象,采用原子吸收光谱法、显微镜观察法、X射线衍射分析及矿物解离度分析仪( MLA)等手段研究了炉渣的成分、矿物组成、结构、有用矿物的嵌布特征及粒度组成。
M etallurgical smelting冶金冶炼铜冶金炉渣中综合回收有价金属的探究文燕儒摘要:在铜冶金过程中,会产生大量含有有价金属的炉渣,如果不回收这些炉渣中的有价金属,将形成资源的巨大浪费,这与资源高效利用的要求不符。
基于这种情况,本文对铜冶金炉渣中有价金属的综合回收进行了研究分析,明确了综合回收有价金属的重要性,并介绍了现有的处理技术方法,为后续的铜冶金炉渣资源的二次利用提供了参考。
关键词:铜冶金炉渣;综合回收;有价金属铜矿资源在社会经济发展中扮演着重要角色。
从青铜时代到信息时代,铜矿资源与人类社会的发展密切相关。
凭借其独特的物理化学性质,铜矿资源广泛应用于各个领域,并成为社会经济发展所必需的金属资源。
一般情况下,铜矿主要以化合物的形式存在,尤其是以硫化矿为主。
目前,全球使用的铜矿资源有超过80%来自于铜的硫化矿冶炼。
由于硫化矿含铜品位仅约为1.5%,其开采后需要经过选矿才能进行后续处理。
我国铜矿开采利用行业整体上资源品质较低,矿山规模相对较小,开采数量难以满足冶金行业的需求,更多的铜矿产品需要依赖进口。
鉴于这种情况,我国应合理调整铜矿资源的开发方式,加快对铜冶金炉渣的有效利用研究进展,逐步找出科学合理的综合利用技术,使有限的铜矿资源能够产生更多具有价值的应用产品,逐步满足市场经济发展的需求。
同时也要认识到铜冶金炉渣资源的重要性,科学制定综合回收有价金属的方法,不断提升铜矿资源的利用效率,进一步提高铜矿开采行业的经济效益,推动我国铜冶金行业健康发展。
1 铜冶金炉渣概述铜冶金炉渣是火法炼铜的熔炼及吹炼过程中产生的副产物。
铜渣的成分因冶炼制度、入炉原料的不同而异,一般炉渣中的铜含量在0.5%~3.0%之间。
铜渣的主要成分为铁、硅的化合物,还包括氧化镁、氧化铝等物质。
数据表明,我国每年外排铜渣约800万吨,其中电炉渣产量约为转炉渣的4倍。
我国的铜资源相当匮乏,对于品位较低的铜矿(0.4%~0.5%)进行开采利用成本较高。
世界有色金属 2021年 8月下10冶金冶炼M etallurgical smelting铜冶炼炉渣工艺的分析高广磊,杨 野,杨 超,王 涛(吉林紫金铜业有限公司,吉林 珲春 133300)摘 要:随着国内铜需求的快速增长和冶炼能力的提高,铜资源的利用率也在上升,铜精矿极为不足,对铜精矿的依赖度超过70%。
铜冶金精炼厂锅炉炉渣中含有丰富的铜、铜锌等有色高价金属资源,利用经济前景广阔。
在2012年中国大型冶炼厂的成立,这些矿渣中的铜含量相当于几个大型铜矿,预计平均为1%。
铜等昂贵资源的利用率很高,炉渣中的铅和锌不仅在一定程度上缓解了目前铜的短缺,同时也减少了矿渣堆积造成的环境污染.根据矿渣冶金的特点,总结了转化渣的研究开发工作,介绍了转化渣的相关技术,选取矿渣,综合利用煤渣对经济效益以及当今社会生态都具有重要意义。
关键词:铜冶炼炉渣;渣选矿;工艺中图分类号:TF811 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2021)16-0010-2Analysis of copper smelting slag processGAO Guang-lei, YANG Ye, YANG Chao, WANG Tao(Jilin Zijin Copper Co., Ltd,Huichun 133300,China)Abstract: With the rapid growth of domestic copper demand and the improvement of smelting capacity, the utilization rate of copper resources is also rising. Copper concentrate is extremely insufficient, and the dependence on copper concentrate is more than 70%. The boiler slag of copper metallurgical refinery is rich in non-ferrous high price metal resources such as copper, copper and zinc, which has a broad economic prospect. With the establishment of large smelters in China in 2012, the copper content in these slag is equivalent to several large copper mines, which is expected to average 1%. The utilization rate of expensive resources such as copper is very high. The lead and zinc in slag not only alleviate the current shortage of copper to a certain extent, but also reduce the environmental pollution caused by slag accumulation. According to the characteristics of slag metallurgy, this paper summarizes the research and development of conversion slag, introduces the relevant technologies of conversion slag, selects slag, Comprehensive utilization of coal cinder is of great significance to economic benefits and today's social ecology.Keywords: copper smelting slag; Slag beneficiation; workmanship收稿日期:2021-08作者简介:高广磊,男,生于1981年,汉族,山东阳谷人,专科,有色金属冶炼助理工程师,研究方向:有色冶金。
2024年造铜锍过程中锍与渣的分离炉渣和铜锍相的分离1)在造锍熔炼中,炉渣的主要成分是FeO和SiO2,铜锍相Cu2S 和FeS。
所以当炉渣和铜锍共存时,最重要的关系是FeS―FeO―SiO2和Cu2S―FeS―FeO。
根据研究,无SiO2存在时,FeO和FeS完全互溶,但当加入SiO2时,均相溶液出现分层;SiO2足量时,两相几乎完全分离。
另外,当渣中存在CaO或Al2O3时,将对FeS―FeO―SiO2系的互溶性质产生很大影响,它们的存在均降低FeS在渣中的溶解度。
所以,高CaO和高Al2O3炉渣,炉渣和锍相的分离特性将进一步加强。
2)这就解释了在铜冶炼厂熔炼炉出现的排放过程中冰铜、炉渣明显分离,冰铜和炉渣流动性级差大的情况。
针对这一情况,为保证炉渣的正常排放,一是降低操作熔池面;二是在铜溜槽可承受范围内尽可能提高炉渣温度;三是通过配比计算和精良的操作,将炉渣组分严格控制在低熔点区域,提高炉渣流动性。
另外,适当增加搅动,也将会有一定帮助。
3)同时,由于炉渣溶解FeS的能力降低,使得反应:Fe3O4+SiO2+FeS===2FeOSiO2+SO2的反应不能在炉渣熔池中完成,使得很容易形成高磁性铁或高硅两个极端的高熔点炉渣。
除调整控制精矿配比外,应考虑通过进一步加强横向搅动,来促使精矿落入炉渣熔池后,能在渣层中即充分完成其分解和造渣反应,形成尽可能多的铁橄榄石炉渣。
4、炉渣成分对炉渣性质的影响SiO2FeOFe3O4Fe2O3CaOAl2O3MgO温度升高粘度电导率-密度表面粘力-2024年造铜锍过程中锍与渣的分离(二)2024年,随着科技的不断进步和环保意识的增强,铜锍的制备过程中的锍与渣的分离技术得到了显著的改进。
在传统的铜冶炼过程中,铜锍是指铜矿在冶炼过程中得到的含铜精矿,其中混杂有大量的非铜金属和其他杂质物质。
铜锍的制备过程主要包括破碎、磨矿、浮选、脱硫、炼铜等环节,其中锍与渣的分离是整个工艺的关键环节。
铜冶炼炉渣综合利用技术的研究杨 野,杨 超,高广磊(吉林紫金铜业有限公司,吉林 珲春 133300)摘 要:本文研究了硫化钠、硫酸铜和三氯化铁对铜冶炼渣中铜硫化浮选的影响。
结果表明,铜具有良好的可浮性,不依赖于Na2S和Cu2+离子的加入,而Fe3+对铜的可浮性有抑制作用。
在pH值为2~4的条件下,在添加Na2S和Cu2+离子的条件下,金属铜的回收率迅速提高,并保持在较高水平。
但随着Fe3+浓度的增加,抑制作用增强。
关键词:铜冶炼炉渣;综合利用技术;研究中图分类号:X758 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2021)17-0001-2Study on comprehensive utilization technology of copper smelting slagYANG Ye, YANG Chao, GAO Guang-lei(Jilin Zijin Copper Co., Ltd.,Hunchun 133300,China)Abstract: The effects of sodium sulfide, copper sulfate and ferric chloride on copper sulfide flotation in copper smelting slag were studied in this paper. The results show that copper has good floatability, independent of the addition of Na2S and Cu2+ ions, while Fe3+ inhibits the floatability of copper. Under the condition of pH value of 2~4 and the addition of Na2S and Cu2+ ions, the recovery of copper increases rapidly and remains at a high level. However, the inhibition increased with the increase of Fe3+ concentration.Keywords: copper smelting slag; Comprehensive utilization technology; Research1 铜渣的成分及物相分析金属离子对辉钼矿浮选的影响及机理浮选实验和zeta 电位测定。
炼铜炉渣选矿的工艺研究与生产实践一.炼铜炉渣的几种主要类型目前进入磨浮法选矿贫化的炉渣,按冶炼方式不同,可分为:熔炼渣(如诺兰达炉)、吹炼渣(如转炉)、还原渣(如电炉)等;按炉渣冷却方式不同,可分为:渣包缓冷渣、铸渣机铸渣、自然冷渣以及水淬急冷渣等,通常情况下,吹炼渣含铜品位较高,其次是熔炼渣,还原贫化渣最低,一般在1%以下。
二.影响渣选指标的主要因素1、炼铜炉渣自身特性的影响1)、相比之下,吹炼渣子高氧势氛围产生,渣中铜呈金属态甚至于氧化态度比例相当较多,金属态度铜难磨细,比重又大,造成浮选困难,影响指标;氧化态的铜与硫化铜相比,可选性变差。
熔炼渣的可选性相对改善。
还原贫化渣,渣保持较好的还原氛围的前提下,可选性会进一步改善。
在冶炼过程中由于操作条件的变化会影响熔炼渣的组成成分和结构,从而影响选别效果。
当熔炼渣过氧化时,会生产大量的氧化亚铜,将会使熔炼渣的铜回收率显著降低。
对过氧化渣的物相和粒度分析表明,其硫化铜含量降低,磁性铁含量增加,铜相对细粒级含量比例增大,这些情况的出现不利于浮选分离。
2)、炉渣成分的影响实践和分析表明,炉渣中铜品位高低,与选铜指标呈很强大正相关系,即炉渣中铜品位越高,其选铜指标相对越好,反之也然。
研究表明,如果冶炼工序采用“高铁渣型”,有益于渣选铜回收率达提高,同时,炉渣中SiO2含量对选铜也有影响,即SiO2越高对选铜指标越不利。
3)、炉渣冷却方式的影响渣包冷却渣可选性最好,铸渣机铸渣和自然冷渣较差,水淬急冷渣最差。
让热液态炉渣充分缓冷,有利于渣中硫化态或金属态铜颗粒凝聚和长大,便于通过磨矿解离和浮选分离。
生产实践中,用渣包缓冷渣入选已经成为趋势。
同样是渣包缓冷渣,但由于缓冷过程控制不同,也会明显影响选别指标,表1列出了不同冷却条件对转炉渣选铜效果的影响。
表1. 不同冷却条件对铜熔炼渣选别效果的影响4)、磨浮工艺控制的影响影响渣选的磨浮工艺控制因素较多,归纳起来主要有:流程方案、磨矿效果、浮选药剂及用量、浮选矿浆浓度及浮选时间等。
铜冶炼艾萨炉渣的矿物组成研究
摘要:本文以铜冶炼艾萨炉渣为研究对象,采用化学成分、X射线衍射分析、扫描电子显微镜和矿物解离度分析仪等手段,探究了铜渣的矿物组成和主要矿物
的嵌布特征。
研究结果表明铜渣主要由斑铜矿、橄榄石、磁铁矿等9种矿物组成,铜渣中各矿物的共生关系较为复杂,存在较多复杂连生或包裹现象,其中铜主要
赋存形式为斑铜矿、斜方硫铁铜矿、黄铜矿和少量金属铜。
关键词:铜冶炼;艾萨炉渣;矿物组成;嵌布特征
0 引言
我国是铜冶炼生产大国和第一铜消费大国,虽然国内铜矿石资源相对丰富,
但大多是贫矿、中小型矿山,因而采选难度大、成本高[1]。
随着经济的快速发展,下游行业对铜资源的需要也快速的增长,但目前国内大部分冶炼厂铜资源都不同
程度的依赖铜精矿进口[2,3]。
据统计,在铜冶炼生产过程中,每生产1t铜会伴随
产生2~3t的铜渣,目前每年的铜渣产生量可达2000万t,截止到2019年,铜渣
的堆积量已经达到3亿t[4]。
本文以西南铜业分公司艾萨炉铜渣为研究对象,通过SEM、MLA等测试方法,探究铜渣中可供选矿回收和综合利用的有用元素和各矿种组成的嵌布特征,以期
能为对铜渣的资源综合利用提供一定的理论依据。
1试验方法
本文以贫化电炉澄清分离后的艾萨炉铜渣样品为研究对象,采用化学多元素
分析、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射分析仪、矿物解离度分析仪 (MLA)
等测试表征方法,对铜渣的化学组成、矿物组成及矿物学特征进行深入的研究。
2 铜渣性质
2.1铜渣样品化学成分
铜渣的化学多元素分析结果见表1。
化学分析结果表明,铜渣中主要由Fe和
SiO
2组成,其次为少量Al
2
O
3
、CaO、MgO、Zn、Cu,和微量的S、Pb等。
表1 铜渣化学多元素分析结果/%
元
素
A
s
C
u
F
e
S
iO2
A
l2O3
S
C
aO
M
gO
Z
n
P
b
含
量
.27
.58
3
9.8
3
1.4
4
.78
.86
2
.07
2
.39
1
.70
.23 2.2铜渣矿物组成
铜渣样品经过X射线衍射分析仪和MLA分析等表征手段分析,分析结果如表
2所示。
分析结果表明,艾萨炉铜渣由橄榄石、磁铁矿和辉石为主的9种矿物组成,铜的独立矿物包括斑铜矿、斜方硫铁铜矿、黄铜矿、金属铜,还有少量硫铁矿、方铅矿等。
表2 铜渣的矿物组成与含量/%
序号矿物
名称
化
学式
含
量
序
号
矿
物名
称
化学式
含
量
1
斑铜
矿
Cu5
FeS4
.68
6
方
铅矿
PbS
.01
2
斜方
硫铁铜矿
Cu4
Fe5S8
.21
7
橄
榄石
(Mg,Fe)2SiO4
7
4.5
3
黄铜
矿
Cu
FeS2
.07
8
磁
铁矿
Fe3O4
7
.7
4
金属
铜
Cu
.03
9
辉
石
Ca(Fe,Mg,Al)S
i2O6
1
6.6
5
硫铁
矿
Fe
S
.2
3主要矿物的矿物学特征3.1铜矿物矿物学特征
铜渣中铜矿物主要有斑铜矿(Cu
5FeS
4
)、斜方硫铁铜矿(Cu
4
Fe
5
S
8
)、黄铜矿
(CuFeS
2
)和少量金属铜。
斑铜矿在铜渣中含量约为0.68%,斑铜矿的扫描电镜
图如图1(a)所示。
从图中可以看出,斑铜矿主要呈它形粒状,与斜方硫铁铜矿、方铅矿等连生或相互包裹,集合体多包裹于橄榄石、辉石中,或与橄榄石、辉石
连生,X射线能谱分析结果显示,斑铜矿平均含铜75.06%,含铁11.12%。
斜方硫
铁铜矿在铜渣中含量约为0.21%,斜方硫铁铜矿的扫描电镜图如图1(b)所示。
据图可知,斜方硫铁铜矿主要呈它形粒状,与斑铜矿、方铅矿等连生或相互包裹,集合体多包裹于橄榄石、辉石中,或与橄榄石、辉石连生。
X射线能谱分析结果
显示,斜方硫铁铜矿平均含铜25.44%,含铁39.42%,含硫34.94%。
(a)斑铜矿嵌布特征;(b)斜方硫铁铜矿嵌布特征;
(c)黄铜矿嵌布特征;(d)金属铜嵌布特征;
图1 铜渣中铜矿物SEM电镜图及X-射线能谱图
黄铜矿在铜渣中含量约为0.07%,黄铜矿的扫描电镜图如图1(c)所示。
扫
描电镜结果表明黄铜矿多呈它形粒状,粒度较细,多与斑铜矿、方铅矿等连生或
相互包裹,集合体呈它形粒状或球粒状与橄榄石、辉石连生,或包裹于橄榄石、
辉石中,X射线能谱分析结果显示,黄铜矿平均含铜34.62%。
金属铜在铜渣中含量约为0.03%,金属铜的扫描电镜图如图1(d)所示,金
属铜部分呈它形粒状,包裹于橄榄石、辉石、磁铁矿中;部分呈它形粒状或脉状,与斑铜矿、斜方硫铁铜矿等连生,X射线能谱分析结果显示,金属铜平均含铜
96.81%。
3.2脉石相矿物学特征
脉石相矿物是铜渣的主要物相,艾萨炉铜渣中脉石矿物相主要有橄榄石和辉石,两者约占铜熔渣的91.1%。
橄榄石在铜渣中含量为74.50%,橄榄石的扫描电
镜图如图2(a)所示。
橄榄石主要呈长条状与辉石相间分布,部分呈它形粒状,
与辉石、磁铁矿连生或相互包裹,X射线能谱分析结果表明橄榄石含铜0.49%,
含砷0.26%。
辉石在铜渣中含量为16.60%,扫描电镜图如图2(b)所示。
从图中
可知,辉石的结晶程度较差,部分颗粒没有明显的颗粒边界,没有固定形态,与
橄榄石相间分布,或包裹有橄榄石、磁铁矿、斑铜矿等矿物颗粒,X射线能谱分
析结果显示辉石平均含铜0.47%。
3.3磁铁矿矿物学特征
磁铁矿在铜渣中含量约为7.70%,磁铁矿的扫描电镜图如图2(c)所示。
扫
描电镜电镜图片表明磁铁矿主要呈雏晶状,规律排列分布于辉石、橄榄石颗粒中;或呈骸晶状,与橄榄石、辉石等连生,或包裹于橄榄石、辉石颗粒中;部分磁铁
矿中包裹于细粒斑铜矿。
(a)橄榄石嵌布特征;(b)辉石嵌布特
征;(c)磁铁矿嵌布特征
图2 铜渣中其他矿物SEM电镜图及X-射线能谱图
4结论
(1)铜渣的主要化学组成为Fe和SiO
2
,含量分别为39.8%和31.4%,其次
为少量Al2O3、CaO、MgO、Zn等,含量分别为4.78%、2.07%、2.39%和1.70%。
(2)铜渣共由9种矿物组成,以橄榄石、磁铁矿和辉石(部分结晶程度较低)为主,含量分别为74.50%、7.70%和16.60%。
其中铜的独立矿物包括斑铜矿、斜方硫铁铜矿、黄铜矿、金属铜4种,含量分别为0.68%、0.21%、0.07%和
0.03%。
(3)由于铜渣在冷却过程中矿物晶体未能得到充分生长有关,使得各矿物组成的共生关系较为复杂,存在较多复杂连生或包裹现象。
参考文献
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11作者简介:李超航(1984-),男,云南玉溪人,工程师,研究方向为铜冶炼。