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云南某銅冶煉渣資源化綜合回收工藝技術研究

文檔作者：羅杰1，張錦仙1，文婭1，楊林2 文檔來源： 1．昆明有色冶金設計研究院股份公司 2．昆明冶金研究院		點擊數：	更新時間： 2025年05月13日
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云南某銅冶煉渣資源化綜合回收工藝技術研究* ?
羅杰1，張錦仙1，文婭1，楊林2
( 1． 昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南昆明650051;
2． 昆明冶金研究院，云南昆明650031)
摘要: 云南某銅冶煉渣屬于火法冶煉過程中產生的水淬渣，含銅0. 53%，含鐵31. 59%，含銀7. 5 g /t，鋅
含量2%左右; 該水淬渣資源儲量較大，實現資源化綜合利用，對發展循環經濟及環境治理意義重大。通過研究
表明，采用浮選—高溫還原焙燒的聯合工藝流程，可以實現銅、銀、鐵及鋅的綜合回收，浮選精礦銅的回收率為
35%、銀的回收率30%; 還原焙燒磁選鐵精礦鐵品位為72%，鐵回收率為89%，煙塵中鋅回收率為96%，全流
程很好地實現了渣中主要有價金屬的回收。
關鍵詞: 銅水淬渣; 綜合回收; 浮選－ 高溫還原焙燒
中圖分類號: TD92 文獻標識碼: A 文章編號: 1006－0308 ( 2017) 04－0024－04
The Comprehensive Ｒeclamation Process Technical Ｒesearch on
one Copper Smelting Slag in Yunnan
LUO Jie1，ZHANG Jin －xian1，WEN Ya1，YANG Lin2
( 1． Kunming Engineering ＆ Ｒesearch Institute of Nonferrous Metallurgy Co． ，Ltd． ，
Kunming，Yunnan 650051，China;
2． Kunming Metallurgical Ｒesearch Institute，Kunming，Yunnan 650031，China)
ABSTＲACT: One copper smelting slag in Yunnan belongs to the water－quenched slag produced in the process of pyrometallurgy，
which copper content is 0. 53%，iron content is 31. 59%，silver content is 7. 5g /t，zinc content is around 2%; the resource reserve of this
water－quenched slag，so the comprehevsive utilization of resources can be realized，which has great meaning to the circular economy development
and environmental governance． The comprehensive recovery of copper，silver，iron and zinc can be realized by adoption of flotation
－high temperature reduction roasting joint process flow through the research，the recovery rate of flotation copper concentrate is 35%，the recovery
rate of silver is 30%，the iron grade of iron concentrate by reduction－roasting process can be reach to 72% ，the recovery rate of iron
is 89%，the recovery rate of zinc in dust is 96%，the main valuable metals recovery from the slag can be realized better by the complete
flow．
KEY WOＲDS: water－quenched copper slag; comprehensive recovery; flotation－high temperature reduction roasting
引言
銅渣是指火法冶煉過程中產生的含銅爐渣，按
冶煉設備不同可分為反射爐渣、電爐渣及轉爐渣
等，按渣的冷卻方式不同可分為水淬渣、緩冷渣及
自然冷卻渣［1 ～ 2］。我國銅冶煉渣產量較大，火法冶
煉每產出1 t 銅即產出2 ～ 3 t 銅渣，每年產出150
萬t 以上，目前累計產量高達2 500萬t 以上，銅渣
中除了含銅外，還含Fe、Zn、Pb、Co、Ni 等多種
有價金屬和少量的貴金屬Au 及Ag 等［3］，綜合回
收價值高，但目前大多銅冶煉渣都是廢棄堆存，資
源浪費明顯，環保壓力大。
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2017 年8 月
第46 卷第4 期( 總第265 期)
云南冶金
YUNNAN METALLUＲGY
Aug． 2017
Vol. 46． No. 4 ( Sum265)
* 收稿日期: 2017－03－02
作者簡介: 羅杰( 1983－) ，廣西桂林人，工程師，主要從事選礦設計工作。
銅渣的回收利用方法包括火法貧化、濕法浸
出、浮選法回收銅、制作催化材料、水泥及混泥土
等［4］，但都受制于渣的類型、成本及產品市場等
原因，大部分銅冶煉渣都未得到經濟合理的回收利
用，特別是水淬渣。本論文以云南某水淬渣為研究
對象，以回收渣中主要有價金屬為目的，研究探索
經濟可行的聯合工藝技術路線，降低系統成本，為
該類銅冶煉渣的資源化利用提供參考依據。
1 渣的性質研究
對水淬渣進行化學多元素分析、銅物相分析及
基于MLA 的礦物解離度分析研究，目的在于查明
渣中銅礦物的含量及類型，主要脈石礦物的類型，
各礦物間的嵌布粒度及關系，為后續工藝流程的合
理選擇提供微觀動力學指導。化學多元素分析結果
見表1. 1，銅物相分析見1. 2。
表1 化學多元素分析結果
Tab. 1 The multi－element analysis results %
元素及化合物Cu S Fe Al2O3 SiO2 Pb
含量0. 52 1. 01 31. 59 5. 76 37. 19 0. 06
元素及化合物Zn CaO MgO Ni Au ( g /t) Ag ( g /t)
含量1. 96 5. 53 2. 91 0. 006 0. 1 7. 5
表2 銅化學物相分析結果
Tab. 2 The copper chemical phase analysis results %
相別膽礬游離氧化銅結合氧化銅硫化銅及其他總銅
含量0. 01 0. 01 0. 02 0. 48 0. 52
分布率2. 44 2. 44 3. 66 91. 46 100. 00
化學多元素及物相分析結果表明，該銅渣中主
要有價回收元素為銅，鋅、鐵及銀可考慮綜合回
收。銅主要以硫化銅形態存在，結合MLA 分析結
果，可以得知銅的硫化物中，銅主要賦存在黃銅礦
中，分布率為72. 98%，有11. 24% 分布于黑銅礦
中，8. 37%分布于輝銅礦中，7. 41%分布于黃銅礦
的表面氧化物中; 鐵主要以鐵橄欖石Fe2 SiO4
形態
存在，少量以磁鐵礦及赤鐵礦形態存在。在磨礦細
度為90% － 0. 045 mm 條件下的單體解離分析研究
表明，渣中黃銅礦的解離水平較差，主要與鐵橄欖
石、輝銅礦、磁黃鐵礦等連生或共生在一起，其中
未解離的部分( 解離程度0 ～ 20%，包括被鐵橄欖
石包裹部分) 占73. 64%; 連生體( 解離程度20
～ 80%) 占2. 71%; 單體和充分解離者( 解離程
度80 ～ 100%) 占23. 65%。銅的主要目的礦物黃
銅礦解離水平差是影響銅回收的主要原因之一。
2 工藝路線
根據渣的性質研究及解離度研究結論，可以看
出該渣中銅是第一目的回收礦物，銀、鐵及鋅可伴
生或綜合回收，而銅礦物主要以黃銅礦形態存在，
浮選法是較為經濟可行的回收方法，銀可在回收銅
的同時伴生回收。鐵主要以鐵橄欖石形態存在，磁
鐵礦及赤鐵礦含量較少，采用簡單弱磁選及強磁選
方法難以有效回收鐵礦物，而采用高溫還原焙燒方
法能使鐵橄欖石等難選礦物進行化學轉相，從而可
采用簡單的物理分選方法加以回收，同時在高溫還
原過程中，鋅礦物因沸點低而揮發，可在煙氣中加
以回收。基于渣中各有價金屬礦物的性質特點，本
研究采用浮選－ 高溫還原焙燒－ 磁選的主體工藝路
線，重點闡述各工藝段中關鍵影響因素及技術指
標，主體工藝流程見圖1。
圖1 主體工藝流程
Fig. 1 The main process flow
3 結果與討論
3. 1 浮選工藝研究
浮選工藝段主要目的為回收銅礦物及伴生銀，
單一銅礦物的浮選流程及工藝參數已經很成熟，本
研究中詳細考查了浮選捕收劑種類及用量、抑制劑
種類及用量、磨礦細度及組合捕收劑等工藝參數對
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羅杰，等云南某銅冶煉渣資源化綜合回收工藝技術研究
銅選別指標的影響，最終的工藝流程及技術指標見圖2 及表3。
圖2 浮選工藝流程及參數
Fig. 2 The flow and parameters of flotation process
表3 浮選工藝技術指標
Tab. 3 The technical indicator of flotation technology %
產品名稱產率
品位
銅銀/( g /t)
回收率
銅銀/( g /t)
銅精礦1. 42 13. 29 160. 20 35. 31 30. 74
尾礦98. 58 0. 35 5. 20 64. 69 69. 26
給礦100 0. 51 7. 40 100. 00 100. 00
浮選工藝研究結果表明，銅銀的回收率都較
低，分析其原因主要為銅礦物的嵌布粒度較細，多
數與鐵橄欖石的相互嵌布及包裹，浮選回收困難。
水淬渣浮選銅回收率低的內在原因在于水淬渣是在
高溫下經水沖驟冷形成，銅礦物的結晶粒度細，結
晶程度差，表面類似玻璃體特性，以上特性都不利
于銅礦物的浮選回收。
3. 2 高溫還原－ 磁選工藝研究
為綜合回收水淬渣中的鐵及鋅，對渣浮選尾礦
進行壓濾－ 造塊－ 高溫還原焙燒－ 磁選，詳細研究
還原時間、還原溫度等工藝參數，磁選流程為一段
磁選，磁場強度為0. 1T，結果見圖3 及圖4。
圖3 還原溫度的影響( 還原時間2h)
Fig. 3 The effect of reduction temperature
( reduction time is 2h)
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2017 年8 月
第46 卷第4 期( 總第265 期)
云南冶金
YUNNAN METALLUＲGY
Aug． 2017
Vol. 46． No. 4 ( Sum265)
圖4 還原時間的影響( 還原溫度1100℃)
Fig. 4 The effect of reduction time
( reduction temperature is 1100℃)
研究結果表明，還原礦的金屬化率、磁選精礦
鐵品位及回收率都隨著還原溫度的提高及還原時間
的延長而提高，但整體技術指標都偏低，表明還原
效果較差。同時還原過程現象表明，在還原溫度高
于1 000℃時，還原球團出現了明顯的熔融現象，
影響工藝的順行。
高溫還原過程中的多相反應是產生熔融現象的
主要原因，轉化多相反應的產物，提高多相反應產
物的熔點是降低熔融現象的主要途徑，以此為指導
思想，進行了高溫還原添加劑的探索研究，結果表
明，添加一定量的石灰進行高溫還原焙燒，對降低
還原熔融現象、提高還原礦金屬化率及磁選技術指
標有明顯效果，實驗結果見表4。
表4 添加劑對還原－ 磁選技術指標影響的結果
Tab. 4 The effect of addition agent on reduction－magnetic
separation technical indicators %
條件產品產率鐵品位鐵回收率金屬化率
添加10%石灰精礦48. 83 72. 78 88. 39 90. 02
無添加劑精礦41. 25 63. 55 66. 63 70. 03
研究結果也表明，在高溫還原過程中，鋅礦物
的揮發率達96% 以上，在工業生產實踐中，可在
煙氣中加以回收，回收的粉塵可與鋅精礦配礦進入
冶煉系統。
4 結語
1) 云南某銅水淬渣中主要有價回收元素為
銅、銀、鐵及鋅，銅主要以黃銅礦形態存在，但嵌
布粒度細，常規磨礦細度條件下難于有效解離; 鐵
主要以鐵橄欖石形態存在，常規物理選礦方法難予
有效回收。
2) 采用浮選－ 高溫還原焙燒磁選工藝流程，
可綜合回收銅水淬渣中的銅、銀、鐵及鋅，技術指
標良好。
3) 本研究是基于實驗室條件下開展的，工藝
流程及技術指標具有一定指導參考意義，但工業應
用中還存在經濟效益及設備等系列問題，要能真正
實現產業應用，需進一步開展擴大試驗研究、工業
試驗研究及相關的經濟效益分析。
參考文獻:
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27羅杰1，張錦仙1，文婭1，楊林2
( 1． 昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南昆明650051;
2． 昆明冶金研究院
羅杰，等云南某銅冶煉渣資源化綜合回收工藝技術研究

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