銅渣選礦流程中的多碎少磨應(yīng)用分析

姚占珍

摘 要 本文對(duì)世界范圍內(nèi)銅渣的利用現(xiàn)狀展開概述，分析了各類冶煉方法所需的不同回收工藝，并具體闡述了慣性圓錐破碎機(jī)在銅渣選礦廠破碎過(guò)程中的實(shí)踐應(yīng)用，以此為銅渣選礦流程中多碎少磨的具體應(yīng)用提供參照。選礦廠的建設(shè)與生產(chǎn)過(guò)程中，磨礦環(huán)節(jié)是能耗最大、投產(chǎn)最高、生產(chǎn)費(fèi)用所需最多的一個(gè)環(huán)節(jié)，也同樣是需要廠房面積、操作維護(hù)人員、設(shè)備占用噸位最多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。因此將多碎少磨理念深化應(yīng)用在銅渣選礦過(guò)程中，對(duì)于選礦經(jīng)濟(jì)效益的提升，具有極為重要的意義。

關(guān)鍵詞 銅渣選礦 多碎少磨 慣性圓錐破碎機(jī)

中圖分類號(hào)：TF52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2021）08-0022-02

1 銅渣的綜合利用現(xiàn)狀

當(dāng)下世界范圍內(nèi)大約八成的銅產(chǎn)量以火法冶煉進(jìn)行生產(chǎn)，其余兩成采用濕法生產(chǎn)。若不對(duì)銅渣進(jìn)行有效處理，則勢(shì)必在占據(jù)大量土地資源的同時(shí)閑置浪費(fèi)了大量銅鐵資源。故而以相對(duì)有效的方式對(duì)銅渣進(jìn)行處理，并以較大力度提高銅渣的綜合回收處理技術(shù)，對(duì)于更好開展環(huán)境保護(hù)、提升資源的循環(huán)利用效率意義重大。當(dāng)下銅渣回收利用過(guò)程以下述幾種方式為主：首先是火法貧化法，火法貧化以還原造硫與返回重熔為主要內(nèi)容。作為銅的傳統(tǒng)回收方式，爐渣返回重鑄所產(chǎn)生的冰銅主要回歸主流程。而單獨(dú)還原造硫法主要應(yīng)用在主流程之外回收爐渣中的鈷、鎳。其次是選礦法，選礦法的基本原理是依托有價(jià)金屬所具有的賦存磁學(xué)性質(zhì)、表面親水、親油性質(zhì)的不同，以磁選法與浮選法共同展開富集與分離工作。其三是濕法浸出法，濕法處理方式能夠良好解決火法貧化導(dǎo)致的廢棄污染問(wèn)題與高能耗問(wèn)題，由于其良好的分離特性，更適用于對(duì)低品位煉銅爐渣的處理。而銅的浸出過(guò)程主要應(yīng)用氯化浸出法及硫酸化浸出法，以直接浸出與間接浸出作為基本浸出形式。其四是聯(lián)合工藝法，以多種處理工藝進(jìn)行銅渣的聯(lián)合處理，能夠?qū)崿F(xiàn)回收效率的大幅提升，這一過(guò)程中通用的聯(lián)合處理辦法包括浮選-焙燒-浸出法、還原-浸出法等內(nèi)容。[1]

2 “多碎少磨”與銅渣的選礦法回收技術(shù)

銅渣具有較大的處理難度，而冶煉之后銅渣具有比礦石更大的硬度，因此破磨流程往往難度較大。世界范圍內(nèi)對(duì)銅渣的選礦及處理過(guò)程通常具備如下幾大特性：藥劑制度簡(jiǎn)單、浮選濃度高、需采用多段磨礦多段浮選、需要高濃度磨礦。長(zhǎng)期的破碎與磨礦工作實(shí)踐表明，在強(qiáng)化破碎程度的同時(shí)使入磨粒度盡量降低，能夠有效降低選礦成本、提升碎磨效率。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，“多碎少磨”的工藝?yán)砟钪饾u被粉碎行業(yè)所普遍接納，這一理念通過(guò)對(duì)破碎產(chǎn)品的最終粒度進(jìn)行降低，實(shí)現(xiàn)了細(xì)粒產(chǎn)品中細(xì)粒級(jí)含量的增加，以此提升磨機(jī)處理能力，實(shí)現(xiàn)金屬消耗量的減少和能耗的降低，從而減低經(jīng)濟(jì)成本，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益的提升。由于銅渣一般是由銅鐵等金屬元素及銅鐵氧化物與渣的結(jié)合體構(gòu)成，結(jié)構(gòu)特殊，普通液壓及彈簧方式的圓錐破碎機(jī)難以完成進(jìn)一步破碎工作，這對(duì)銅渣選礦法回收利用效率的進(jìn)一步提升構(gòu)成了制約。三段閉路式破碎作為銅渣破碎的主要方式，具有循環(huán)量大、循環(huán)流程長(zhǎng)的特點(diǎn)，而慣性圓錐破碎機(jī)實(shí)現(xiàn)了對(duì)普通圓錐破碎機(jī)不足的有效彌補(bǔ)，很好地完成了對(duì)銅渣的破碎工作，能夠?qū)崿F(xiàn)銅渣入磨粒度的充分降低。從而達(dá)成了多碎少磨的作業(yè)過(guò)程，提升了整體流程的銅渣處理量，更好地做到了選礦流程的節(jié)能降耗。

3 慣性圓錐破碎機(jī)應(yīng)用實(shí)踐

3.1 慣性圓錐破碎機(jī)主要特點(diǎn)

作為新型節(jié)能細(xì)碎設(shè)備，慣性圓錐破碎機(jī)為破碎領(lǐng)域的效率提升提供了新的可能。慣性圓錐破碎機(jī)具備良好的機(jī)械性能、優(yōu)秀的機(jī)械結(jié)構(gòu)、別出心裁的設(shè)計(jì)思路，充分以“多碎少磨”的設(shè)計(jì)理念為依托，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)破碎設(shè)備不足處的針對(duì)性彌補(bǔ)。慣性圓錐破碎機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)料層的選擇性破碎，因?yàn)椴捎脭D滿給料方式，故而被在破碎腔中破碎物料需經(jīng)受強(qiáng)烈的脈動(dòng)沖擊和來(lái)自各方面的剪切力與擠壓力。同時(shí)由于料層內(nèi)各顆粒間的相互作用，致使顆粒間發(fā)生強(qiáng)制自粉碎效應(yīng)，由于慣性圓錐破碎機(jī)的這一特性，使其能夠破碎如金剛石、燒結(jié)高鋁礬土、冶金爐渣等硬度極大的脆性材料。除此之外，慣性圓錐破碎機(jī)還具備產(chǎn)品粒度可調(diào)、破碎比大的特點(diǎn)，慣性圓錐破碎機(jī)能夠通過(guò)對(duì)排料間隙、偏心靜力矩、激振器轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)的調(diào)整，達(dá)到工作所需的破碎比。以便有效防止過(guò)粉碎，提高細(xì)粒級(jí)產(chǎn)率、增加細(xì)粉產(chǎn)量。同時(shí)該設(shè)備具備良好的過(guò)鐵保護(hù)性能，這時(shí)由于動(dòng)錐和傳動(dòng)機(jī)間并未建立剛性連接，因此若物料中無(wú)意混入不能破碎的物體，并不會(huì)對(duì)主機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞作用。相較于傳統(tǒng)設(shè)備，慣性圓錐破碎及安裝流程較為便捷，因?yàn)檎麢C(jī)應(yīng)用二次隔振技術(shù)，不需地腳螺栓等作為安裝輔助，故而在進(jìn)行操作檢測(cè)、控制、停車、滿負(fù)載啟動(dòng)、充滿給料等工作業(yè)務(wù)時(shí)具備便利性。同時(shí)因?yàn)閼T性圓錐破碎機(jī)產(chǎn)品粒度細(xì)、破碎比大的特征，能夠?qū)崿F(xiàn)開路破碎，降低入磨粒度、減少破碎段數(shù)，故而并不需較多的輔助設(shè)備，減少了設(shè)備與基建投資。當(dāng)下這一設(shè)備被廣泛應(yīng)用在加工、磨料、建材、冶金、礦山等諸多領(lǐng)域，并在世界各國(guó)被普遍使用，受到了諸多專業(yè)人士和用戶的一致認(rèn)可。

3.2 GYP-900慣性圓錐破碎機(jī)在銅渣破碎流程中的應(yīng)用

銅渣資源在循環(huán)利用方面雖然有著廣泛的應(yīng)用前景，但也存在著較難克服的不足。最大難點(diǎn)在于銅渣的組成與結(jié)構(gòu)對(duì)浸出與選礦等處理流程造成了阻礙，例如大冶諾蘭達(dá)爐渣中，銅硫顆粒的尺寸差異較大，因此需要分段展開磨礦，并進(jìn)行選出工作。而含量達(dá)到46%的鐵大多分布在磁性氧化鐵兩相及橄欖石中，可選磁性氧化鐵礦物較少，又因?yàn)閮烧唛g相互嵌合，粒度較小，為磁選過(guò)程帶來(lái)了阻礙。獲得的鐵精具有較低的礦產(chǎn)率、較高的含硅量，無(wú)法投入使用，類似的問(wèn)題在爐轉(zhuǎn)渣的選礦流程中同樣普遍存在。其次在于有關(guān)爐渣的理論研究工作不足，即便當(dāng)下關(guān)于煉銅爐渣的綜合利用研究火熱，但工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模工藝的形成理論仍舊缺乏。提升銅渣循環(huán)利用效率能夠帶來(lái)普遍的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)具備良好的工業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)，為此應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步深化理論研究，強(qiáng)化“多碎少磨”理論體系的逐步落實(shí)，以便更好促進(jìn)銅渣回收產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)發(fā)展。[2]

實(shí)踐過(guò)程中，以赤峰某公司對(duì)GYP-900慣性圓錐破碎機(jī)的應(yīng)用為例，該公司銅渣是轉(zhuǎn)爐渣，具有50%左右的較高含鐵度，導(dǎo)致銅渣具有較高的密度與硬度，質(zhì)地堅(jiān)硬，難以展開破碎工作。銅渣以輝銅礦、硅灰石、赤鐵礦、磁鐵礦、鐵橄欖石作為主要礦物組成。該選廠的生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)為兩段破碎方式，應(yīng)用PE400*600顎式破碎機(jī)展開第一段破碎工作，應(yīng)用GYP-900慣性圓錐破碎機(jī)展開第二段破碎工作，原礦給入式PE400*600顎式破碎機(jī)的粒度為-300mm，在破碎物料后物料進(jìn)入GYP-900慣性圓錐破碎機(jī)，由于慣性圓錐破碎機(jī)產(chǎn)品破碎粒度細(xì)，能夠?qū)崿F(xiàn)開路破碎，產(chǎn)品可不經(jīng)進(jìn)一步處理進(jìn)入粉礦倉(cāng)，相較于傳統(tǒng)爐渣破碎過(guò)程，在達(dá)成開路的同時(shí)避免了一段破碎過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了基建投資成本和設(shè)備采購(gòu)成本的大幅降低。該赤峰公司自2008年11月起正式開車至今，GYP-900慣性圓錐破碎機(jī)符合了生產(chǎn)要求，成功運(yùn)行至今，經(jīng)多次取樣測(cè)試表明，產(chǎn)量達(dá)到了35.1～46.8*103kg/h。在慣性圓錐破碎機(jī)工作間隙為35mm，給料粒度為-70mm時(shí)，產(chǎn)量達(dá)到了40.1*103kg/h。

3.3 GYP-1200慣性圓錐破碎機(jī)在銅渣破碎流程中的應(yīng)用

以東營(yíng)某公司渣選廠對(duì)本公司銅冶煉廠的銅渣處理為例，冶煉爐渣具有較高的含銅量，但該公司長(zhǎng)期未找到適合的處理設(shè)備，導(dǎo)致該公司在銅渣方面發(fā)生了嚴(yán)重積壓，至少有上千萬(wàn)元未能及時(shí)回收，嚴(yán)重影響了公司的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。該公司銅渣與上述赤峰公司類似的銅渣性質(zhì)，不過(guò)因?yàn)樵摴镜暮罄m(xù)處理更為合規(guī)，使物料的致密程度大為降低。該公司同樣應(yīng)用兩段破碎自2008年11月起，在第一段破碎采用PE600*900顎式破碎機(jī)，在第二段通過(guò)GYP-1200慣性圓錐破碎機(jī)的應(yīng)用，在產(chǎn)品粒度細(xì)的情況下做到了開路破碎，產(chǎn)品可不經(jīng)后續(xù)處理直接進(jìn)入粉礦倉(cāng)，大大縮減了破碎流程。自2009年6月起該設(shè)備運(yùn)行至今，GYP-1200慣性圓錐破碎機(jī)始終保持了良好的運(yùn)行狀況，日產(chǎn)量符合生產(chǎn)要求，產(chǎn)品粒度整體合格。

總體而言，慣性圓錐破碎機(jī)的料層選擇性破碎性能突出，具備破碎比大、產(chǎn)品粒度細(xì)的特征，能更好地對(duì)大硬度的脆性物料展開破碎工作，在對(duì)銅渣、鋼渣等冶金爐渣的破碎過(guò)程中，相比于其他破碎機(jī)優(yōu)勢(shì)更大。銅渣破碎過(guò)程中，慣性圓錐破碎機(jī)的應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證實(shí)，該設(shè)備能夠很好符應(yīng)銅渣破碎的基本需求，在對(duì)銅渣開展綜合利用回收過(guò)程中不可或缺。由于慣性圓錐破碎機(jī)能夠克服銅渣難以進(jìn)行破碎的缺陷，加之其破碎產(chǎn)品粒度較細(xì)，能夠更好踐行“多碎少磨”理念，因此實(shí)現(xiàn)了磨礦流程能耗的大幅降低，提升了渣選廠處理能力，切實(shí)降低了選礦流程的能源消耗。同時(shí)使得開路破碎流程更為簡(jiǎn)單，通過(guò)高效的兩段破碎完成開路工作，大幅降低了選礦流程對(duì)場(chǎng)地空間的要求，做到了基建投資的大幅減少。而慣性圓錐破碎機(jī)優(yōu)異的過(guò)鐵保護(hù)性能，保證了當(dāng)破碎階段出現(xiàn)不可破碎的物體時(shí)，設(shè)備不會(huì)因此發(fā)生故障，確保了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率的穩(wěn)定。

在銅渣破碎流程中慣性圓錐破碎機(jī)的成功應(yīng)用，為銅渣更好開展綜合回收利用提供了節(jié)能降耗、簡(jiǎn)單高效、多碎少磨的破碎流程，更好踐行了銅渣選礦流程中“多碎少磨”的有關(guān)理念，是銅渣選礦法回收過(guò)程中理想的細(xì)碎設(shè)備。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉方明，夏曉鷗，陳幫，等.銅渣選礦流程中的“多碎少磨”應(yīng)用研究[C]//第二屆冶煉渣綜合利用技術(shù)交流會(huì)暨適用技術(shù)裝備推廣會(huì)論文集.北京：北京礦冶研究總院， 2014：98-106.

[2] 王立興，劉方明，劉承帥.慣性圓錐破碎機(jī)在銅渣破碎流程中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2013（15）：408-409.