董紅建, 馬喜功, 田 靜, 趙曉輝, 王 瑞

(1.中國(guó)黃金集團(tuán)有限公司企業(yè)運(yùn)營(yíng)部， 北京 100011；2.河南省黃金資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 河南 三門峽 472000；3.河南中原黃金冶煉廠有限責(zé)任公司， 河南 三門峽 472000)

0 前言

目前世界黃金產(chǎn)量的80%來(lái)自氰化提金工藝，對(duì)于高銅、高砷復(fù)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(duì)含多種元素復(fù)雜金精礦中的Cu、Ni、Pb、As等有價(jià)元素進(jìn)行綜合回收[1]。富氧底吹造锍多金屬捕金技術(shù)是世界上唯一無(wú)需補(bǔ)加任何燃料就可以完全實(shí)現(xiàn)自熱熔煉的新型熔池熔煉技術(shù)，該技術(shù)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(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展之路[1]。

河南中原黃金冶煉廠有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)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(guó)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(fù)雜金精礦，處理能力為650 t/d。2012年為促進(jìn)黃金冶煉產(chǎn)業(yè)升級(jí)，提高資源綜合回收和利用水平，打造行業(yè)標(biāo)桿，公司實(shí)施了整體搬遷升級(jí)改造項(xiàng)目。設(shè)計(jì)規(guī)模年處理復(fù)雜金銅精礦150萬(wàn)t，年產(chǎn)黃金36 t、白銀220 t、陰極銅20萬(wàn)t、硫酸125萬(wàn)t，工藝流程為富氧底吹熔池熔煉—旋浮吹煉—回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐精煉—永久不銹鋼陰極電解—熔煉渣選礦。項(xiàng)目2013年10月開(kāi)工建設(shè)，2015年6月底吹熔煉爐投料試生產(chǎn)，歷經(jīng)3個(gè)月主生產(chǎn)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(fù)雜金精礦以集團(tuán)公司自產(chǎn)礦和國(guó)產(chǎn)礦為主，進(jìn)口礦為輔；銅精礦為進(jìn)口精礦與集團(tuán)公司自產(chǎn)精礦相結(jié)合。

供料廠房主要用于復(fù)雜金精礦、銅精礦、渣精礦、吹煉渣及熔劑等物料的儲(chǔ)存、配料及供料。廠房長(zhǎng)439.7 m，寬72 m，兩側(cè)為2個(gè)33 m寬精礦儲(chǔ)倉(cāng)，各配置4臺(tái)20 t抓斗橋式起重機(jī)，中間設(shè)6 m寬消防通道，廠房?jī)?nèi)共設(shè)有23個(gè)儲(chǔ)料倉(cāng)，其中包括1個(gè)質(zhì)檢倉(cāng)、1個(gè)渣精礦倉(cāng)、4個(gè)熔劑倉(cāng)、6個(gè)金精礦倉(cāng)、11個(gè)銅精礦倉(cāng)，最大儲(chǔ)礦能力可達(dá)到23萬(wàn)t。

復(fù)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(jī)配料。配礦后的物料經(jīng)過(guò)圓盤給料機(jī)和定量給料機(jī)倒運(yùn)到上料皮帶上，通過(guò)上料皮帶輸送至底吹熔煉爐爐頂料倉(cāng)。

工藝流程及設(shè)備連接見(jiàn)圖1。

圖1 工藝流程及設(shè)備連接圖

1.2 主要設(shè)備

1.2.1 圓盤給料機(jī)

圓盤給料機(jī)是一種連續(xù)計(jì)量、自動(dòng)控制、自動(dòng)配給散料的機(jī)電一體化設(shè)備，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、冶金、建材、化工、能源等行業(yè)，近些年來(lái)發(fā)展應(yīng)用迅速，在大型給供料系統(tǒng)中是首選的連續(xù)供料設(shè)備。圓盤給料機(jī)的工作原理：儲(chǔ)存在料倉(cāng)的物料，借助重力及圓盤機(jī)構(gòu)的強(qiáng)制轉(zhuǎn)動(dòng)，在下料口被刮刀卸出并連續(xù)均勻地輸送到稱量皮帶。當(dāng)圓盤給料機(jī)停止工作時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)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(jī)共計(jì)13套，型號(hào)為WRPB-Φ2000，單套輸送能力為0～60 t/h。

1.2.2 膠帶輸送機(jī)

膠帶輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。主要由機(jī)架、輸送帶、托輥、滾筒、張緊裝置、傳動(dòng)裝置等組成。物料由喂料端喂入，落在轉(zhuǎn)動(dòng)的輸送帶上，依靠輸送帶摩擦帶動(dòng)運(yùn)送到卸料端卸出。膠帶輸送機(jī)具有輸送能力大，輸送距離遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于維護(hù)，能方便地實(shí)行程序化控制和自動(dòng)化操作的特點(diǎn)。中原冶煉廠供料系統(tǒng)膠帶輸送機(jī)共計(jì)20套，輸送量及型號(hào)各不相同。

供料系統(tǒng)主要設(shè)備規(guī)格及參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 供料系統(tǒng)主要設(shè)備及性能參數(shù)

2 生產(chǎn)實(shí)踐

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

(1)圓盤給料機(jī)多次出現(xiàn)料倉(cāng)積料、斷料現(xiàn)象，需要停止供料，人工清理圓盤料倉(cāng)積礦，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且無(wú)法保證生產(chǎn)系統(tǒng)平穩(wěn)供料。

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

3 原因分析及問(wèn)題解決

針對(duì)生產(chǎn)初期出現(xiàn)的問(wèn)題，分析了產(chǎn)生的原因，并提出具體的解決措施。

3.1 圓盤給料機(jī)積料斷料

主要原因?yàn)椋孩僭O(shè)計(jì)的圓盤給料機(jī)錐形料倉(cāng)襯板材質(zhì)為16錳和高鉻鑄鐵，表面經(jīng)噴丸處理，由于鑄鐵表面較為粗糙，礦粉容易黏壁，導(dǎo)致出現(xiàn)積料；②圓盤給料機(jī)在供含水量稍高的礦粉時(shí)，礦粉黏壁現(xiàn)象嚴(yán)重，只有靠近錐形料倉(cāng)中部的礦粉能順利下料，尤其是圓盤給料機(jī)停機(jī)后再次啟動(dòng)供料，往往會(huì)發(fā)生積料現(xiàn)象；③礦粉在錐形料倉(cāng)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(wú)法進(jìn)入圓盤布料，出現(xiàn)積料。

具體解決措施：①更換錐形料倉(cāng)襯板，將原粗糙的鑄鐵襯板更換為高強(qiáng)度耐磨PVC襯板，更換后的襯板較之前光滑，礦粉不易黏結(jié)，從而減少積礦；②在圓盤中心焊接一根長(zhǎng)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(zhuǎn)動(dòng)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)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(cāng)的外圍增加空氣炮，空氣炮在錐形料倉(cāng)四周呈星型落差分布，共分為4組，定時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟空氣炮，改善礦粉黏壁現(xiàn)象，同時(shí)增加空氣炮PLC控制系統(tǒng)，可在中控室及時(shí)發(fā)現(xiàn)下料不暢，也可遠(yuǎn)程開(kāi)啟空氣炮，提高處理效率。

改進(jìn)后經(jīng)過(guò)近一年的運(yùn)行，圓盤給料機(jī)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(fù)荷運(yùn)行需求，使用效果較好。

3.2 供料廠房能見(jiàn)度低環(huán)境惡劣

主要原因：①通過(guò)火車運(yùn)入的精礦，經(jīng)膠帶輸送機(jī)及拋料皮帶將礦粉卸入精礦儲(chǔ)倉(cāng)，拋料皮帶卸料端距倉(cāng)底約11 m，卸礦過(guò)程中，拋料皮帶快速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)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(xì)顆粒與精礦分離、飛揚(yáng)，隨著廠房?jī)?nèi)空氣流動(dòng)擴(kuò)散，造成廠房能見(jiàn)度低；②供料廠房?jī)蓚?cè)為精礦儲(chǔ)倉(cāng)，中間為供料圓盤，礦粉含水低、粒度較細(xì)，在配礦、供料過(guò)程中，由于重力落差，微細(xì)礦粉極易分離、擴(kuò)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(gè)2 m錐形料斗，料斗底部用尼龍布捆扎一個(gè)1 m左右布袋，拋料皮帶卸料時(shí)，精礦通過(guò)錐形料斗和布袋落到倉(cāng)底，減少巨大落差碰撞產(chǎn)生的礦塵；②在供料廠房中間消防通道兩側(cè)增設(shè)18個(gè)降塵噴霧機(jī)，降塵噴霧機(jī)有效射程為25～40 m，水平旋轉(zhuǎn)角度0～320°往返可調(diào)，并帶PLC控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟停。在配料、供料過(guò)程中，對(duì)礦粉進(jìn)行增濕、除塵，有效降低了礦粉飛揚(yáng)，改善了工作環(huán)境。

4 結(jié)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(wú)法經(jīng)濟(jì)處理的難處理礦，且能實(shí)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(yīng)用前景。中原冶煉廠針對(duì)富氧底吹造锍捕金工藝供料系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中存在的圓盤給料機(jī)積料、生產(chǎn)操作環(huán)境惡劣等問(wèn)題，采取了相應(yīng)的改進(jìn)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(fù)雜金精礦新技術(shù)的研究及應(yīng)用[D].沈陽(yáng)：東北大學(xué),2013.

[2] 韓戰(zhàn)旗,彭國(guó)敏,郭引剛,俎小鳳,王伯義.復(fù)雜金銅精礦富氧底吹- 旋浮吹煉的生產(chǎn)實(shí)踐[J].中國(guó)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(fù)雜精煉的生產(chǎn)實(shí)踐[J].黃金,2017,38(11):61-63.

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