强化闪速熔炼渣中铜损失形态检测分析＊

黄明金,谢 锴

(1.江西铜业集团公司贵溪冶炼厂,江西贵溪 335424;2.江西铜业集团公司博士后科研工作站,江西贵溪 335424)

强化闪速熔炼渣中铜损失形态检测分析＊

黄明金1,谢 锴2

(1.江西铜业集团公司贵溪冶炼厂,江西贵溪 335424;2.江西铜业集团公司博士后科研工作站,江西贵溪 335424)

通过对强化闪速熔炼沉淀池渣和贫化电炉渣的化学物相分析和矿相显微分析,发现闪速炉铜损失中硫化物含铜 60%左右,氧化物含铜 40%左右;硫化态铜以众多的微细铜锍颗粒为主,赤铜矿以带状或不定形存在于其他矿物中;渣中 Fe3O4大多以溶解态分散在渣相中,也有少量以片 (块)状存在。降低渣中铜损失要加强还原贫化,减少氧化物形态渣含铜损失,并强化沉淀池的沉清分离作用,要重点解决闪速熔炼中的 Fe3O4问题。

闪速熔炼;化学物相;矿相;Fe3O4

强化闪速熔炼,不仅投料量大幅增加,而且体系氧势高,铜锍品位高,最终导致渣含铜也高。铜在弃渣中的损失是造成火法炼铜中铜回收率低的主要原因。研究铜在渣中损失的形态和影响渣含铜的因素,同时充分发挥现有沉淀池的作用是当前强化闪速熔炼中急需解决的问题之一。弃渣含铜损失是一个非常复杂的问题,牵涉到原料、配料、炉况和操作习惯等诸多因素。从冶金反应工程学的角度看,主要影响因素是铜锍品位、炉渣成分(铁硅比、熔渣氧势、渣含 CaO等)、熔炼温度、粘度和界面张力以及沉清时间等[1-11]。

为此,对闪速炉渣和电炉渣进行了取样分析。

1 炉渣的化学物相分析

闪速炉与电炉炉渣的化学物相分析见表1和表2。

表 1 渣中铜的化学物相分析

弃渣含铜损失中硫化物含铜 60%左右,氧化物含铜 40%左右,所以还原贫化和加强沉淀池和电炉的沉清分离作用对减少弃渣含铜损失同样重要。炉渣中的 Fe3O4含量和反应塔颗粒试样中的 Fe3O4含量低,被硫化物或还原剂还原了一部分。

2 炉渣的矿相显微镜分析

设备为日本Nikon透反两用显微镜。试样为电炉急冷渣样和沉淀池急冷渣样。放大倍数在 100倍～500倍,观测到的典型矿物显微结构照片见图 1和图2。

电炉渣矿物组成:主要有铁橄榄石、玻璃质、磁铁矿、铜锍、辉铜矿、赤铜矿、镁铁橄榄石、铁酸铜等。

电炉渣矿物显微结构:铜锍呈微粒状,线条排列、中间有一层熔渣将其分开,视野中大部分微区均是这种结构。赤铜矿少量,呈紫红色,有单独的粒状,也有大一点的不定形颗粒。整个视野 Cu2O含量远少于 Cu2S。存在有大量的细小的鱼脊状硅酸亚铁骸晶。

沉淀池炉渣与电炉渣的矿物组成和显微结构基本类似,唯一的区别是沉淀池炉渣中鱼脊状硅酸亚铁骸晶的数量与体积较电炉渣的多而且大。这种骸晶一般是快速冷却引起的。

渣样的检验显示:

(1)铜在渣中损失形态主要有:铜锍、辉铜矿、铜氧化物 CuO/Cu2O和铁酸铜。

(2)电炉渣和沉淀池渣中硫化态铜以众多的微细铜锍颗粒为主,其中最小者直径 1.7～5.2μm。氧化态铜与硫化态铜相比,其数量少,但粒度大,观察到的最大一块为 0.364×0.296mm的 CuFe2O4。赤铜矿多以带状或不定形存在于其他矿物中。

(3)电炉渣中硫化亚铜的颗粒小而分散,沉淀池中硫化亚铜颗粒较电炉渣的大。电炉渣和沉淀池渣中都见到带状 Cu2O,它们都被其它相,如铜锍、铁酸铜和辉铜矿所包裹。

(4)矿相显微镜显示硫化态铜含量大于氧化态铜含量,这与化学物相分析结果一致。

(5)渣中 Fe3O4大多以溶解态分散在渣相中,也有少量以片(块)状存在。

3 结论

通过研究分析得出如下结论:

(1)弃渣含铜损失中硫化物含铜 60%左右,氧化物含铜40%左右;

(2)铜在渣中损失形态主要有:铜锍、辉铜矿、铜氧化物 CuO/Cu2O和铁酸铜;

(3)硫化态铜以众多的微细铜锍颗粒为主,赤铜矿以带状或不定形存在于其他矿物中;

(4)渣中 Fe3O4大多以溶解态分散在渣相中,也有少量以片(块)状存在。

从渣中铜损失形态的检验结果为我们进一步研究如何降低渣中铜损失指明了方向。

(1)降低渣中铜损失要加强还原贫化,减少氧化物形态渣含铜损失;

(2)要强化沉淀池的沉清分离作用,减少硫化物形态渣含铜损失;

(3)对于微米数量级的细小含铜锍粒子仅仅依靠重力作用已难以实现与渣的分离,促进小颗粒聚合长大是关键。

REFERENCES

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[2] 彭荣秋.重金属冶金学(第二版)[M].长沙:中南大学出版社, 2004:87-155.

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[4] 左立雄.浅谈贵冶闪速炉沉淀池的管理[J].铜业工程,2002. 1:68-70.

[5] Jong-LengLiow,Mikko Juusela,N.B.Gray,et al.Entrainment of a Two-LayerLiquid through a Taphole[J].Metallurgical and Materials TransactionsB,2003 Dec.,Vol.34B:821-832.

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[9] 毛剑涛,余齐汉.降低电炉渣含铜量的生产实践[J].江西有色金属,2004.6,18(2):44-45.

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[11] R.Parada,R.Parra.Slag quality in copper flash smelting[J]. In:C.Díaz,C.Landolt,T.Utigard,eds.Copper 2003-Volume I V:Pyrometallurgy of Copper Hermann Schwarze Symposium(Book 2).Santiago Chile:2003.383-396.

Strengthen ing Test Analysis of Copper Loss Situation in Flash Smelting Slag

HUANGMing-jin1,XIE Kai2
(1.Jiangxi Copper Corporation Guixi Smelter,Guixi,Jiangxi 335424; 2.Jiangxi Copper Corporation Postdoctoral Station,Guixi,Jiangxi 335424)

Through strengthening the analysis of chemical phase and ore microscopy of flash smelting slag and electric furnace slag,we can find that 60%of the copper loss in slag iswith sulfide type and the 40%iswith oxide.The sulfide type copper is usually in very fine grain,the oxide type copper is in band shape or shapeless.The Fe3O4in slag ismainly in dissolved for m and slightly in slice or block shape.To lower copper loss in slag,we need to strengthen reduction dilution,to decrease oxide type copper loss,and to enhance the function ofmulti-phase separation in the settler.The problem of Fe3O4ismost critical to be solved.

Flash s melting;Chemical phase;Ore microscopy;Fe3O4

book=32,ebook=169

TF811

A

1009-3842(2010)03-0032-02

2010-04-06

江西科技支撑计划赣财教[2008]147号第 7项

黄明金(1963-),男,汉族,江西进贤人,教授级高工,长期从事有色金属冶炼生产管理工作,E-mail:huangminjin@gy.jxcc.com