本發(fā)明涉及一種銅冶煉渣回收銅的方法，屬于工業(yè)廢渣資源化利用技術領域。
背景技術：
世界上約有80%的銅是通過火法冶煉工藝生產(chǎn)的，其余20%用濕法冶金得到的，通常生產(chǎn)1噸冰銅大約可以產(chǎn)生2-3噸的銅渣。我國97%以上的銅由火法冶煉得到，如反射爐熔煉、閃速爐熔煉、電爐熔煉和轉(zhuǎn)爐熔煉等。2015年我國精煉銅產(chǎn)量高達796萬噸，與此同時每年產(chǎn)出1500萬噸以上銅渣，累計產(chǎn)出量超過了1.2億噸。銅渣中含有大量可利用有色資源，如銅，其中銅品位1%左右，遠高于我國銅的可開采品位，具有很高的利用價值。
銅冶煉產(chǎn)生的冶煉渣中Cu、Fe等金屬含量較高。銅渣的主要礦物組成，絕大多數(shù)是鐵橄欖石（2FeO·SiO2），其次是少量磁鐵礦（Fe3O4）和一些脈石組成的無定形玻璃體及少量的冰銅（Cu2S-FeS固熔體）。
目前回收銅渣中的銅，較為成熟的工藝主要是采用渣桶法進行緩冷結(jié)晶來改善銅聚集狀態(tài)，然后通過磨礦浮選回收，該工藝簡單，投資小，但對不同冶煉爐產(chǎn)出的煉銅渣適應性差，銅礦物結(jié)晶粒度較小且不均勻，浮選指標波動大，生產(chǎn)過程不易控制，銅的回收率較低。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種銅冶煉渣回收銅的方法，提高銅的回收率，以實現(xiàn)銅的有效回收。
本發(fā)明的技術方案為：一種銅冶煉渣回收銅的方法，包括下述的步驟：
第一步，銅冶煉熔渣改性：向熔融狀態(tài)的銅冶煉渣中按照熔渣質(zhì)量比添加3-5%的復合添加劑，超聲波作用使其充分混勻和熔化；
所述復合添加劑由按質(zhì)量百分比計的下述組分組成：黃鐵礦40-50%，黃銅礦 5-10%，焦粉 40-50%，和腐殖酸鈉 5-15%，合計100%；
第二步，熔渣緩冷：將經(jīng)上述改性的熔渣在離心力和磁場作用下緩慢冷卻；
第三步，浮選：將緩冷后的改性渣破碎、磨礦，然后進行浮選處理，得到浮選銅精礦和尾渣。
在一個具體實施方式中，第一步經(jīng)電爐貧化后的銅冶煉熔渣，出爐溫度1250℃-1350℃，然后添加所述復合添加劑。
在一個具體實施方式中，第二步熔渣緩慢冷卻至800-900℃，冷卻速度1-2℃/min。
在一個具體實施方式中，第二步緩慢冷卻過程轉(zhuǎn)速10~15r/min。
在一個具體實施方式中，第二步緩慢冷卻過程磁場強度0.2~0.25T。
在一個具體實施方式中，所述黃鐵礦和黃銅礦均為天然礦物或精礦。
在一個具體實施方式中，黃鐵礦平均硫含量35~45%，黃銅礦平均銅品位18~25%，焦粉固定炭含量70~80%。
在一個具體實施方式中，第三步浮選時，磨礦細度-0.045mm 75%-90%。
在一個具體實施方式中，第三步浮選制度為：丁黃藥60 g/t ~80g/t，經(jīng)過三次精選和三次掃選。
在一個具體實施方式中，銅冶煉渣中鐵含量30-42%左右，銅含量0.5%-1.2%。
本發(fā)明方法所用復合添加劑，利用硫鐵礦（黃鐵礦）和焦粉還原渣中的磁鐵礦，減少高熔點磁鐵礦的生成，使之盡可能轉(zhuǎn)化為亞鐵，與渣中的二氧化硅結(jié)合，生產(chǎn)低熔點的橄欖石相，從而降低銅渣的粘度，提高渣的流動性；利用黃銅礦硫化渣中的氧化銅，產(chǎn)生更多具有可選性的硫化銅或者冰銅相；利用硫鐵礦和黃銅礦作為晶種，誘導冰銅晶粒聚集、發(fā)育、長大，從而促進銅渣的浮選效果；利用腐植酸鈉的良好粘結(jié)性能，促進復合添加劑成球，提高小球的強度。
本發(fā)明針對銅熔渣中銅锍礦物和磁鐵礦晶粒微細及高度分散及銅鐵礦物緊密共生的礦相結(jié)構(gòu)，基于目的礦物的密度差、磁性差及結(jié)晶溫度差，開發(fā)出利用離心力、磁力、熱力場（熔渣潛熱）以及添加劑的化學力協(xié)同作用的關鍵技術。通過離心力的作用有助于礦物顆粒之間的互相碰撞，聚集，促進顆粒尺寸的粗化，從而有利于單體解離。通過磁力的作用減少銅硫礦物與磁鐵礦之間的相互嵌布，使其各自以單體的形式結(jié)晶，從而改善銅硫與磁鐵礦的嵌布關系。改性熔渣冷卻過程中通過多力場的協(xié)同效應，重構(gòu)銅冶煉渣礦相，實現(xiàn)控制結(jié)晶，簡化銅礦物和鐵礦物相互嵌布復雜度，提高銅礦物可浮性。通過實驗證實，本發(fā)明浮選得到含銅量大于20%的銅精礦，銅回收率71-80%。
本發(fā)明通過對銅冶煉熔渣的礦相重構(gòu)，實現(xiàn)銅、鐵的綜合回收，與現(xiàn)有技術相比，具有以下特點：
（1）本發(fā)明采用復合添加劑，利用復合添加劑的化學力，降低熔渣的粘度，促進銅渣中銅硫礦物的生成，穩(wěn)定熔渣中硫化銅物相，誘導冰銅顆粒結(jié)晶，促進其顆粒長大，冰銅粒徑的粗化有利于其在磨礦時單體解離，改善銅冶煉渣中銅的可浮性，提高銅的浮選回收率；
（2）本發(fā)明合理地利用超聲波，強化添加劑在熔渣中的有效分散，促進其與熔渣的完全反應，強化改性效果；
（3）本發(fā)明在有效地離心力、磁力及熔渣潛熱協(xié)同作用，改善銅鐵礦物的嵌布關系，實現(xiàn)礦相重構(gòu)，強化銅的高效回收。
本發(fā)明對不同冶煉爐產(chǎn)出的煉銅渣適應性較強，浮選指標波動較小，生產(chǎn)過程易控制。
附圖說明
附圖1為本發(fā)明的流程圖。
具體實施方式
以下通過具體實施例和對比實驗對本發(fā)明技術方案進行詳細的闡述。
本發(fā)明所用復合添加劑中，黃鐵礦和黃銅礦可以為天然礦物或精礦。在下述實施例中，黃鐵礦平均硫含量40%，黃銅礦平均銅品位21%，焦粉固定炭含量75%。
本發(fā)明所用復合添加劑采用下述的制備方法：將黃鐵礦、黃銅礦、焦粉和腐殖酸鈉按質(zhì)量配比進行稱量、混勻，加適量的水，然后在圓盤造球機中制得3-5mm的小球，最后將小球烘干至水分小于2%，即得到復合添加劑。
在下述實施例中，破碎、磨礦是將改性渣粗破碎至-5mm，再經(jīng)高壓輥磨破碎至-1mm，然后在球磨機中磨細。
對比例1
對銅冶煉的電爐貧化熔融渣中銅品位0.60%，不添加任何添加劑，采用熔渣緩冷-浮選工藝處理，獲得銅精礦品位18.8%，銅回收率66.41%。
實施例1
對銅冶煉的電爐貧化熔融渣中銅品位0.60%，按銅冶煉渣質(zhì)量的3%添加復合添加劑（黃鐵礦45%，黃銅礦5%，焦粉40%，腐殖酸鈉10%）進行熔渣改性，經(jīng)超聲波場的作用下使其充分混勻和熔化，改性渣經(jīng)過緩冷（在離心力和磁場作用下,轉(zhuǎn)速10r/min，磁場強度0.2T）、破碎、磨礦后，浮選得到銅精礦。在熔融溫度1250℃，冷卻速度1.5℃/min，冷卻終點溫度900℃的條件下進行改性，改性渣在浮選銅條件：磨礦細度-0.045mm 90%；丁黃藥80g/t，經(jīng)過三次精選和三次掃選，獲得銅粗精礦品位20.56%，銅回收率74.45%。
實施例2
對銅冶煉的電爐貧化熔融渣中銅品位0.60%，按銅冶煉渣質(zhì)量的4%添加復合添加劑（黃鐵礦40%，黃銅礦10%，焦粉45%，腐植酸鈉5%）進行熔渣改性，經(jīng)超聲波場的作用下使其充分混勻和熔化，改性渣經(jīng)過緩冷（在離心力和磁場作用下,轉(zhuǎn)速15r/min，磁場強度0.25T）、破碎、磨礦后，浮選得到銅精礦。在熔融溫度1300℃，冷卻速度1.5℃/min，冷卻終點溫度900℃的條件下進行改性，改性渣在浮選銅條件：磨礦細度-0.045mm 90%；丁黃藥80g/t，經(jīng)過三次精選和三次掃選，獲得銅粗精礦品位21.34%，銅回收率76.57%。
實施例3
對銅冶煉的電爐貧化熔融渣中銅品位0.60%，按銅冶煉渣質(zhì)量的5%添加復合添加劑（黃鐵礦40%，黃銅礦5%，焦粉40%，腐植酸鈉15%）進行熔渣改性，經(jīng)超聲波場的作用下使其充分混勻和熔化，改性渣經(jīng)過緩冷（在離心力和磁場作用下,轉(zhuǎn)速10r/min，磁場強度0.25T）、破碎、磨礦后，浮選得到銅精礦。在熔融溫度1350℃，冷卻速度1.5℃/min，冷卻終點溫度900℃的條件下進行改性，改性渣在浮選銅條件：磨礦細度-0.045mm 90%；丁黃藥80g/t，經(jīng)過三次精選和三次掃選，獲得銅粗精礦品位22.42%，銅回收率77.88%。
對比例2
對銅冶煉的電爐貧化熔融渣中銅品位0.83%，不添加任何添加劑，采用熔渣緩冷-浮選工藝處理，獲得銅精礦品位20.2%，銅回收率71.56%。
實施例4
對銅冶煉的電爐貧化熔融渣中銅品位0.83%，按銅冶煉渣質(zhì)量的3%添加復合添加劑（黃鐵礦40%，黃銅礦5%，焦粉40%，腐植酸鈉15%）進行熔渣改性，經(jīng)超聲波場的作用下使其充分混勻和熔化，改性渣經(jīng)過緩冷（在離心力和磁場作用下，轉(zhuǎn)速15r/min，磁場強度0.20T）、破碎、磨礦后，浮選得到銅精礦。在熔融溫度1300℃，冷卻速度1.5℃/min，冷卻終點溫度900℃的條件下進行改性，改性渣在浮選銅條件：磨礦細度-0.045mm 90%；丁黃藥80g/t，經(jīng)過三次精選和三次掃選，獲得銅粗精礦品位22.55%，銅回收率79.98%。
將上述實施例得到的數(shù)據(jù)可知：采用本發(fā)明的復合添加劑應用在銅冶煉熔融渣渣桶緩冷-浮選工藝，獲得銅精礦品位20%，鐵回收率達到70%以上的良好指標。與對比例1、2相應數(shù)據(jù)比較，本發(fā)明的復合添加劑應用在銅冶煉熔融渣礦相重構(gòu)-浮選-磁選工藝中，銅回收率大幅提高8-10%，而銅的品位基本不受影響。實現(xiàn)強化了銅渣中銅的回收。