A study on the comprehensive utilization of floation tailings in flash smelting furnace
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摘要: 采用浸出-萃取-电积工艺对闪速炼铜转炉渣浮选尾矿(简称尾矿)进行综合利用研究。研究结果表明:选用低酸、加添加剂A进行搅拌浸出, 铜的浸出率为60.35%, 浸出过程尾矿中的铁不进入溶液而留于浸出渣中, 浸出渣含铜由原尾矿中的0.63%降至0.24%, 基本符合炼铁对铁精矿的原料中铜含量的要求, 浸出渣可作铁精矿的原料出售而增值; 含铜浸出液经萃取、电积回收铜, 铜回收率接近60%, 产品阴极铜质量符合国家1#铜标准。Abstract: The leaching-extraction-electrowinning technology is applied in the experiment of comprehensive utilizing tailings in flash smelting furnace.The research results demonstrate :the leaching rate of copper is 60.35% in the leaching of adding an additive A with low acid.Fe of leaching tailings left in leaching residues and not enter into the solution in the leaching process.The copper content of raw tailings in leaching residues decrease to 0.24% from 0.63%, can meet the copper content requirement of iron concentrate in smelting iron.The leaching residues can be sold as the raw materials of iron concentrate.The recovery of copper is about 60% in copper leaching solution by extraction-electrowinning technology.The quality of cathode copper accord with No.1 copper standard of state.
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Keywords:
- tailing /
- leaching /
- extraction /
- electrowinning /
- comprehensive utilization
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0 前言
在尾矿堆积坝的形成过程中，由于放矿、尾砂粒径等因素的影响，产生了形状各异的透镜体群。透镜体的存在影响了坝体内的渗流，使孔隙水压力发生不均匀传递，给坝体稳定带来了不良影响[1]。对于透镜体的分布，一般通过钻探予以揭示[2]，而深一层的理论研究则很少。本文以江西铜业公司德兴铜矿2#尾矿坝主剖面为例，从分形几何角度对尾矿坝透镜体分布规律进行研究。
1 分形几何及维数
分形理论是由法裔美国科学家曼得尔布罗特(B.B.Mandelbrot)于20世纪60~70年代创立的[3]，它以自然界中普遍存在的自相似性为基础，揭示了非线性不规则系统的内在规律，使人们能够洞察隐藏于混乱现象中的精细结构，为人们从局部认识整体，从有限认识无限，提供了全新的思路和描述工具。图 1为一典型的分形图形（康托尔三分集），它不具备欧氏几何的整数维，但却具备分形几何的确定分数维[4]。
分形维数是用来定量描述分形集复杂程度的几何度量，大多数的定义是基于“尺度δ下的度量”这一思想，其中工程中最常用到的是盒维数[5, 6]计算方法。
设F是一个平面上的有界分形图形，用一个尺度为r的盒子来覆盖F，令Nr (F)是与F相交的盒子数，则分形维数为
(1) 当r充分小时，对数比D可以近似地看成分形F的盒维数。
2 尾矿坝透镜体分布的分维数计算
德兴铜矿2#尾矿坝采用上游法堆坝，初期坝为透水堆石坝，坝底标高46.0m，坝顶标高70.0m，坝轴线长148.0m，坝顶宽5.0m，上下游边坡比均为1:1.75。上游坝坡及坝底设有砂砾料反滤层，下游坝坡用大块石干砌护坡。后期堆积坝采用上游法筑坝，设计最终标高250m，坝体总高度204m，坝外平均坡比1:7.0，实际1:5.5，沉积滩坡度为1:250。在坝顶标高为176.6m、坝高128.7m时，进行了工程地质勘察[4]，其揭示的透镜体状况如下：
对图 2用大小为r的网格进行覆盖[7]，见图 3所示。对含有透镜体的网格个数进行统计，得出N(r)，按1/2的倍数不断减小网格大小，并计算出相应的N(r)，按公式(1)分别计算，结果见图 4所示。从图中数据回归线可以看出，图形具有很好的无标度特性，亦即尾矿坝透镜体分布存在分形特性，且分形维数为1.5024。
3 结语
本文用分形几何中盒维数方法对德兴铜矿2#尾矿坝主剖面的透镜体分布规律进行研究，结果表明透镜体分布存在分形特性，分形维数为1.5024。这一结果对研究透镜体分布与坝体稳定性的关系有较大意义。
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[1] 潘云从, 蒋继穆, 施维一, 等.重有色金属冶炼设计手册(铜镍卷)〔M〕.北京:冶金工业出版社, 1996.
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