緩冷渣浮選優(yōu)勢(shì)分析

段所存

(謙比希銅冶煉有限公司北京代表處， 北京 100029)

0 前言

自從20世紀(jì)60年代爐渣浮選在芬蘭面世以來，爐渣浮選技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛地推廣應(yīng)用。在縱向上應(yīng)用于銅冶煉廠的各種爐渣，如電爐渣、轉(zhuǎn)爐渣、ISA爐渣、諾蘭達(dá)爐渣以及閃速爐渣；橫向上看，已經(jīng)從銅渣推廣到鋼渣、錫渣以及鋅渣等方面浮選，即從火法渣向濕法渣推廣。目前還可能向其它金屬、非金屬領(lǐng)域發(fā)展。

在芬蘭爐渣浮選研究成功的基礎(chǔ)上，70年代，美國、日本、澳大利亞等西方發(fā)達(dá)國家率先進(jìn)行了研究推廣。中國于1970年在銅官山冶煉廠建成30 t/d銅轉(zhuǎn)爐渣選礦車間；1986年1月在貴溪冶煉廠建成現(xiàn)代化300 t/d銅轉(zhuǎn)爐渣選礦車間；1989年在鞍山鋼鐵公司建成409 t/d鋼渣選礦車間[1]；2000年江銅在貴溪建成處理能力3 100 t/d的混全爐渣生產(chǎn)線；80年代以來，珠州冶煉廠采用浮選方法從鋅浸渣中回收銀，云南冶煉廠從銅浸渣中進(jìn)一步回收錫和鐵；2012年9月，世界最大的單條銅渣生產(chǎn)線在中國金川建成投產(chǎn)，處理爐渣110萬t/a。渣浮選工藝被認(rèn)為是迄今為止冶金工程里面貧化效果最好的方法。后期建設(shè)的銅冶煉廠基本都配套建設(shè)了渣浮選廠。

渣浮選廠與常規(guī)選廠不一樣的地方是:原料上不同，渣浮選廠處理的是人造礦石——冶煉爐渣；常規(guī)選廠處理的是天然礦石[2]。工藝上不同，渣浮選廠普遍增加了緩冷工藝，使?fàn)t渣更有利于選礦；緩冷工藝的增加，使渣浮選工藝指標(biāo)獲得大幅度的提高;而常規(guī)選廠無緩冷工藝。

1 某銅冶煉渣選廠概況

某銅冶煉渣選廠建于2010年5月，2012年2月投產(chǎn)。因當(dāng)時(shí)緩冷場(chǎng)地尚未完工，投產(chǎn)初期處理的速冷渣(從電爐排出，就倒到渣場(chǎng)冷卻的渣)，浮選尾礦品位在0.3%以下。隨著熔煉產(chǎn)量的提升，電爐貧化能力受限，電爐渣里面銅礦物沉降時(shí)間不足，導(dǎo)致速冷渣浮選尾礦品位逐步升高，2015年達(dá)到0.41%。2016年，渣選廠根據(jù)現(xiàn)有條件進(jìn)行了緩冷渣浮選初步生產(chǎn)試驗(yàn)，取得了良好的生產(chǎn)效果。通過準(zhǔn)備，2017年安排進(jìn)行正常生產(chǎn)實(shí)踐。生產(chǎn)期間，因包子數(shù)量有限，緩冷渣量不足以維持系統(tǒng)的持續(xù)性生產(chǎn)，所以，在處理緩冷渣的同時(shí)也在間斷性地處理速冷渣。經(jīng)過一年來的對(duì)比，緩冷渣的優(yōu)勢(shì)較為顯著，指標(biāo)較為突出。

2 生產(chǎn)試驗(yàn)條件

2.1 原料準(zhǔn)備

速冷渣直接從熱渣堆存場(chǎng)拉回來，溫度降至常溫，單獨(dú)堆存在破碎料場(chǎng)東邊，單獨(dú)破碎后進(jìn)入2號(hào)料倉備用；緩冷渣翻包后，單獨(dú)堆存在破碎料場(chǎng)西邊，單獨(dú)破碎后進(jìn)入1號(hào)料倉備用。1、2號(hào)料倉均為獨(dú)立式圓桶型料倉，容積為1 500 t。

2.2 工藝流程

渣選廠生產(chǎn)工藝流程為一段破碎工藝+磨礦工藝+浮選工藝+精選設(shè)計(jì)+脫水工藝，其工藝流程如圖1所示。在處理緩冷渣和速冷渣期間，工藝流程不作改變。

1)一段破碎工藝。破碎設(shè)備為顎式破碎機(jī)，上顎式破碎機(jī)前的大塊采用移動(dòng)式破碎機(jī)個(gè)別破碎。

2)磨礦工藝。三段兩閉路，一段半自磨粗磨，兩段球磨細(xì)磨。主要原因是試驗(yàn)要求的磨礦細(xì)度要達(dá)到-200目為90%，所以選擇了兩段球磨細(xì)磨，兩段旋流器檢查分級(jí)。

3)浮選工藝。一段快速浮選，一段粗選，兩段掃選，集中磨礦集中選別。

4)精選設(shè)計(jì)。三段精選，精礦依秩再選以提高品位，精選中礦順序返回，最終精選尾礦返回粗選。

5)脫水工藝。兩段脫水，一段是濃密機(jī)沉淀，二段是陶瓷過濾機(jī)過濾。

圖1 渣選廠生產(chǎn)工藝流程

2.3 操作模式

處理緩冷渣和速冷渣操作模式不變，24 h持續(xù)生產(chǎn)。優(yōu)先處理緩冷渣，緩冷渣處理完，接著處理速冷渣。因?yàn)榫徖湓可?，利用現(xiàn)有場(chǎng)地盡量屯積緩冷渣，場(chǎng)地堆滿集中處理緩冷渣。緩冷渣處理完再處理速冷渣，再屯積緩冷渣。

1)在相同的處理量，操作工小時(shí)處理量按皮帶稱稱重計(jì)量。

2)藥劑添加系統(tǒng)相同，使用藥劑相同，均為松油和Z- 200。

3)水量添加相同，磨礦、浮選濃度均相同。

4)三段磨機(jī)鋼球添加各環(huán)節(jié)均不作變化。

3 緩冷渣浮選的優(yōu)勢(shì)

經(jīng)過一年來兩種渣交替生產(chǎn)，對(duì)比兩種渣的生產(chǎn)指標(biāo)，更能凸顯出緩冷渣浮選的優(yōu)越性，尤其是除了小型試驗(yàn)驗(yàn)證的回收率指標(biāo)優(yōu)勢(shì)，在介質(zhì)單耗、電耗、精礦脫水、精礦品位提高上都體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。

3.1 回收率指標(biāo)大幅度提高，產(chǎn)量明顯增加

通過分時(shí)段處理和分時(shí)段跟蹤統(tǒng)計(jì)，速冷渣與緩冷渣2017年全年累計(jì)生產(chǎn)指標(biāo)見表1。從表1中可以看出：

1)緩冷渣浮選和速冷渣浮選的回收率分別為83.50%和68.57%，緩冷渣浮選回收率比速冷渣浮選高14.93%。相同的回收率比較，2017年處理緩冷渣比速冷渣多產(chǎn)銅390多噸。

2)緩冷渣尾礦品位全年最高為0.23%，平均為0.19%；速冷渣尾礦品位全年最高為0.45%，平均為0.37%。緩冷渣浮選的貧化效果與沉降電爐、閃速爐、反射爐等冶金爐工藝相比，應(yīng)當(dāng)是冶金技術(shù)里面貧化效果最好的，緩冷渣浮選指標(biāo)能達(dá)到小型試驗(yàn)的水平。

3)速冷渣的原礦品位較緩冷渣高，否則速冷渣回收率會(huì)更低；如果緩冷渣原礦品位高，回收率會(huì)更高，精礦產(chǎn)率也會(huì)更高。

表1 速冷渣與緩冷渣2017年生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì) %

3.2 有利于半自磨磨礦，降低鋼球單耗

緩冷渣粒度大，一段破碎后平均粒度在180 mm左右；速冷渣粒度小，平均粒度約70 mm。粒度大有利于半自磨磨礦，可以起到以磨代碎的作用，達(dá)到磨碎結(jié)合的效果，有效降低鋼球消耗。三年來3臺(tái)磨機(jī)的鋼球單耗統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 3臺(tái)磨機(jī)2015—2017年的鋼球單耗統(tǒng)計(jì) kg/t

從表2中可以看出，2017年3臺(tái)磨機(jī)的鋼球單耗明顯降低。這是因?yàn)樗倮湓谛纬傻倪^程中，熱渣倒出后遇坑集中慢慢冷卻凝固成大塊，在渣場(chǎng)沒有坑匯集的條件下從包子中傾瀉而下，在渣場(chǎng)上中急速冷卻，大部分收縮開裂形成10～70 mm的小塊。這種小塊一段破碎處理不了，進(jìn)入半自磨以后沒有大塊的混合，唯有添加鋼球進(jìn)行碎磨。從日常鋼球補(bǔ)加也可以看出，處理速冷渣時(shí)，半自磨每天都需要補(bǔ)加鋼球，處理緩冷渣半自磨3天補(bǔ)加1次鋼球。鋼球單耗明顯減少，降低鋼球單耗有利于降低生產(chǎn)成本。

3.3 有利于磨礦和脫水

速冷渣與緩冷渣的最大區(qū)別在于增加了緩冷工序，通過緩冷讓爐渣里面的銅礦物顆粒結(jié)晶長(zhǎng)大，增加有用礦物的晶體粒度，便于磨礦和浮選，礦物晶體能夠良好地解理，達(dá)到降低磨礦細(xì)度的目的。

緩冷前，單純處理速冷渣，為盡可能提高回收率，磨礦細(xì)度控制在-200目90%以上，導(dǎo)致脫水困難，濃密機(jī)溢流水跑渾嚴(yán)重，需要適當(dāng)添加絮凝劑才能控制濃密機(jī)跑渾，陶瓷過濾機(jī)脫水水份高達(dá)19%。磨礦細(xì)度細(xì)，精礦脫水困難，這是渣浮選工藝的通病。

處理緩冷渣以后，浮選濃度38%，細(xì)度-200目控制在84%。溢流水跑渾的現(xiàn)象得到控制，不再添加絮凝劑。陶瓷過濾機(jī)過濾水份降低1%，晾曬時(shí)間縮短一半。

3.4 有利于提高冶煉效率

從日常操作中可以看出，速冷渣精礦品位波動(dòng)大，穩(wěn)定性差，提高精礦品位困難。緩冷渣精礦品位波動(dòng)小，且有利于提高精礦品位。盡管2017年全年累計(jì)的速冷渣精礦品位比緩冷渣精礦品位高，但在保證尾礦品位穩(wěn)定的條件下，緩冷渣精礦品位仍有提高的空間。精礦品位提高后，可以降低熔煉的能耗，提高冶煉爐子的臺(tái)時(shí)處理能力，提高銅的產(chǎn)率，減少渣量的產(chǎn)生，百利而無一害。

3.5 有效降低電單耗，達(dá)到節(jié)能效果

渣選廠2015—2017年的電單耗分別為81.03、59.57、60.43 kWh/t。按理說2017年電單耗應(yīng)該較2016年低，但因半自磨襯板脫落原因增加了檢修停車時(shí)間和次數(shù)，導(dǎo)致設(shè)備啟停次數(shù)增加，同時(shí)影響處理量。

4 結(jié)束語

通過試行，緩冷渣浮選較速冷渣浮選具有較明顯的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)踐中是切實(shí)可行的。緩冷渣缺點(diǎn)也比較明顯，就是需要建設(shè)緩冷場(chǎng)，增加基建和包子的一次性投資成本，但這個(gè)投資成本能通過多產(chǎn)銅實(shí)現(xiàn)盡快回收。