濕法銅冶煉中離絮凝劑的工業(yè)試驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐

銀紅然

（西藏玉龍銅業(yè)股份有限公司，西藏 昌都 854100）

西藏玉龍銅業(yè)濕法銅冶煉采用全濕法生產(chǎn)工藝，工藝流程包括：銅氧化礦直接球磨生產(chǎn)礦漿加硫酸浸出—萃取—電積三大部分，構(gòu)成三個循環(huán)。根據(jù)公司銅氧化礦泥化程度較高的特點(diǎn)，銅氧化礦浸出采用連續(xù)串聯(lián)攪拌浸出工藝。液固分離是濕法冶煉主要生產(chǎn)工序之一同樣濃密機(jī)使生產(chǎn)中重點(diǎn)設(shè)備之一。在氧化礦浸出部分除包括攪拌浸出外，還有氧化礦漿液固分離、浸出礦漿液固分離，浸出底流四級逆流洗滌液固分離。上述所有的液固分離均采用濃密機(jī)重力沉降分離。為了提高固體顆粒沉降分離速度及降低液體含固量，在液固分離過程中加入絮凝劑，以提高分離效果。如何最大限度的發(fā)揮絮凝劑的作用，使液固更快、更好的分離，液體含固料最少，同時使絮凝劑單耗最低是生產(chǎn)技術(shù)人員關(guān)注的一項(xiàng)核心工作。

1 浸出工序工藝流程及生產(chǎn)工藝參數(shù)要求

氧化銅原礦經(jīng)簡單的混合配礦后經(jīng)顎式破碎機(jī)、半自磨機(jī)、球磨機(jī)、旋流器產(chǎn)出濃度為20%~23%、細(xì)度為-200目占比大于65%的礦漿進(jìn)30米濃密機(jī)；30米濃密機(jī)上清溢流回球磨系統(tǒng)，底流為濃度45%~50%的氧化銅礦漿進(jìn)入攪拌浸出槽加硫酸進(jìn)行浸出反應(yīng)；氧化銅礦漿經(jīng)過連續(xù)6臺串聯(lián)的攪拌槽反應(yīng)后，礦漿經(jīng)礦漿泵泵入18米酸浸濃密機(jī)，上清溢流為高銅離子浸出料液經(jīng)萃取銅離子進(jìn)入有機(jī)相，氫離子進(jìn)入浸出料液回到攪拌浸出槽；底流為濃度為45%~50%的酸浸出底流經(jīng)礦漿泵泵入18米濃密機(jī)進(jìn)行洗滌，進(jìn)一步回收底流中的銅離子。由于要保證礦漿的細(xì)度，以及礦漿輸送的距離及落差，碎磨不可能產(chǎn)出濃度為45%~50%細(xì)度合格的礦漿直接加入攪拌浸出槽，只能是先產(chǎn)出濃度為20%~23%的礦漿泵入30米濃密機(jī)進(jìn)行液固沉降分離，產(chǎn)出濃度為45%~50%的礦漿加入攪拌浸出槽，攪拌浸出槽在加硫酸的同時加入經(jīng)萃取后的浸出料液，整個浸出過程中礦漿的濃度基本保持在18%~20%,濃密機(jī)底流濃度在40%~50%。工藝流程見下圖1。

圖1 氧化礦攪拌浸出工藝流程

2 試驗(yàn)前生產(chǎn)現(xiàn)狀

在設(shè)計階段重點(diǎn)考慮了浸出濃密機(jī)及洗滌濃密機(jī)的沉降效果，因此所選用的絮凝劑更適合酸性礦漿的沉降，兼顧氧化礦中性礦漿的澄降。剛投產(chǎn)時由于各種原因，生產(chǎn)的連續(xù)性不強(qiáng)，氧化銅原礦每天處理量700噸/天~800噸/天，絮凝劑對生產(chǎn)的制約沒能夠顯現(xiàn)出來。隨著生產(chǎn)的不斷好轉(zhuǎn)，設(shè)備停機(jī)時間越來越短，生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)率大幅度提高，原礦處理量不斷提升，同時為了通過提高銅浸出率而提高銅回收率，要求進(jìn)一步提高礦漿細(xì)度，外加氧化礦性質(zhì)波動較大，有時氧化礦泥化程度較大，多種因素疊加增大了液固分離的難度。因僅有一臺絮凝劑溶液制備設(shè)備，雖然通過提高絮凝劑溶液濃度、縮短制備時間，從而加大了絮凝劑溶液的制備量，仍難以滿足正常生產(chǎn)。特別是30米濃密機(jī)因液固上清跑混每天碎磨至少停機(jī)兩次共計3小時~4小時，不向30米濃密機(jī)供礦漿等礦漿澄清；18米浸出濃密機(jī)及CCD1洗滌濃密機(jī)上清溢流固量也明顯上升；在制備絮凝劑溶液過程中由于絮凝劑溶解不充分，也造成了絮凝劑的浪費(fèi)，處理噸原礦絮凝劑單耗顯現(xiàn)升高。

3 工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)

針對生產(chǎn)現(xiàn)狀，公司決定在上一套絮凝劑溶液制備設(shè)備，并根據(jù)礦漿性質(zhì)的不同，使用不同的絮凝劑，一方面提高產(chǎn)量，其次控制絮凝劑單耗。為了使所選用的絮凝劑達(dá)到公司預(yù)期目的，在絮凝劑選型實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選用一種絮凝劑與生產(chǎn)現(xiàn)用絮凝劑進(jìn)行了本次生產(chǎn)性能對比試驗(yàn)。

3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

①所選用的絮凝劑是否能夠滿足生產(chǎn)。②兩種絮凝劑那種效果最佳。③處理噸原礦絮凝劑單耗對比。

3.2 試驗(yàn)過程

分別使用這兩種絮凝劑在6臺濃密機(jī)上進(jìn)行對比試驗(yàn)，重點(diǎn)觀察白班濃密機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行情況。30米濃密機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行要求，為了確保上清不跑混，當(dāng)上清液深度低于0.4米時，碎磨停機(jī)停止氧化礦漿進(jìn)入30米濃密機(jī)，底流繼續(xù)泵入攪拌浸出槽，雖然液固分離繼續(xù)，但不產(chǎn)生上清溢流。當(dāng)30米濃密機(jī)上清液深度大于1.2米時，恢復(fù)碎磨生產(chǎn)，繼續(xù)向30米濃密機(jī)泵入礦漿。18米濃密機(jī)除要求上清溢流不能跑混外，要求上清液盡可能清澈，不能含有明顯固體顆粒。

3.3 試驗(yàn)過程中的主要觀察指標(biāo)

濃密機(jī)絮凝劑沉降效果主要反映在沉降速率及上清含固量上。當(dāng)沉降速率大于或等于礦漿加入量時，上清深度保持不變或不斷加大，就不會產(chǎn)生上清液跑混。當(dāng)沉降速率小于礦漿加入量時，上清深度隨時間推移會不斷變小，最終造成上清液跑混。當(dāng)絮凝劑絮凝效果不好時，上清液體中細(xì)小懸浮顆粒無法沉降仍然懸浮在液體中，造成上清液含固量升高，從而影響到后續(xù)工序的正常生產(chǎn)。因此，試驗(yàn)過程中重點(diǎn)觀察濃密機(jī)上清液深度變化及上清液中固體含量。

3.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)情況

現(xiàn)使用萃取劑編號1號、選用進(jìn)行對比的萃取劑編號2號。在不同的生產(chǎn)時期內(nèi)分別用兩種萃取劑制成相同濃度的萃取劑溶液，分別加入30米濃密機(jī)及18濃密機(jī)，每個一小時記錄濃密機(jī)上清液深度變化及濃密機(jī)上清液含固量。

3.4.1 上清液深度變化

表1 30米濃密機(jī)上清液深度變化

18米濃密機(jī)上清液深度變化情況。

18米浸出礦漿濃密機(jī)及CCD1底流洗滌濃密機(jī)的沉降效果直接關(guān)系到后序萃取的生產(chǎn)。因此，在實(shí)驗(yàn)過程中重點(diǎn)觀察這兩臺濃密機(jī)上清液深度的變化，及上清溢流含固情況。在六天內(nèi)的兩種絮凝劑對比實(shí)驗(yàn)中，兩臺濃密機(jī)上清液深度均保持在1.2米，均能滿足生產(chǎn)需求。

3.4.2 上清溢流含固量

在實(shí)驗(yàn)過程中，30米濃密機(jī)及18米濃密機(jī)均未出現(xiàn)跑混情況。30米濃密機(jī)上清溢流含固量不明顯。重點(diǎn)取18米濃密機(jī)上清溢流樣進(jìn)行含固量測定，含固量對比見表2。

表2 兩種絮凝劑上清溢流含固量對比

3.4.3 消耗對比

30米濃密機(jī)絮凝劑的加入量占絮凝劑總用量的60%~65%，由于礦漿濃度的不穩(wěn)定，消耗對比性不強(qiáng)，重點(diǎn)觀察了18米濃密機(jī)在保持1.2米上清液深度前提條件下，絮凝劑的加入量。1號絮凝劑的用量約低于2號絮凝劑用量的3.5%。

3.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及結(jié)論

從30米濃密機(jī)上清液深度變化可以得出，在添加1號在絮凝劑沉降過程中，上清液深度變化為平均0.124米/小時，在添加2號在絮凝劑沉降過程中，上清液深度變化為平均0.109米/小時。上清液深度變化越慢說明絮凝劑沉降效果越好，從而可以得出新選用的絮凝劑在30米濃密機(jī)礦漿沉降的效果好于現(xiàn)使用的絮凝劑。在18米浸出濃密機(jī)及洗滌濃密機(jī)中沉降中，雖然都能滿足生產(chǎn)要求，但從上清溢流含固量及使用量上看，現(xiàn)使用得絮凝劑的綜合效果優(yōu)于選用的絮凝劑。

4 生產(chǎn)實(shí)踐

根據(jù)對兩種絮凝劑的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)用絮凝劑難以滿足生產(chǎn)的實(shí)際情況，公司決定再上一設(shè)備專門用于新選用的絮凝劑溶液制備，添加到30米濃密機(jī)中；原有設(shè)備繼續(xù)用于原來的絮凝劑溶液制備，添加到18米濃密機(jī)中。工藝改進(jìn)經(jīng)過一段時間的生產(chǎn)實(shí)踐，優(yōu)勢得到體現(xiàn)。

30米濃密機(jī)添加新選用的絮凝劑，沉降效果明顯提高，原來每天平均停機(jī)3小時~4小時，現(xiàn)在基本不在因礦漿沉降原因停機(jī)，每天原礦處理量由原來每天平均850噸~900噸提升到1000噸~105噸。18米濃密機(jī)以前因絮凝劑溶液制備量不足，影響沉降效果，現(xiàn)在技改后，上清液含固量明顯降低。兩套絮凝劑溶液制備設(shè)備，解決了以前絮凝劑溶解時間不足造成絮凝劑浪費(fèi)的難題。技改后，原礦處理量提高了10%~15%，絮凝劑單耗比原來降低了25克/噸原礦。

5 結(jié)語

通過實(shí)驗(yàn)為生產(chǎn)實(shí)踐提供了決策依據(jù)，技術(shù)改造后，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且通過降低了輔料單耗，創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]濕法冶金技術(shù)工藝使用手冊[M].冶金工業(yè)出版社2012年11月出版.

[2]W.G.達(dá)文波特, M金,M施萊辛格﹠A.K比斯瓦斯.銅冶煉技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[3]朱屯.現(xiàn)代銅濕法冶金[M].冶金工業(yè)出版社,2002-10-01.

[4]楊國才.濕法煉銅工藝?設(shè)備與控制[M].中南大學(xué)出版社,2014.02.