广西金川铜炉渣选矿生产工艺的探索与实践

第３５卷　第６期　有　色　冶　金　设　计　与　研　究　２０１４正　１２　月　广西金川铜炉渣选矿生产工艺的探索与实践　杨继宁　（广西金川有色金属有限公司，广西防城港５３８００２）　［摘　要］详细论述了广西金川１　２００　ｋｔ／ａ铜冶炼炉渣选矿工程中对破碎筛分工艺、浮选工艺、药剂制度、　磨矿工艺等各项工艺条件和操作条件的探索过程．以及针对存在问题的改造优化措施。经过长期生产实践的　总结和科研攻关，现已形成了适应于铜冶炼炉渣矿物的选别工艺，并通过阶段磨矿一阶段选别、多药剂联合作　用、快选早收、强化一段磨选、低浓度精选等措施，使铜炉渣选别指标保持在较高的水平。　［关键词］铜炉渣选矿；磨矿工艺；浮选工艺；药剂制度；工艺条件　中图分类号：ＴＤ９２　文献标识码：Ｂ　文章编号：ｌ００４—４３４５（２０１４）０６＇－－００４３—０３　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｏｎ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｃｏｐｐｅｒ　Ｓｌａｇ　Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｊｉｎｃｈｕａｎ　ＹＡＮＧ　Ｊｉｎｉｎｇ　（Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｊｉｎｃｈｕａｎ　Ｎｏｎ－ｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌｓ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｆａｎｇｃｈｅｎｇｇａｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ　５３８００２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｊｉｎｃｈｕａｎ　１２００　ｋｔ／ａ　ｃｏｐｐｅｒ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｓｌａｇ　ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｃｏｕｒｓｅ　ｏｆ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｃｒｕｓｈ　ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｒｅｇｉｍｅ　ｏｆ　ａｇｅｎｔ，ｏｒｅ　ｇｒｉｎｄｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ　ｓｕｍｍａ￣ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅ　ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ａｄｊｕｓｔｅｄ　ｔｏ　ｃｏｐｐｅｒ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｓｌａｇ　ｈａｓ　ａｌｒｅａｄｙ　ｆｏｒｍｅｄ．Ｍａｉｎｔａｉｎ　ａ　ｈｉｇｈ　ｌｅｖｅｌ　ｆｏｒ　ｓｌａｇ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ｂｙ　ｔａｋｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ，ｓｔａｇｅ　ｇｒｉｎｄｉｎｇ－ｓｔａｇｅ　ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ，ｍｕｌｔｉ－ａｇｅｎｔ　ｊｏｉｎｔ　ｅｆｆｅｃｔ，ｆａｓｔ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅａｒｌｙ　ｇａｉｎ，　ｉｎｔｅｎｓｉｆｙ　ｇｒｉｎｄｉｎｇ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｏｎｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ，ｌｏｗ—ｄｅｎｓｉｔｙ　ｃｈｏｉｃｅｎｅｓｓ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ｃｏｐｐｅｒ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｓｌａｇ　ｏｒｅ　ｄｒｅｓｓｉｎｇ；ｏｒｅ　ｇｒｉｎｄｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ；ｆｌｏｔａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ；ｒｅｇｉｍｅ　ｏｆ　ａｇｅｎｔ；ｐｒｏｃｅｓｓ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　广西金川１　２００　ｋｔ／ａ铜冶炼炉渣选矿工程处理　表１　闪速熔炼炉炉渣成分分析　的物料为闪速炉所产生的熔炼渣，渣量约为１　１９６　ｋ　处理量为３　８２２　ｔ／ｄ，原矿铜品位２．１％，获得铜精矿品　位２５％，回收率８６．７６％。项目建成投产后，每年可从　铜冶炼废渣中回收约２０　ｋｔ铜金属。相当于一个年产　４　０００　ｋｔ、品位为Ｏ．５％的大型铜矿山的生产能力；渣　选尾渣还可用做建材行业原料和水泥添加剂等。该　项目的实施将提高资源的循环利用率，减少冶炼渣　堆放对环境造成的二次污染，具有良好的经济效益、　社会效益和环境效益。与国家节能减排、发展循环经　２生产工艺流程　本项目碎磨工艺采用液压破碎＋粗碎＋半自磨＋　球磨流程．即大块炉渣采用移动式液压碎石机破碎，　使物料粒度在５００～０　ｍｍ之间，再由前装载机送至原　料仓。原料仓物料由颚式破碎机进行破碎，产品粒度　为Ｐ１∞＝２００　ｗｉｎ，破碎后的产品经　６×６　ｉｎ的半自磨　济、走可持续发展道路的战略高度吻合。　１　矿石性质　闪速熔炼炉炉渣成分分析结果，如表１所示。　机和ｑｂ５．５ｘ９．５　ｍ的溢流球磨机进行磨矿，最终磨矿　产品粒度达到一３２５目占８Ｏ％左右。选别工艺采用两　次粗选、两次扫选、一段精选的尾矿和两次扫选的精　收稿日期：２０１４—０７—２２　作者简介：杨继宁（１９７４一），男，高级工程师，主要从事选矿专业相关工作。　．４４．　有　色　冶　金　设　计　与　研　究　第３５卷　矿再磨再选流程。精矿脱水采用高效浓密机进行浓　缩、立式压滤机过滤的两段脱水流程；尾矿脱水采用　水力旋流器和高效浓密机进行浓缩、陶瓷过滤机过　滤的两段脱水流程。　３主要设备　粗碎设备采用１台Ｃｌｌ０进口颚式破碎机；磨矿　采用１台￣６ｘ６ｍ的半自磨机和１台　５．５￣９．５　ｍ的　溢流球磨机：粗、扫选采用２０台粗颗粒ＥＬＦ一４０浮　选机．精选采用２台ＣＧＰＦ系列浮选柱，中矿再磨采　用１台ＶＴＭ一１２５０一ＷＢ立式磨机，中矿浮选采用１台　ＣＧＰＦ系列浮选柱。精矿浓缩采用　３Ｏｍ高效浓密　机，过滤采用２台６０　ｍ　立式压滤机；尾矿浓缩采用　ｄＰ５３ｍ高效浓密机，过滤采用１０台６０　ｍ　陶瓷过滤机。　自动控制采用ＰＬＣ程控加药机、雷达料位计、　超声波液位计、电磁流量计、在线ｐＨ检测仪、在线　粒度分析仪等先进仪表和监控设备，实现整个工艺　流程的在线监视和自动化控制。　４工艺条件和操作条件　４．１　生产工艺技术条件及参数　依据项目初步设计以及原有富矿生产实际，初　步确定生产工艺技术条件及参数，详细数据见表２～　表５。　表２破碎筛分工艺技术条件　表３浮选工艺技术条件　序号　作业段　人选浓度／％　序号　作业段　入选浓度／％　１　一段粗选　３９　９　二次精选　２８　２　二段粗选　３２　１２　中矿再磨再选　３Ｏ　３　一次精选　２５　１３　扫选　２８　注：生产实际过程中各段浮选浓度可在±２％的范围内调节　表４药剂制度　４．２破碎筛分系统工艺与操作条件　为了对破碎筛分系统的各项工艺与操作条件进　行探索，对该流程进行了考查。由于碎矿皮带输送量　过大　皮带不能带负荷停车，无法进行全流程考查，在　探索过程中，只组织对单台设备的局部考查，主要考　查产品粒度分布、破碎机破碎效率以及各皮带的负　荷。通过多次局部流程考查和反复的调整试验，最终　确定了破碎机排矿口尺寸以及原矿仓棒条振动给料　机、破碎机、各条皮带给矿量的范围。具体如下：１）棒　条振动给料机频率设定为３２￣２　Ｈｚ；２）破碎机排矿口　尺寸设置在１６５　１７１　ｍｍ之间；３）１＃皮带运输矿量　在２８０～４００　ｔ／ｈ之间，２＃皮带运输处理量在２８０～４００　ｔ／｝ｌ之间．４＃皮带运输矿量在１５５～１７０　ｔ／ｈ之间。　４．３磨浮系统工艺与操作条件　主要对生产系统各项工艺条件如：各段磨矿／浮　选浓度、药剂制度、磨机充填率、旋流器工作参数、工　作台数以及工作压力、各浮选作业液位控制等方面　进行了如下探索。　１１磨矿工艺参数。钢球在球磨机内的运动轨迹　与抛落高度因充填率不同而不同。由于本项目一段、　二段磨矿采用的半自磨、球磨机规格较大，钢球在大　直径磨机内落差高、冲击力大，会影响衬板的使用寿　命。如果钢球的机械性能差，容易造成碎球率高，从而　影响磨矿效率和磨矿产品粒度组成，最终影响浮选　指标。球磨机厂家建议半自磨机充填率为８％～１１％，　球磨机充填率为３５％～３７％，经过探索，目前半自磨机　充填率为８％～１０％．球磨机充填率为３２％～３４％。通　过工艺条件探索，初步确定最佳参数为：一段一次旋　流器组排砂嘴尺寸为１　１０　ｒａｍ；控制分级旋流器组排　砂嘴尺寸为３５　ｍｍ；中矿分级旋流器组排砂嘴尺寸　为２０　ｍｍ：尾矿分级旋流器组排砂嘴尺寸为２０　ｍｍ。　磨机钢球添加制度见表６。　表６磨机钢球补加量　２）浮选工艺条件和操作条件。（１）各作业最佳浮　选浓度：对一段粗选（３８±２％、３４＿＋２％、４０＋２％），二段　粗选ｆ２２％～２６％、２６％～３０％、３０％～３４％），中矿粗选　ｆ１５％～１８％、１９％～２２％、２３％～２６％）的浮选浓度分别　经过了３个阶段的探索。在浮选浓度探索期间，主要　分析各作业浮选效率、尾矿损失情况及各作业富积　第６期　广西金川铜炉渣选矿生产工艺的探索与实践　．４５．　比。通过跟班总结、采样分析和生产浮选现象，最终　确定一段粗选、二段粗选、中矿粗选的浮选浓度分别　控制在３８￣２％、２８￣２％、２３±２％。各段浮选作业能形　成较厚的泡沫层，浮选现象良好。（２１粗扫选各作业液　位与风量操作条件。前期通过跟班发现，实际操作　时，有些浮选工习惯于高液面、低风量、小药量操作，　而有些浮选工习惯于低液面、大风量、大药量操作，　造成各班组浮选指标差距较大，且指标波动较大。　这种模式在今后的生产管理中无法实现标准化操　作，同时会造成指标的大起大落。通过分析认为造成　这一问题的主要原因集中在浮选液位和风量控制两　个方面。因此，有必要制定范围较小的各浮选作业液　位与风量（即阀门开度）的控制范围，分阶段逐步缩小　波动范围，以规范浮选工的操作；且在探索中，应坚持　电动阀粗调，调至合适位置后，不允许再动，微调由气　动阀门来自动调节的原则。探索分３个阶段进行，见　表７～表９　表７第１阶段风阀开度与浮选机液位探索　表８　第２阶段风阀开度与浮选机液位探索　表９第３阶段风阀开度与浮选机液位探索　通过以上试验，最后确定：第３阶段风阀开度与　浮选机液位操作条件为最佳条件。　３１药剂制度。药剂制度的探索是在第３阶段风　阀开度与浮选机液位操作条件下进行的，主要是分　阶段调整并缩小捕收剂、起泡剂、调整剂的药剂波　动范围。以确定最佳药剂工艺卡片。探索分３阶段进　行．在探索期间对每阶段浮选各作业进行采样化验　分析。主要分析各作业浮选效率、尾矿损失情况及　各作业富积比与指标的稳定性。通过跟班总结、采　样分析和生产浮选现象，最后确定最佳药剂制度为捕　收剂１５０１＿２０　－ｇ／ｔ，起泡剂３０±２０　ｇ／ｔ，调整剂５００－＿￣１００　ｇ／ｔ。　５改造及优化　１）将粗选段捕收剂、起泡剂添加点由原来的搅　拌槽第二槽改到第一槽添加，延长了药剂的矿化时　间，使各段浮选作业起泡现象有了明显改善。大大提　高了浮选效率。　２）皮带及托辊磨损严重，影响系统高负荷下连续　性生产。改进方案：在漏斗下部用轨道钢焊接成一个　“Ｓ”形的二次接矿台，以降低矿石对皮带的冲击力。提　高生产连续性，减少事故停车，有效延长皮带及托辊　的使用寿命，降低备件材料消耗。　３）Ｖ房结构柱与天车轨道平台间隙孔洞大，人员　通行存在极大安全隐患。改进方案：采用６＝６花纹钢　板封闭所有间隙孑Ｌ洞，保障人员通行安全。　４１精矿搅拌槽无盖板，热蒸汽腐蚀设备，且存在　安全隐患。改进方案：采用６＝６花纹钢板做成盖板封　闭，能有效降低蒸汽对设备的腐蚀，检修时更加安全。　５１原设计生产新水经真空泵冷却使用后排到雨　水沟，造成水资源浪费。改进方案：敷设管道，将其收　集到水箱进入系统循环使用。此举使水资源得以充　分循环利用，大大减少了新水使用。　６１原设计备用泵排尾选用ＤＮ１００闸板阀门，存　在操作复杂、易堵塞且效果不理想等缺陷。改进方　案：制作简易放矿阀代替昂贵的闸板阀。此举可减少　阀门数量８６个，有效降低成本，改善操作条件。　７１皮带上的物料不能完全清理掉，地面积矿严　重，作业环境差，清理劳动强度大。改进方案：用废旧　胶皮和钢板制作成皮带清扫卸料装置。此举可使皮　带清扫更加彻底，降低岗位人员劳动强度，简单有效，　减少上报清扫器备件２２套。　８１原设计磨矿液下泵的矿浆输送到浮选液下　泵。改进方案：在泵的出口处加装一个三通和阀门，新　加一条到磨矿泵池的管道。可根据现场条件选择任　何一条输送管线，通过切换阀门更好地满足工艺要　求，操作更加灵活、方便。　９１浓密池的圆泵房底流管吹堵水泵设计为使用　工业新水。改进方案：在生产回水管道加装阀门可用　于回水和生产新水切换，实现工业新水和回水皆可　使用，年节约新水约３　８００　ｍ。。　１０１根据现场的供气情况特点。需要对气动离合　器单独提供高压气体，缩短离合器捏合时间，减少捏　合时摩擦片与轮毂相对运动的时间，减少摩擦产生　的热量。因此，采购了１台螺杆式空压机ＬＵ１５—３０，　从空压机出风口处直接引１根１寸钢管至２台磨机　（下转第４７页）　第６期　吹炼渣与水淬渣浮选生产实践　・４７・　细度为一４００目６５％，二段磨矿细度为一４００目８５％。　３　工艺指标　２．３浮选作业　浮选作业采用一次优先浮选、一次粗选、三次扫　吹炼渣浮选生产指标见表３，水淬渣浮选生产指　选、两次精选的浮选流程。优先浮选选用ＳＦ一１．２自　标见表４。　吸式浮选机２台，粗选和三次扫选均选用ＳＦ一１．２自　表３吹炼渣浮选生产指标　％　吸式浮选机４台，两次精选均选用ＳＦ一１．２自吸式浮　选机２台。　２．４脱水作业　精矿采用一段压滤的脱水流程，压滤机选用　ＸＡＺ８０／９００厢式压滤机１台。尾矿经　１２　ｍ浓密机　浓缩后，排人尾矿沉淀池。尾矿沉淀池沉砂由泵扬送　至ＸＭＺ２４０／１２５０厢式压滤机压滤后卸人尾矿仓。炉　渣选矿工艺流程见图１。　４存在问题　原矿　本项目目前采用的浮选工艺流程。无论是处理　吹炼渣还是水淬渣，都存在尾矿铜品位高、回收率低　的问题，和先进的浮选工艺指标相比，差距非常大。这　和现有的工艺设备装备水平较低有密切关系，特别　是ＳＦ一１．２自吸式浮选机不能满足吹炼渣这种比重　大、颗粒粗的物料，在浮选过程中易出现沉槽现象。　另一方面，从处理吹炼渣和水淬渣的情况来看，水淬　渣比吹炼渣难磨。因此工艺、设备方面仍有待进一步　改进优化。　参考文献　［１】徐明，刘炯天．铜渣浮选回收铜的研究进展［Ｊ］．金属矿山，　２０１０（Ｓ１）：８Ｏ５—８０８．　［２】雷存友．铜冶炼炉渣综合利用技术的研究与探讨［Ｊ】．有色　冶金设计与研究，２０１４，３５（６）：１－４．　图１炉渣选矿工艺流程　（上接第４５页）　捏合器的杂用气包上，在原管路中接人三通，使空压　整”的标准化操作是确保指标稳定提升的关键。在本　机管路与原管路风可以相互切换。开车时，将杂用气　项目中，由于中矿再磨再选作业是首次在铜冶炼炉　包风压切换至空压机管路中，空压机气体加载压力设　渣选矿应用。各项工艺技术条件均没有先例可参考。　定为Ｏ．８５　ＭＰａ。在磨机开启前，提前１０　ｍｉｎ开启空　为尽快达产达标，技术人员对磨矿浓度、浮选浓度、　压机．给离合器杂用气包提供压缩风，根据现实使用情　药剂制度、球磨机充填率、旋流器工作参数和工作台　况。杂用气包在２　ｍｉｎ内气源压力能够达到０．８５　ＭＰａ。　数、各浮选作业液位与风量的关系、流程结构以及　在离合器捏合显示灯显示允许捏合时，离合器捏合，此　时离合器捏合时间降低为４　ｓ左右，缩短了摩擦片与轮　设备问题等各项参数指标进行了详细地探索与改　毂的相对运动时间，从而延长离合器气胎使用寿命。现　造。经过长期的科研攻关和生产实践，现已形成了适　场没有出现气胎烤焦的味道。达到了预期改造的效果。　应于铜冶炼炉渣矿物的选别工艺，铜炉渣选别指标　保持在较高的水平。本项目采用的中矿再磨再选新　６结语　工艺，在流程操作上，还可在加大一段、二段的产率的　随着科学技术的进步、选矿设备大型化和自动　同时，强化中矿在选部分的分选效果，这对今后开展　化水平的提高，对大型生产系统，推行“大稳定、小调　提高选矿指标的新工艺研究尚有潜力可挖。