本發(fā)明屬于選礦，尤其涉及一種輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣中銅的高效回收方法。

背景技術(shù)：

1、銅渣是火法煉銅或濕法煉銅中產(chǎn)生的固體廢棄物，其中火法冶煉通常用于處理硫化銅礦，而濕法煉銅通常處理氧化銅礦?；鸱掋~產(chǎn)生的銅渣主要是因?yàn)殂~礦在高溫氧化環(huán)境中發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，銅不僅富集在銅锍中，也與伴生的鐵氧化物等脈石一同富集，從而形成銅渣。而濕法煉銅產(chǎn)生的銅渣主要是浸出后未被浸出分離回收的浸出渣。銅屬于親硫元素，銅礦多以硫化銅礦為主，因此目前80％以上的銅礦是使用火法冶煉處理，只有不到20％的銅礦是通過(guò)濕法冶金處理。

2、銅渣具有成分復(fù)雜的特點(diǎn)，常含有銅、鐵等有價(jià)元素，因此是一種具有開發(fā)利用價(jià)值的礦產(chǎn)資源，在我國(guó)現(xiàn)有資源嚴(yán)重匱乏的情況下，開發(fā)含銅渣的資源化綜合利用技術(shù)，對(duì)促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)具有重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。

3、由于銅渣的成分與性質(zhì)各不相同，對(duì)銅元素的回收處理方法也不盡相同。目前對(duì)銅渣中銅元素的回收方法主要分為三類：火法貧化、浮選法和濕法浸出?；鸱ㄘ毣校捎诨鸱掋~中產(chǎn)生大量fe3o4提高了銅渣粘度，使渣锍無(wú)法有效分離，而火法貧化是在較高爐溫下向銅渣中添加還原劑，將銅渣中的fe3o4還原成feo，使夾雜的銅锍聚集并沉降，從而降低銅渣的銅含量。例如公開號(hào)cn?114150157?a的專利記載，在銅冶煉設(shè)備和儲(chǔ)存池中間增加傾斜管式冶煉設(shè)備，從底端吹入還原性氣體和氧化性氣體，在頂端增加燃?xì)鉄旌蛧姺垩b置，通過(guò)吹入碳粉優(yōu)化銅渣中銅的還原條件從實(shí)現(xiàn)銅渣連續(xù)貧化，但該方法僅適用于銅渣產(chǎn)生的過(guò)程，無(wú)法回收利用已經(jīng)產(chǎn)生的銅渣中的銅。浮選法，即根據(jù)銅渣中礦物顆粒表面的親水性差異，使用合適的浮選藥劑將含銅礦物富集，攪拌充氣后以氣泡的形式上浮形成銅精礦泡沫，而脈石礦物沉積在礦漿底部形成尾礦，實(shí)現(xiàn)銅渣中銅的分離回收。例如公開號(hào)cn?117299347a的專利記載，在磨礦篩分過(guò)程中，優(yōu)先回收磨礦過(guò)程中產(chǎn)生延展性形變的自然銅，再進(jìn)行高濃度的浮選回收硫化銅和自然銅，最后使用硫化劑回收剩余氧化銅礦物。但該方法僅適用于銅元素大量分布在單質(zhì)銅中的銅渣，適用性較差。濕法浸出，即浸出劑在特定條件下與銅渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并將可溶性的反應(yīng)產(chǎn)物與難溶性的浸出渣分離，通過(guò)萃取分離等操作提取銅渣中的有價(jià)金屬。根據(jù)浸出方法和介質(zhì)的不同，銅渣的濕法浸出主要分為化學(xué)浸出和生物浸出。其中，化學(xué)浸出主要采用硫酸、氨水等化學(xué)試劑作為浸出劑。例如公開號(hào)cn?115449640a的專利記載，在銅渣中加入水、硫酸和助溶劑進(jìn)行浸出，進(jìn)行固液分離后得到浸出渣和浸出液，在浸出液中加入活潑金屬進(jìn)行反應(yīng)，再次進(jìn)行固液分離后得到海綿銅和硫酸鈷溶液，但該方法浸出過(guò)程緩慢且需要進(jìn)行兩次固液分離，效率較低。

4、由此可見，目前對(duì)銅渣進(jìn)行回收利用的研究已經(jīng)深入而全面，但銅渣利用過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物再利用的技術(shù)鮮有研究和報(bào)道。使用硫酸浸出輝銅礦型浮選銅精礦硫酸化焙燒后的產(chǎn)物產(chǎn)生的酸浸渣中-10μm粒級(jí)含量為80％，其中銅的金屬量分布率為90％，銅主要以結(jié)合氧化銅形式存在，占比91.10％，銅元素主要分布在鐵酸銅(cufe2o4，一種“人造礦物”，后稱鐵酸銅)和硫化銅礦物中，含銅礦物與脈石礦物互相包裹，嵌布關(guān)系復(fù)雜多樣，形成大量連生體和包裹體，高結(jié)合率的氧化銅是公認(rèn)的極難選礦物，目前的浮選技術(shù)雖然可以選別結(jié)合氧化銅，但浮選回收率偏低，主要原因是高結(jié)合率的氧化銅有一部分可能以連生體的形式與脈石相結(jié)合，可能以物理方式成為脈石中極細(xì)的銅礦物包裹體，也有可能以化學(xué)方式成為類質(zhì)同象，而且磨礦對(duì)提高嵌布粒度超細(xì)的氧化銅礦物顆粒解離度有限。為此本發(fā)明提出了一種輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣中銅的高效回收方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣中銅的高效回收方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的技術(shù)方案之一：

4、一種輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣中銅的高效回收方法，通過(guò)浮選法回收輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣中的硫化銅礦物及其和鐵酸銅的連生體，再采用磁選法回收浮選中礦和尾礦中的鐵酸銅及其與硫化銅礦物的連生體，最后通過(guò)化學(xué)解離回收磁選尾礦中的超細(xì)鐵酸銅和被脈石礦物完全包裹的銅礦物顆粒。

5、進(jìn)一步地，一種輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣中銅的高效回收方法包括以下步驟：

6、(1)將輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣研磨后加水得到礦漿，之后在所述礦漿中依次加入分散劑、硫化劑、組合捕收劑和起泡劑并攪拌得到混合礦漿，將所述混合礦漿進(jìn)行浮選粗選處理，得到浮選粗精礦和浮選尾礦，對(duì)所述浮選粗精礦進(jìn)行浮選精選處理，得到浮選精礦和浮選中礦；

7、(2)將所述浮選中礦和浮選尾礦合并后進(jìn)行磁選，得到磁選精礦和磁選尾礦；

8、(3)濃密所述磁選尾礦并進(jìn)行化學(xué)解離，得到解離液和解離渣；

9、(4)回收所述浮選精礦、磁選精礦和解離液，實(shí)現(xiàn)酸浸渣中銅的回收。

10、更進(jìn)一步地，步驟(1)中，所述輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣銅品位為10～11％，-10μm粒級(jí)含量為80％，-10μm粒級(jí)中銅的金屬量分布率為90％，銅以結(jié)合氧化銅形式存在，占比91.10％，銅元素主要分布在鐵酸銅和硫化銅礦物中。

11、更進(jìn)一步地，步驟(1)中，將輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣研磨到-38μm占比為90％，加水調(diào)節(jié)礦漿濃度至30～40wt％得到礦漿。

12、更進(jìn)一步地，步驟(1)中，所述分散劑為碳酸鈉，加入量為100～600g/t；

13、所述硫化劑為硫化鈉，加入量為500～2000g/t；

14、所述組合捕收劑包括黃藥和/或黑藥，加入量為100～1000g/t；

15、所述起泡劑為甲基異丁基甲醇(mibc)，加入量為20～80g/t。

16、更進(jìn)一步地，所述黃藥包括乙基黃藥、丁基黃藥、戊基黃藥和仲辛基黃藥中的一種或幾種，所述黑藥包括丁銨黑藥、丁鈉黑藥和苯胺黑藥中的一種或幾種。

17、更進(jìn)一步地，步驟(1)中，所述攪拌時(shí)間均為2～3min。

18、更進(jìn)一步地，步驟(1)中，所述浮選精選處理是指對(duì)浮選粗選處理得到的浮選精礦進(jìn)行不加藥浮選處理的過(guò)程。

19、更進(jìn)一步地，步驟(2)中，所述磁選的次數(shù)為2次，磁選的磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.1～0.2t，優(yōu)選為0.12～0.16t，更優(yōu)選為0.14t。

20、更進(jìn)一步地，步驟(3)中，所述化學(xué)解離為在磁選尾礦中加入硫酸。

21、更進(jìn)一步地，所述硫酸(濃度為98％)用量為300～1200kg/t，所述化學(xué)解離的溫度為80～120℃，時(shí)間為0.5～4h，液固比為3:1～6:1(l:kg)，所述液固體比是指化學(xué)解離過(guò)程中液相(硫酸和水)體積與固相(礦石)質(zhì)量的比值。

22、本發(fā)明通過(guò)浮選工藝回收輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣中的硫化銅礦物，以及部分硫化銅礦物和鐵酸銅的連生體。在浮選過(guò)程中，針對(duì)銅渣微細(xì)粒含量高的特點(diǎn)，使用碳酸鈉作為分散劑改善浮選效果；針對(duì)酸浸渣氧化率高的特性，使用硫化鈉作為活化劑；同時(shí)，針對(duì)酸浸渣因含“人造礦物”而難以選別的難題，采用組合捕收劑以提高回收率；再采用磁選法回收浮選中礦和尾礦中磁性較強(qiáng)的鐵酸銅及其與硫化銅礦物的連生體，最后通過(guò)化學(xué)解離技術(shù)回收磁選尾礦中的超細(xì)鐵酸銅和被脈石礦物完全包裹的銅礦物顆粒。具體步驟如下：

23、(1)通過(guò)磨礦使輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣-38μm的粒徑占比90％，加水得到濃度為30～40wt％的礦漿ⅰ，在礦漿ⅰ中加入分散劑碳酸鈉100～600g/t并攪拌2～3min得到礦漿ⅱ，在礦漿ⅱ中加入硫化劑硫化鈉500～2000g/t并攪拌2～3min得到礦漿ⅲ，在礦漿ⅲ中加入組合捕收劑100～1000g/t并攪拌2～3min得到礦漿ⅳ，在礦漿ⅳ中加入起泡劑mibc?20～80g/t并攪拌2～3min得到礦漿ⅴ，將礦漿ⅴ進(jìn)行浮選粗選處理，得到浮選粗精礦和浮選尾礦，對(duì)浮選粗精礦進(jìn)行1～4次浮選精選處理，得到浮選精礦和多個(gè)浮選中礦；

24、(2)將多個(gè)浮選中礦和浮選尾礦合并后進(jìn)行2次磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.1～0.2t的磁選，得到磁選精礦ⅰ、磁選精礦ⅱ和磁選尾礦，合并磁選精礦ⅰ、磁選精礦ⅱ得到磁選精礦；

25、(3)濃密磁選尾礦并加入硫酸進(jìn)行化學(xué)解離，其中硫酸(濃度為98％)用量為300～1200kg/t，化學(xué)解離的溫度為80～120℃，時(shí)間為0.5～4h，液固比為3:1～6:1(l:kg)，得到解離液和解離渣；

26、(4)最終產(chǎn)品包括浮選精礦、磁選精礦、解離液和解離渣，富銅產(chǎn)品包括浮選精礦、磁選精礦和解離液，回收浮選精礦、磁選精礦和解離液，實(shí)現(xiàn)酸浸渣中銅的回收。

27、本發(fā)明的技術(shù)原理：

28、(1)本發(fā)明利用硫化銅容易被黃原酸鹽捕收的特點(diǎn)和鐵酸銅表面可以被硫化的特點(diǎn)，采用硫化黃藥法浮選回收硫化銅礦物及其與鐵酸銅的連生體，針對(duì)該銅渣粒度超細(xì)的特點(diǎn)，在浮選過(guò)程中使用碳酸鈉作為分散劑改善浮選效果，針對(duì)酸浸渣氧化率高的特性，使用硫化鈉作為活化劑，針對(duì)酸浸渣因含“人造礦物”而難以選別的難題，采用組合捕收劑以提高回收率。

29、(2)本發(fā)明利用鐵酸銅磁性強(qiáng)的特點(diǎn)和鐵酸銅與硫化銅礦物緊密共生的特點(diǎn)，使用兩次弱磁選充分回收浮選中礦和浮選尾礦中的鐵酸銅及其與硫化銅礦物的連生體。

30、(3)本發(fā)明利用磁選尾礦中的銅主要賦存在超細(xì)顆粒的鐵酸銅和被脈石礦物包裹的含銅礦物中的特點(diǎn)，通過(guò)化學(xué)解離工藝回收磁選尾礦中剩余的粒度超細(xì)的鐵酸銅和被脈石礦物完全包裹的銅礦物顆粒。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

32、1、本發(fā)明根據(jù)輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣粒度細(xì)，氧化銅占比高，結(jié)合率高，銅礦物與脈石礦物嵌布關(guān)系復(fù)雜多樣等性質(zhì)，使用針對(duì)性的選礦方法實(shí)現(xiàn)銅的強(qiáng)化回收，具體為先用浮選工藝分離出硫化銅礦物和硫化銅礦物與鐵酸銅的連生體，再用磁選工藝分離出磁性較強(qiáng)的鐵酸銅和鐵酸銅與硫化銅礦物的連生體，最后用化學(xué)解離工藝分離出粒度超細(xì)的鐵酸銅和被脈石礦物完全包裹的銅礦物顆粒。

33、2、本發(fā)明根據(jù)輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣中硫化銅和氧化銅的比例、氧化銅中人造礦物的物理化學(xué)性質(zhì)和含銅礦物的嵌布關(guān)系，調(diào)整浮選的藥劑制度、精選次數(shù)、磁選場(chǎng)強(qiáng)和化學(xué)解離的條件，實(shí)現(xiàn)礦石中銅的強(qiáng)化回收。

34、3、本發(fā)明使用浮選、磁選和化學(xué)解離結(jié)合的方法，強(qiáng)化回收了輝銅礦型銅精礦硫酸化焙燒酸浸渣中的銅，綜合回收率可達(dá)91.18％。