某銅礦渣選廠破碎系統(tǒng)指標(biāo)優(yōu)化技術(shù)研究

李愷欽

（中色盧安夏銅業(yè)集團(tuán)有限公司，贊比亞 盧安夏 90456）

1 爐渣破碎系統(tǒng)的背景情況

盧安夏冶煉廠是贊比亞第一個(gè)冶煉廠，1933年4月建成投產(chǎn)，年產(chǎn)銅40kt以上，到1960年產(chǎn)銅達(dá)到100kt以上，冶煉廠已停產(chǎn)多年，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的爐渣作為固體廢棄物堆放在冶煉廠西面的大片空地上，分為爐渣南堆和爐渣北堆，總量約為9500kt。

為了開發(fā)利用爐渣資源，中色盧安夏銅業(yè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱CLM）于2010年6月7日在CLM選礦廠實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了爐渣選礦試驗(yàn)。

同年CLM公司與沈陽有色金屬研究院合作開展了該爐渣選礦試驗(yàn)研究，為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。2011年，CLM委托北京礦冶科技集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱北礦科技）對(duì)現(xiàn)存爐渣選礦進(jìn)行了500kt/a爐渣選礦廠可行性研究，并于2012年底通過評(píng)審；接著進(jìn)行初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)，于2014年設(shè)計(jì)的500kt/a爐渣選礦廠投產(chǎn)，目前處理爐渣南堆的爐渣，截止到2020年3月底，已處理爐渣1780kt，南北兩個(gè)渣堆剩余爐渣量約為7720kt。

2 爐渣礦石性質(zhì)

爐渣為盧安夏冶煉廠1931年開始生產(chǎn)后產(chǎn)生的反射爐渣，以前冶煉工藝未采用緩冷工藝，導(dǎo)致銅晶粒較細(xì)，長(zhǎng)時(shí)間露天堆放，氧化率在30%～50%。爐渣的物理機(jī)械性能為：粒度0mm～500mm，含水量＜5%，密度3.446t/m3，松散密度2.2 t/m3。

2011年，CLM公司委托沈陽有色金屬研究院對(duì)該爐渣進(jìn)行選礦試驗(yàn)，試驗(yàn)報(bào)告中爐渣多元素分析結(jié)果見表1。根據(jù)沈陽有色金屬研究院的工藝礦物學(xué)研究表明，該爐渣中礦物組成比較簡(jiǎn)單，礦物種類較少，但嵌布關(guān)系較為復(fù)雜。爐渣中大部分為硅酸鐵礦物和玻璃質(zhì)，其次為磁鐵礦，銅、鈷礦物含量較少。爐渣中銅礦物主要以硫化物形式存在，其次以金屬銅和銅氧化物存在，其中銅硫化物有黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、藍(lán)輝銅礦及銅藍(lán)等；銅硫化物以珠滴狀、球粒狀分布在爐渣中，部分與磁鐵礦嵌布關(guān)系密切；銅硫化物集合體中包含磁黃鐵礦，其與磁黃鐵礦之間較難彼此解離。

表1 爐渣多元素分析結(jié)果（%）

3 爐渣礦石破碎系統(tǒng)現(xiàn)有工藝流程及參數(shù)設(shè)定

碎礦系統(tǒng)采用三段一閉路破碎，主要設(shè)備為粗碎CJ211顎式破碎機(jī)，中細(xì)碎CH440EC、CH440F圓錐破碎機(jī)及篩分的SC2462雙層振動(dòng)篩，通過大傾角皮帶送至球磨礦倉。振動(dòng)給礦機(jī)頻率42%，全系統(tǒng)處理量不到100噸/時(shí)，原礦粒度控制在-500mm，顎破排礦口100mm，中碎排礦口15mm，細(xì)碎排礦口8mm，振動(dòng)篩下層篩板12X24mm。

4 爐渣破碎系統(tǒng)目前存在的問題及原因分析

4.1 問題

破碎產(chǎn)品粒度較粗，-10mm顆粒僅占56%左右。整個(gè)系統(tǒng)臺(tái)效不到100噸/時(shí)。中、細(xì)碎圓錐襯板使用壽命25天。

4.2 原因分析

之前圓錐排礦口設(shè)定和校核一直由贊方管理，分別設(shè)置中碎圓錐15mm，細(xì)碎圓錐8mm。在剛更換新襯板時(shí)，破碎產(chǎn)品粒度較好，系統(tǒng)臺(tái)效也能提高，但是隨著襯板的磨損，系統(tǒng)估計(jì)的排礦口和實(shí)際的排礦口偏差增大，導(dǎo)致排礦粒度增大，由于歷史原因，中、細(xì)碎之間沒有設(shè)置中間礦倉，返回細(xì)碎的礦量增大、顆粒變大，加上振動(dòng)篩給礦偏向一邊導(dǎo)致篩分效率低、細(xì)碎圓錐給礦點(diǎn)靠后導(dǎo)致破碎效率低等因素影響，不是振動(dòng)篩就是細(xì)碎圓錐漫礦，贊方操作工只能降低臺(tái)效運(yùn)行。低臺(tái)效運(yùn)行導(dǎo)致襯板只有下半部分工作，降低了襯板壽命和總處理礦量。同時(shí)振動(dòng)篩下層篩板篩孔過大、皮帶扣磨損清潔刮板導(dǎo)致細(xì)顆粒漏礦，都會(huì)提高不合格粒級(jí)比例。

5 我們采取的措施以及取得的效果

針對(duì)目前存在的問題，我們查閱北礦科技撰寫的《中色盧安夏銅業(yè)有限公司500kta爐渣選礦工程設(shè)計(jì)報(bào)告》，設(shè)計(jì)中要求破碎產(chǎn)品粒度-8mm占比80%（由于現(xiàn)場(chǎng)只有10mm篩網(wǎng)，故以-10mm顆粒占90%作為標(biāo)準(zhǔn)），為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，我們逐步將振動(dòng)篩下層篩板更換為10X10mm規(guī)格，嚴(yán)格控制過篩粒度。把住出口以后，隨之而來要進(jìn)行的是控制中碎、細(xì)碎排礦口來提高過篩產(chǎn)品比例。新更換的襯板能夠有效降低粒度，但在襯板壽命快到期前，控制粒度和保持臺(tái)效是我們需要重點(diǎn)解決的問題。2020年1月開始，我們通過調(diào)整排礦口，得到了符合要求的破碎產(chǎn)品，但當(dāng)時(shí)臺(tái)效維持在100t/h，在2月5日更換中碎圓錐襯板時(shí)發(fā)現(xiàn)襯板上半部分沒有參與碎礦，單套襯板的碎礦能力沒有完全發(fā)揮出來。從2月5日開始，我們開始提高系統(tǒng)臺(tái)效，在剛更換襯板時(shí)，振動(dòng)給礦機(jī)頻率能調(diào)到55%，最高臺(tái)效能達(dá)到200t/h，在3月更換中碎圓錐襯板時(shí)發(fā)現(xiàn)整個(gè)襯板表面都有了磨損。

創(chuàng)新了一種校正圓錐排礦口的方法。校正圓錐排礦口有兩種方法，一是在使用新襯板時(shí)即設(shè)定排礦口和實(shí)際排礦口接近時(shí)使用鐵碰鐵方法進(jìn)行校正，二是在襯板使用一段時(shí)間后即設(shè)定排礦口和實(shí)際排礦口差距變大時(shí)，使用鐵碰鐵方法校正實(shí)際排礦口偏大，所以需要使用鉛塊測(cè)定實(shí)際排礦口后對(duì)設(shè)定排礦口進(jìn)行校正。鉛塊校正法在制作鉛塊和測(cè)量實(shí)際排礦口時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，所以我在鉛塊校正法的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新了一種新的校正方法。

舉例來說，設(shè)定排礦口已設(shè)定在最小值3mm，但出料顆粒仍然很粗，需要繼續(xù)減小排礦口，這時(shí)就無法進(jìn)行調(diào)整，而實(shí)際排礦口15mm，此時(shí)我們不需要測(cè)量，在不改變實(shí)際排礦口尺寸的情況下將15mm的實(shí)際排礦口設(shè)定為20mm，設(shè)定排礦口也設(shè)定為20mm，然后慢慢減小設(shè)定排礦口直到獲得滿意的破碎產(chǎn)品粒度為止，這樣能夠繼續(xù)減小實(shí)際排礦口，又能避免出現(xiàn)襯板碰襯板情況，而且使用起來非常方便。

通過多次調(diào)整排礦口，然后到現(xiàn)場(chǎng)觀察產(chǎn)品粒度，我們總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工藝流程圖能看出，細(xì)碎圓錐的產(chǎn)品在C2皮帶上層，C3皮帶的產(chǎn)品則以中碎圓錐的篩上產(chǎn)品為主，所以我們能通過觀察C2、C3皮帶的產(chǎn)品粒度來判斷中、細(xì)碎排礦口是否合適。同時(shí)調(diào)整振動(dòng)篩和細(xì)碎圓錐下礦位置，使其均勻分布，篩分和破碎效率得以提高，之后以振動(dòng)篩和細(xì)碎圓錐不漫礦為標(biāo)準(zhǔn)增加給礦量。目前在已更換60塊下層篩板的情況（總共80塊篩板），振動(dòng)給礦機(jī)頻率在52%以上，平均臺(tái)效120～130噸/時(shí)，破碎產(chǎn)品粒度保持在-10mm顆粒占85%以上，中碎圓錐襯板使用壽命由25天提升至35天，單套襯板處理總礦量能達(dá)到5.6萬噸，細(xì)碎圓錐襯板使用壽命由25天提升至45天，單套襯板處理總礦量能達(dá)到6.7萬噸。

6 結(jié)論

綜上所述，通過使用新方法調(diào)整排礦口、更換更小孔徑的篩板，使破碎產(chǎn)品粒度保持在-10mm顆粒占85%以上，調(diào)整振動(dòng)篩和細(xì)碎圓錐下礦位置，提高了篩分和破碎效率，從而使振動(dòng)給礦機(jī)頻率保持在52%以上，碎礦系統(tǒng)平均臺(tái)效達(dá)到120～130噸/時(shí)，中碎圓錐襯板使用壽命由25天提升至35天，單套襯板處理總礦量能達(dá)到5.6萬噸，細(xì)碎圓錐襯板使用壽命由25天提升至45天，單套襯板處理總礦量能達(dá)到6.7萬噸。