1.本发明属于冶金领域，具体涉及一种从炼铜烟灰中回收铜的方法。
背景技术：
2.
火法炼铜过程中的烟气经收尘系统收集后产生大量烟灰，其中含有大量铜及其它有价元素。由于该烟灰成分复杂，直接返回
铜冶炼系统，不仅会大大增加入炉原料的杂质含量，恶化炉况，降低炉子的处理能力，而且as、bi、zn等杂质的循环累积将直接影响电铜质量。此外，as还将影响制酸触媒的使用寿命进而降低so2转化率和硫酸产品质量。因此，将铜烟尘从铜冶炼系统中开路处理、综合回收铜等有价金属十分必要。
3.关于烟灰中有价元素的回收利用，近年来有过不少研究与报导，但大多是采用化学方法进行分离与提取。其缺点是流程长、生产成本高，废水量大，后续处理费用高。
4.实用新型专利(cn209985534u)《含铜白烟尘的分选系统》采用气流分选装置进行干法分离其中的铜，收到一定的效果，但分离效率不高，并且环境效果不易控制，易产生二次环境污染。
技术实现要素：
5.本发明的目的是提供一种从炼铜烟灰中回收铜的方法，工艺过程简单、便于控制且回收效率高。
6.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
7.一种从炼铜烟灰中回收铜的方法，其特征在于：本发明包括以下步骤：
8.a、将铜冶炼烟灰加水在矿浆搅拌桶中进行搅拌浆化，同时加入加重剂，保证浆化浓度为(20
±
5)％,加重剂的成分为硫酸铜溶液，加重剂的浓度为(5
±
1)％；
9.b、将浆化后的物料采用
渣浆泵泵入旋流器，由旋流器实施初步选分作业，得到沉砂和溢流
尾矿；
10.c、旋流器的沉砂送至摇床分离单元进行进一步分选，得到高品位铜精矿、摇床中矿和摇床尾矿，摇床中矿返回矿浆搅拌桶进行循环处理，摇床尾矿和旋流器溢流尾矿合并为总尾矿，作为下游工序进一步回收铅铋锌等有价金属的原料。
11.上述方案提供的回收工艺过程简单、便于控制，生产成本低，效率高，有效克服了化学方法流程长、成本高的问题，同时生产过程无灰尘，生产水可循环使用，避免了环境二次污染问题。
附图说明
12.图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
13.火法炼铜过程中的烟气经收尘系统收集后产生大量烟灰，其中含有大量铜及部分
铅铋锌等其他元素。烟灰中的铜主要是单质铜及硫化铜，这部分铜在浸出过程中，难以被酸溶解浸出，但与其他成分如铅、铋、锌的氧化物相比，烟灰中铜及其化合物的比重较大、颗粒相对较粗，可考虑利用重选的方法将其分离，然而由于烟尘中含有部分锌化合物，其比重与铜较为接近，加之本身粒度过细，仅靠自然比重差，难以达到有效分离。因此，本发明采用了以下方案：
14.a、将铜冶炼烟灰加水在矿浆搅拌桶10中进行搅拌浆化，同时加入加重剂，保证浆化浓度为(20
±
5)％,加重剂的成分为硫酸铜溶液，加重剂的浓度为(5
±
1)％；
15.b、将浆化后的物料采用渣浆泵泵入旋流器20，由旋流器20实施初步选分作业，形成沉砂和溢流尾矿；
16.c、旋流器20的旋流器的沉砂送至摇床分离单元30并补加加重剂进行进一步分选，得到高品位铜精矿、摇床中矿和摇床尾矿，摇床中矿返回矿浆搅拌桶10进行循环处理，摇床尾矿和旋流器溢流尾矿合并为总尾矿，作为下游工序进一步回收铅铋锌等有价金属的原料。
17.本发明步骤a中在料浆中加入硫酸铜溶液作为加重剂既可以使铜颗粒与其他成分的相对比重差拉开，而利于分选，又不会导致因系统中杂质离子种类的增加，而增添后续工序处理的难度。采用渣浆泵将此料浆泵入步骤b中的旋流器20，由旋流器20事先分选出部分颗粒细、比重轻的杂质粒子，颗粒稍粗、比重稍大的旋流器沉砂再由步骤c中的摇床分离单元30实施分离，使铜冶炼烟灰中铜得以有效回收。
18.作为优选方案，所述步骤c中，旋流器20的沉砂送至摇床分离单元30进行进一步分选时补加加重剂，维持加重剂浓度为(5
±
1)％。保证沉砂中的铜得以进一步回收。
19.作为优选方案，所述的步骤a中的浆化时间为60
?
90min。这样可以保证浆化均匀。
20.作为优选方案，所述的摇床分离单元30为摇床单元上、下布置且彼此相互并联。采用上述摇床单元并联并呈上下布置的组合方式，可以提高效率，又可以减少空间占据。
21.作为优选方案，所述高品位铜精矿和总尾矿分别过滤脱水后的滤液返回矿浆搅拌桶10和/或摇床分离单元30作为浆化用水和/或摇床补加水循环使用，并向水中补加加重剂，保证加重剂浓度为(5
±
1)％。这样可以减少整个工艺流程的新水用量，水中残余加重剂得以循环使用，避免了加重剂浪费，且又降低了成本投入。
22.作为优选方案，步骤b中的旋流器20是针对铜冶炼烟灰，经过试验进行相关参数优化的定制旋流器，相关参数是适应该类物料的特定参数组合，即适用于该物料的旋流器20结构参数设计为直径75mm，锥角为5
°
，沉砂口直径为14mm，进料压力0.2mpa，溢流管插入深度为20mm。结构改进后的泥浆旋流器锥角较常规旋流器小、溢流管插入深度比标准插入深度(直径的0.4倍)缩短10mm，合适的进液高度位置以及沉砂口直径等参数组合，更有利于细粒级物料的分级分离。
23.上述旋流器20的溢流为颗粒较细、比重较轻的铅铋锌渣，与摇床尾矿合并为总尾矿，可作为下游工序进一步回收铅铋锌的原料，旋流器沉砂利用高差自流至改进的多层摇床即摇床分离单元30，改进的多层摇床冲程8mm、冲次通过改变传动皮带轮直径，由常规的最高342次/分，提高至400次/分。通过改进的摇床及加重剂的作用提高了摇床分离单元30对微细颗粒分离的效果，在精矿区得到高品位的铜精矿产品，在尾矿区得到含铜较低的尾矿(并入总尾矿)，摇床中矿由于仍有部分铜未能及时分离，返回至旋流器20的给料系
统——矿浆搅拌桶10，循环再选，进一步保证分离效果，提高分选指标。
24.另外，所述加重剂在精、尾矿产品脱水后进入滤液可在系统中循环使用，并在后续使用过程中定期测定其含量进行适当补充。
25.由于铜冶炼烟灰粒度相对较细，直接采用摇床分离单元30分选效果较差，为此，在此之前先用旋流器20进行分级分选，使大部分微细颗粒(多为铅铋等化合物)从旋流器20溢流分离出来。为提高微细颗粒的分级效果，对常规旋流器20结构参数进行优化改进：采用fx75型旋流器为基本型在原fx75型旋流器的基础上锥角由8
°
改为5
°
，溢流管在原fx75型旋流器的基础上插入深度缩短10mm即溢流管插入深度由30mm改为20mm，从而降低了旋流器溢流中夹带细粒级铜的比例(如本案实例1，改进后溢流中铜含量由3.17％将到了2.13％，作业回收率提高了1.68百分点)
26.通过旋流器20预先分选出微细颗粒，为后续摇床分离单元30分选创造了适宜的粒度条件，有利于摇床分离单元30的进一步分选。
27.经过旋流器20分级分选后的沉砂部分主要是相对颗粒稍粗和比重较大的铜颗粒及与之较为接近的铅锌化合物颗粒，这时可采用摇床分离单元30利用铜颗粒与其他化合物颗粒的比重差进行分选，为了减少微细铜颗粒与部分比重较接近的铅锌颗粒的夹带，在介质中添加适量加重剂，进一步优化分选效果，减少铅锌带入到铜精矿产品中。同时为进一步提高摇床分离单元30对微细粒级的适应性，对摇床分离单元30传动皮带轮进行改造，使振动频次由常规的最高342次/分，提高至400次/分，从而进一步强化细粒级的分选效果(其效果参见实例2，改进方案铜精矿含铅锌明显得到降低)。
28.对于摇床分离单元30中矿若全部作为尾矿，导致尾矿含铜较高，若全部作为精矿则精矿品位偏低，并且含铅锌较高。因此，在流程设计上将摇床分离单元30中矿返回给料，形成闭路循环，分选指标得到了进一步优化和提升。
29.本发明的有益效果体现在以下方面：
30.1、发明了一种从铜冶炼烟灰中回收铜得到高品位铜精矿的方法，不仅减少了烟灰返冶炼系统的数量，更使其中的铅铋锌等有害杂质得以开路，避免其对铜冶炼系统的不利影响；
31.2、采用硫酸铜作为介质加重剂，既可以使铜颗粒与其他成分的相对比重差拉开，而利于分选，又不会导致因系统中杂质离子种类的增加，而增添后续工序处理的难度。并且该加重剂可循环使用，有利于降低生产成本；
32.3、本发明针对铜冶炼烟灰的分选进行试验研究，对旋流器及摇床的相关参数进行优化改进，形成了特定的工艺参数与流程组合，使其更适合于微细颗粒的分离富集与回收。
33.4、本发明采用选矿方法分离铜及铅铋锌渣，除补充少量加重剂外不需要任何试剂，更不需要加温加压，与采用化学方法相比流程简洁，生产成本低，能耗低，生产水循环使用，无环境污染。
34.5、设置摇床中矿循环分选回路，相对于一次性分选系统产能及分选效率会更高。实例1：
35.配制质量浓度20％的铜冶炼烟灰浆料，泵入fx75型常规旋流器，沉砂口直径14mm，进料压力0.2mpa，分级结果：给料含铜9.89％，溢流含铜3.17％，作业回收率92.12％(相关数据计入表1实例1项)；作为对比，将旋流器溢流管插入深度缩短10mm，锥角缩小，其它条件
不变，分级结果：给料含铜9.89％，溢流含铜2.13％，作业回收率93.80％(相关数据计入表1对比1项)。表1实例1与对比1数据记录实例2：
36.铜冶炼烟灰经旋流器分级后的沉砂加水配制质量浓度20％，给入常规摇床进行分选，分选结果：给料铜品位12.87％，精矿含铜32.34％，铜精矿中含铅、锌分别为6.78％,和3.92％，(相关数据计入表2实例2项)；作为对比，将上述物料给入按本方案改进的摇床，并以5％硫酸铜溶液作为不加水进行分选，分选结果：给料铜品位13.03％，精矿含铜35.41％，铜精矿中含铅、锌分别为2.14％,和0.92％，(相关数据计入表2对比2项)。表2实例2与对比2数据记录实例3：
37.搅拌桶中投入2吨左右烟灰，加硫酸铜500kg并加水至10m3，搅拌90min后，泵入所述旋流器分级，沉砂进所述摇床进行分选，得到精矿产品和摇床尾矿，摇床中矿通过管道返
回搅拌桶，旋流器溢流与摇床尾矿合并为总尾矿。不同批次的分选指标计入表3：表3实例3不同批次烟灰分选指标表3实例3不同批次烟灰分选指标技术特征：
1.一种从炼铜烟灰中回收铜的方法，其特征在于：本发明包括以下步骤：a、将铜冶炼烟灰加水在矿浆搅拌桶(10)中进行搅拌浆化，同时加入加重剂，保证浆化浓度为(20
±
5)％,加重剂的成分为硫酸铜溶液，加重剂的浓度为(5
±
1)％；b、将浆化后的物料采用渣浆泵泵入旋流器(20)，由旋流器(20)实施初步选分作业，得到沉砂和溢流尾矿；c、旋流器(20)的沉砂送至摇床分离单元(30)进行进一步分选，得到高品位铜精矿、摇床中矿和摇床尾矿，摇床中矿返回矿浆搅拌桶(10)进行循环处理，摇床尾矿和旋流器溢流尾矿合并为总尾矿，作为下游工序进一步回收铅铋锌等有价金属的原料。2.根据权利要求1所述的从炼铜烟灰中回收铜的方法，其特征在于：所述步骤c中，旋流器(20)的沉砂送至摇床分离单元(30)进行进一步分选时补加加重剂，维持加重剂浓度为(5
±
1)％。3.根据权利要求1所述的从炼铜烟灰中回收铜的方法，其特征在于：所述的步骤a中的浆化时间为60
?
90min。4.根据权利要求1所述的从炼铜烟灰中回收铜的方法，其特征在于：所述的摇床分离单元(30)为摇床单元上、下布置且彼此相互并联。5.根据权利要求1所述的从炼铜烟灰中回收铜的方法，其特征在于：所述高品位铜精矿和总尾矿分别过滤脱水后的滤液返回矿浆搅拌桶(10)和/或摇床分离单元(30)作为浆化用水和/或摇床补加水循环使用，并向水中补加加重剂，保证加重剂浓度为(5
±
1)％。6.根据权利要求1所述的从炼铜烟灰中回收铜的方法，其特征在于：步骤b中适用于该物料的旋流器(20)其结够参数设计为直径75mm，锥角为5
°
、沉砂口直径为14mm，进料压力0.2mpa，溢流管插入深度为20mm。
技术总结
本发明属于冶金领域，具体涉及一种从炼铜烟灰中回收铜的方法，在炼铜烟灰的料浆中加入硫酸铜溶液作为加重剂以使铜颗粒与其他成分通过相对比重差而拉开，并采用渣浆泵将物料泵入旋流器，由旋流器事先分选出部分颗粒细、比重轻的杂质粒子，颗粒稍粗、比重稍大的旋流器沉砂再由摇床分离单元实施分离，使铜冶炼烟灰中铜得以有效回收。上述方案提供的回收工艺过程简单、便于控制，生产成本低，效率高，有效克服了化学方法流程长、成本高的问题，同时生产过程无灰尘，生产水可循环使用，避免了环境二次污染问题。次污染问题。次污染问题。
技术研发人员：汪永红 王海荣 王爱荣 朱新生 顾瑞 吴新民 王文斌 周斌 胡亮 陈华 陶世清
受保护的技术使用者：铜陵
有色金属集团股份有限公司
技术研发日：2021.06.09
技术公布日：2021/9/21
声明：
“从炼铜烟灰中回收铜的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：铜陵有色金属集团股份有限公司
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2024年07月26日 ~ 28日 
