胡圍柱

摘? 要：在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過程中，對于礦產(chǎn)資源的需求度不斷提升。礦產(chǎn)資源的過度開發(fā)，導(dǎo)致資源匱乏和需求之間的矛盾問題不斷突出。大量銅冶煉爐渣的產(chǎn)生不僅需要大量場地堆存，占用耕地，而且還會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。本文主要是圍繞銅冶煉爐渣選礦工藝展開討論，介紹了銅冶煉爐渣成分、研磨流程以及選礦工藝，重點分析了高壓輥磨技術(shù)、半自磨技術(shù)、閃速浮選技術(shù)等具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：銅冶煉爐渣? 選礦工藝? 碎磨工藝? 尾渣處理

中圖分類號：TD92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）08（a）-0088-04

Abstract： In the rapid development of modern economy， the demand for mineral resources is increasing. The over exploitation of mineral resources leads to the contradiction between resource scarcity and demand. The production of a large number of copper smelting slag not only requires a large number of sites to be piled up， occupying cultivated land， but also causes serious environmental pollution. This paper mainly discusses the beneficiation process of copper smelting slag， introduces the composition， grinding process and beneficiation process of copper smelting slag， and mainly analyzes the specific applications of high-pressure roller grinding technology， semi-automatic grinding technology and flash flotation technology.

Key Words： Copper smelting slag; Beneficiation process; Grinding process; Tail slag treatment

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，銅火法冶煉技術(shù)也得到了不斷創(chuàng)新與發(fā)展。新的造锍熔煉利用純氧或富氧空氣進(jìn)行熔煉，反應(yīng)速度迅速、熔煉強(qiáng)度高、生產(chǎn)能力大，熔煉渣含銅高，其熔煉渣必須進(jìn)行進(jìn)一步的貧化處理。若直接將銅冶煉爐渣返回熔煉，則又會降低銅的有效回收率，且處理成本比較高。近年來，國內(nèi)廠家積極探索冶煉爐渣的選礦處理方法，進(jìn)行爐渣選礦工藝生產(chǎn)試驗，并逐漸取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。實踐表明爐渣選礦工藝既能提升資源的有效利用率，又能夠?qū)t渣存放環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，解決安全環(huán)保問題。企業(yè)通過生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，在銅爐渣選礦工藝流程、生產(chǎn)指標(biāo)控制等方面積累較多經(jīng)驗。

1? 銅冶煉爐渣選礦工藝設(shè)計

1.1 選別流程

傳統(tǒng)選別流程一般設(shè)計為磨礦產(chǎn)品粒度-200 目占90%。第一段磨礦采用格子型球磨機(jī)與螺旋分級機(jī)構(gòu)成閉路磨礦，第二段采用球磨機(jī)與水力旋流器構(gòu)成閉路磨礦，選別流程采用二次粗選、二次精選和二次掃選，銅精礦經(jīng)濃縮過濾兩段脫水后得到含水<14%的銅精礦，浮選尾礦經(jīng)濃縮過濾兩段脫水后得到尾礦。圖1為選礦工藝流程圖。

1.2 碎磨流程

當(dāng)前所應(yīng)用的研磨流程主要包含常規(guī)流程和半自磨流程。前者主要是碎礦流程和球磨流程;后者主要是粗碎、半自磨和球磨。

常規(guī)碎磨能夠體現(xiàn)出節(jié)能理念，采用多碎少磨方式，能夠確保作業(yè)時間的靈活調(diào)配，因此被廣泛應(yīng)用到礦山選廠中，具備豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗，且達(dá)產(chǎn)時間比較短。相比于半自磨工藝，常規(guī)碎磨中包含細(xì)碎和篩分處理，涉及到較多中間環(huán)節(jié)。

除了半自磨工藝和常規(guī)碎磨工藝，高壓輥碎磨流程也被應(yīng)用于金屬礦山找礦中。高壓輥磨機(jī)屬于新型碎磨機(jī)械，可以粉碎和擠壓料層物料，致使物料顆粒內(nèi)部疏松塌散，以此降低后續(xù)球磨機(jī)的給礦粒度，還能夠?qū)ξ锪峡赡バ赃M(jìn)行優(yōu)化，減少系統(tǒng)能耗。所以，應(yīng)用高壓輥磨機(jī)進(jìn)行破碎時，具備環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。相比于半自磨工藝、常規(guī)碎磨工藝來說，高壓輥磨工藝能夠靈活配置，單機(jī)處理能力強(qiáng)，且具備較高的適應(yīng)性，有助于提升礦石的可磨度，還能夠降低能源消耗。高壓輥磨機(jī)適合應(yīng)用到不含泥、礦石易破碎的地區(qū)。對于冶煉銅渣而言，爐渣性質(zhì)比較脆，碎磨難度大，因此需要應(yīng)用高壓輥磨方案。

1.3 銅爐渣選別

當(dāng)前，關(guān)于銅爐渣選礦方法包括浮選法、磁選法。對于前者來說，能夠提升銅回收率，還能夠降低能耗。相比于爐渣返回熔煉來說，能夠在處理流程中去除雜質(zhì)，進(jìn)而降低冶煉吹練期間石英使用量。銅浮選回收率大于90%，且銅精礦品位超過20%。對于后者來說，其能夠回收銅爐渣的磁鐵成分。在設(shè)計工藝流程時，主要應(yīng)用于銅渣選銅浮選處理后，對尾礦磁鐵礦進(jìn)行回收。在銅爐渣中，鐵的回收率會受到二氧化硅含量的影響。當(dāng)硅含量比較低時，就會減少硅酸鐵含量，相應(yīng)增加磁性鐵含量，以此提升鐵回收率。同時銅爐渣中鐵橄欖石的含量比較多，磁選處理期間，會加大鐵精礦降硅難度。因此在選礦處理時，低硅渣更加適宜應(yīng)用。

2? 尾渣的綜合利用

在銅爐渣中，部分銅是來源于機(jī)械所夾雜的冰銅珠，分布在鐵橄欖石、磁鐵礦顆粒之間。該部分所分布的銅，無法通過選礦方法回收，尾渣銅品位在0.3%左右。按照相關(guān)試驗?zāi)軌蚩闯?，?yīng)用尾渣浸出技術(shù)，能夠有效回收鐵橄欖石、磁鐵礦顆粒之間的銅。尾渣通過酸性介質(zhì)浸出，銅品位降低至0.19%左右，然而處理的成本比較昂貴，不具備經(jīng)濟(jì)性。其次，尾渣可以作為水泥原材料，應(yīng)用到公路路基建設(shè)、鐵路路基建設(shè)當(dāng)中。

3? 我國銅爐渣選礦典型案例分析

第一，A冶煉廠渣選礦處理劃分為兩個系統(tǒng)實施，一個系統(tǒng)承擔(dān)3000t/d處理量。選礦廠所采用的碎磨工藝為粗碎、半自磨和球磨工藝。渣選廠選別工藝流程為兩段磨礦和兩段選別。選別中礦再磨，進(jìn)入到二段磨礦中。粗碎設(shè)備主要是應(yīng)用PEWD75150顎式破碎機(jī)，磨礦設(shè)備為半自磨機(jī)（Φ5.2 m×5.2 m）、球磨機(jī)（Φ5.03 m×8.3 m）。浮選設(shè)備采用CLF系列粗顆粒機(jī)械攪拌式浮選機(jī)。在進(jìn)行精礦和尾礦脫水處理時，需要應(yīng)用到濃縮脫水工藝和過濾脫水工藝。銅精礦品味為25%左右，回收率在90%以上。

第二，B冶煉廠在冶煉生產(chǎn)過程中，諾蘭達(dá)爐熔煉產(chǎn)生的爐渣、轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的爐渣，都需要運輸?shù)皆徖鋱?，通過緩冷處理之后，進(jìn)行爐渣卸料。使用液壓碎石機(jī)將大塊爐渣進(jìn)行破碎處理，確保爐渣塊度在300mm以下。爐渣銅的存在形式為硫化銅和金屬銅。原先所設(shè)計的銅回收工藝流程為“兩段一閉路破碎，兩段磨礦、兩段選別”。在具體生產(chǎn)中，優(yōu)化調(diào)整選礦工藝，不再應(yīng)用二段精選流程，將其優(yōu)化為兩次掃選精礦返回旋流器分級，之后再進(jìn)行碎磨處理。如果選爐渣的品位不高，則需要應(yīng)用兩段細(xì)磨后浮選工藝，粗選產(chǎn)出銅精礦。通過研究能夠看出，通過兩段粗選或者獨立作業(yè)模式，作為銅精礦選礦流程，可以明顯提升銅的回收率。銅精礦中銅的回收率在95%以上，品位為29%。

第三，C冶煉廠冶煉工藝為熔煉—富氧底吹工藝。爐渣來源于底吹爐和熔煉爐的銅爐渣。設(shè)計工藝流程為三段開路破碎、兩段磨礦選別。應(yīng)用PD75106顎式破碎機(jī)作為粗碎設(shè)備，應(yīng)用GYP1200慣性圓錐破碎機(jī)作為細(xì)碎設(shè)備，應(yīng)用溢流型球磨機(jī)（Φ3.60 m×4.50 m）作為磨礦設(shè)備，使用溢流型球磨機(jī)（Φ3.20 m×4.50 m）作為再磨設(shè)備。在具體生產(chǎn)中，按照實際情況優(yōu)化調(diào)整選礦工藝流程。在原有設(shè)計基礎(chǔ)上，不再應(yīng)用二段精選工藝，采用“一粗、二掃、一精”工藝。銅精礦中銅的回收率在95%以上，品位為39%。

第四，D冶煉廠采用“雙閃”工藝，使用閃速爐開展熔煉、吹煉工藝，爐渣來源于閃速熔煉的爐渣、閃速吹煉產(chǎn)生銅渣。采用粗磨、半自磨聯(lián)合碎磨流程，應(yīng)用半自磨機(jī)（Φ5.80×5.80 m）、球磨機(jī)（Φ5.03×8.30 m）。通過旋流器溢流器機(jī)械能快速浮選處理。圖3為快速浮選處理工藝圖。尾礦采用“一粗、二掃、一精”工藝，以此獲得銅精礦與尾礦。銅精礦中銅的回收率在80%以上，品位為25%。

4? 結(jié)語

綜上所述，在回收爐渣中的銅時，應(yīng)用選礦工藝的技術(shù)可行性高。通過磁選、常規(guī)浮選處理工藝，能夠提升爐渣中銅、鐵有效回收率。通過分析碎磨流程能夠看出，不管哪種工藝流程都可以滿足破碎與磨礦要求。所以，為了提升銅爐渣的綜合利用率，需要通過選礦方法處理，以此提升銅渣有價金屬的有效回收率。

參考文獻(xiàn)

[1] 呂旭龍，衷水平，印萬忠，等.某銅冶煉企業(yè)冶煉爐渣配礦浮選試驗研究[J].礦產(chǎn)綜合利用，2019，22（1）：114-118.

[2] 王元蓀.專利名稱：回收煉銅爐渣中銅的選礦方法及選礦藥劑[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2018，11（11）：45.

[3] 呂旭龍，衷水平，印萬忠，等.某銅冶煉爐渣緩冷時間對浮選性能的影響[J].有色冶金設(shè)計與研究，2017，38（6）：1-7.

[4] 廖文江，余小華.白銀銅冶煉技術(shù)提升改造項目綜述[J].銅業(yè)工程，2020，25（1）：78-81.

[5] 霍鑫博.銅冶煉閃速爐電除塵器的應(yīng)用分析[J].世界有色金屬，2020，20（4）：45，48.

[6] 劉建軍.銅冶煉廠改造工程設(shè)計難點及技術(shù)創(chuàng)新[J].有色冶金設(shè)計與研究，2019，40（2）：22-26.

[7] 胡生杰，葉樹楓.降低“雙閃”銅冶煉制酸煙氣SO_3發(fā)生率的實踐[J].硫酸工業(yè)，2018，15（11）：28-32，36.