富氧底吹造锍捕金工藝供料系統(tǒng)生產實踐

董紅建, 馬喜功, 田 靜, 趙曉輝, 王 瑞

(1.中國黃金集團有限公司企業(yè)運營部， 北京 100011；2.河南省黃金資源綜合利用重點實驗室， 河南 三門峽 472000；3.河南中原黃金冶煉廠有限責任公司， 河南 三門峽 472000)

0 前言

目前世界黃金產量的80%來自氰化提金工藝，對于高銅、高砷復雜金精礦，氰化浸金成本高、浸出率低，且傳統(tǒng)提金工藝不能對含多種元素復雜金精礦中的Cu、Ni、Pb、As等有價元素進行綜合回收[1]。富氧底吹造锍多金屬捕金技術是世界上唯一無需補加任何燃料就可以完全實現(xiàn)自熱熔煉的新型熔池熔煉技術，該技術使有色金屬行業(yè)和黃金行業(yè)走上了一條資源綜合利用及低碳循環(huán)經濟可持續(xù)發(fā)展之路[1]。

河南中原黃金冶煉廠有限責任公司(以下簡稱“中原冶煉廠”)始建于1989年，建廠初期采用沸騰爐焙燒—酸浸浸銅—氰化浸金的工藝路線，主要處理國家第二大成金帶小秦嶺地區(qū)的含砷高、金銀品位低、共伴生難選冶等復雜金精礦，處理能力為650 t/d。2012年為促進黃金冶煉產業(yè)升級，提高資源綜合回收和利用水平，打造行業(yè)標桿，公司實施了整體搬遷升級改造項目。設計規(guī)模年處理復雜金銅精礦150萬t，年產黃金36 t、白銀220 t、陰極銅20萬t、硫酸125萬t，工藝流程為富氧底吹熔池熔煉—旋浮吹煉—回轉式陽極爐精煉—永久不銹鋼陰極電解—熔煉渣選礦。項目2013年10月開工建設，2015年6月底吹熔煉爐投料試生產，歷經3個月主生產流程全線打通[2]。

1 供料系統(tǒng)工藝及裝備

1.1 工藝流程

中原冶煉廠處理的復雜金精礦以集團公司自產礦和國產礦為主，進口礦為輔；銅精礦為進口精礦與集團公司自產精礦相結合。

供料廠房主要用于復雜金精礦、銅精礦、渣精礦、吹煉渣及熔劑等物料的儲存、配料及供料。廠房長439.7 m，寬72 m，兩側為2個33 m寬精礦儲倉，各配置4臺20 t抓斗橋式起重機，中間設6 m寬消防通道，廠房內共設有23個儲料倉，其中包括1個質檢倉、1個渣精礦倉、4個熔劑倉、6個金精礦倉、11個銅精礦倉，最大儲礦能力可達到23萬t。

復雜金精礦、銅精礦、渣精礦、吹煉渣及熔劑等混合物料采用抓斗橋式起重機配料。配礦后的物料經過圓盤給料機和定量給料機倒運到上料皮帶上，通過上料皮帶輸送至底吹熔煉爐爐頂料倉。

工藝流程及設備連接見圖1。

圖1 工藝流程及設備連接圖

1.2 主要設備

1.2.1 圓盤給料機

圓盤給料機是一種連續(xù)計量、自動控制、自動配給散料的機電一體化設備，廣泛應用于鋼鐵、冶金、建材、化工、能源等行業(yè)，近些年來發(fā)展應用迅速，在大型給供料系統(tǒng)中是首選的連續(xù)供料設備。圓盤給料機的工作原理：儲存在料倉的物料，借助重力及圓盤機構的強制轉動，在下料口被刮刀卸出并連續(xù)均勻地輸送到稱量皮帶。當圓盤給料機停止工作時，傳動機構停止工作，礦料自身重力起鎖閉作用。中原冶煉廠供料系統(tǒng)圓盤給料機共計13套，型號為WRPB-Φ2000，單套輸送能力為0～60 t/h。

1.2.2 膠帶輸送機

膠帶輸送機是一種摩擦驅動以連續(xù)方式運輸物料的機械。主要由機架、輸送帶、托輥、滾筒、張緊裝置、傳動裝置等組成。物料由喂料端喂入，落在轉動的輸送帶上，依靠輸送帶摩擦帶動運送到卸料端卸出。膠帶輸送機具有輸送能力大，輸送距離遠，結構簡單易于維護，能方便地實行程序化控制和自動化操作的特點。中原冶煉廠供料系統(tǒng)膠帶輸送機共計20套，輸送量及型號各不相同。

供料系統(tǒng)主要設備規(guī)格及參數(shù)見表1。

表1 供料系統(tǒng)主要設備及性能參數(shù)

2 生產實踐

中原冶煉廠底吹爐于2015年6月19日投料試生產，供料系統(tǒng)初期供礦量90 t/h，3～4個圓盤給料機供料即可滿足需求，隨著生產系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，供礦量逐漸增加至260 t/h，需投入6～10個圓盤給料機方可滿足供料要求。投料初期遇到的主要問題是：

(1)圓盤給料機多次出現(xiàn)料倉積料、斷料現(xiàn)象，需要停止供料，人工清理圓盤料倉積礦，費時費力，且無法保證生產系統(tǒng)平穩(wěn)供料。

(2)在配礦、供礦過程時，由于礦粉含水率低，礦粉易飛揚，造成供料廠房能見度低，操作環(huán)境惡劣。

3 原因分析及問題解決

針對生產初期出現(xiàn)的問題，分析了產生的原因，并提出具體的解決措施。

3.1 圓盤給料機積料斷料

主要原因為：①原設計的圓盤給料機錐形料倉襯板材質為16錳和高鉻鑄鐵，表面經噴丸處理，由于鑄鐵表面較為粗糙，礦粉容易黏壁，導致出現(xiàn)積料；②圓盤給料機在供含水量稍高的礦粉時，礦粉黏壁現(xiàn)象嚴重，只有靠近錐形料倉中部的礦粉能順利下料，尤其是圓盤給料機停機后再次啟動供料，往往會發(fā)生積料現(xiàn)象；③礦粉在錐形料倉下部，由于上部物料的重力和擠壓作用，下料口的物料容易拱料，礦粉無法進入圓盤布料，出現(xiàn)積料。

具體解決措施：①更換錐形料倉襯板，將原粗糙的鑄鐵襯板更換為高強度耐磨PVC襯板，更換后的襯板較之前光滑，礦粉不易黏結，從而減少積礦；②在圓盤中心焊接一根長約1.5 m的破料錐，在破料錐上焊接鋸齒狀鋼板，破料錐隨著圓盤轉動，圓盤轉動過程中，鋸齒狀鋼板可將礦料均勻輸送到圓盤上；③在錐形料倉的外圍增加空氣炮，空氣炮在錐形料倉四周呈星型落差分布，共分為4組，定時自動開啟空氣炮，改善礦粉黏壁現(xiàn)象，同時增加空氣炮PLC控制系統(tǒng)，可在中控室及時發(fā)現(xiàn)下料不暢，也可遠程開啟空氣炮，提高處理效率。

改進后經過近一年的運行，圓盤給料機因積礦造成的斷料現(xiàn)象很少發(fā)生，圓盤給料系統(tǒng)供礦平穩(wěn)，能滿足供料系統(tǒng)滿負荷運行需求，使用效果較好。

3.2 供料廠房能見度低環(huán)境惡劣

主要原因：①通過火車運入的精礦，經膠帶輸送機及拋料皮帶將礦粉卸入精礦儲倉，拋料皮帶卸料端距倉底約11 m，卸礦過程中，拋料皮帶快速運轉產生的氣流及重力作用引起的巨大落差碰撞，使得精礦中的微細顆粒與精礦分離、飛揚，隨著廠房內空氣流動擴散，造成廠房能見度低；②供料廠房兩側為精礦儲倉，中間為供料圓盤，礦粉含水低、粒度較細，在配礦、供料過程中，由于重力落差，微細礦粉極易分離、擴散，致使廠房礦粉濃度高，環(huán)境惡劣。

具體解決措施：①在拋料皮帶卸料端增加一個2 m錐形料斗，料斗底部用尼龍布捆扎一個1 m左右布袋，拋料皮帶卸料時，精礦通過錐形料斗和布袋落到倉底，減少巨大落差碰撞產生的礦塵；②在供料廠房中間消防通道兩側增設18個降塵噴霧機，降塵噴霧機有效射程為25～40 m，水平旋轉角度0～320°往返可調，并帶PLC控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)遠程啟停。在配料、供料過程中，對礦粉進行增濕、除塵，有效降低了礦粉飛揚，改善了工作環(huán)境。

4 結論

富氧底吹造锍捕金工藝能夠處理傳統(tǒng)黃金冶煉行業(yè)無法經濟處理的難處理礦，且能實現(xiàn)自熱平衡，金屬回收率高，在黃金及有色行業(yè)具有廣闊的應用前景。中原冶煉廠針對富氧底吹造锍捕金工藝供料系統(tǒng)生產過程中存在的圓盤給料機積料、生產操作環(huán)境惡劣等問題，采取了相應的改進措施，取得了較好的使用效果。

[1] 曲勝利.富氧底吹熔煉處理復雜金精礦新技術的研究及應用[D].沈陽：東北大學,2013.

[2] 韓戰(zhàn)旗,彭國敏,郭引剛,俎小鳳,王伯義.復雜金銅精礦富氧底吹- 旋浮吹煉的生產實踐[J].中國有色冶金,2017(2):7-10.

[3] 梁高喜,任飛飛,王伯義,韓戰(zhàn)旗.富氧底吹造锍捕金工藝處理復雜精煉的生產實踐[J].黃金,2017,38(11):61-63.

[4] 曲勝利,董準勤,陳濤.富氧底吹造锍捕金工藝研究[J].有色金屬,2013(6):40-57.