劉遠(yuǎn)東

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

銅冶金爐在爐體檢修時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的含銅鎂磚，含銅鎂磚是寶貴的銅資源，國(guó)內(nèi)部分銅冶煉企業(yè)將含銅廢鎂磚是先經(jīng)人工分揀、球磨，最后以高鎂銅精礦的形式外售，其銅金屬的計(jì)價(jià)系數(shù)偏低僅為0.6，造成了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失［1］，而采用經(jīng)濟(jì)合適的方法回收其中的金屬銅，必將為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。然而，含銅鎂磚熔點(diǎn)高、雜質(zhì)多，采用火法工藝返回主系統(tǒng)處理可能對(duì)生產(chǎn)穩(wěn)定性造成不利影響；采用濕法工藝回收銅又因其規(guī)模小經(jīng)濟(jì)效益不明顯。因此，尋找適合的含銅鎂磚處理方法一直困擾著各大銅冶煉企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度。

江西銅業(yè)有限公司貴溪冶煉廠是世界上最大的單體煉銅工廠。目前，貴溪冶煉廠擁有閃速爐2臺(tái)，轉(zhuǎn)爐9臺(tái)，陽極爐6臺(tái)，卡爾多爐1臺(tái)，傾動(dòng)爐1臺(tái)，每年因爐體檢修更換下來的含銅鎂磚約3000t，銅品位10%～15%。為解決含銅鎂磚處理難問題，貴溪冶煉廠結(jié)合工廠實(shí)際，進(jìn)行了含銅鎂磚火法回用工業(yè)試驗(yàn)研究，試驗(yàn)為避免含銅鎂磚中雜質(zhì)對(duì)生產(chǎn)主系統(tǒng)造成干擾，選用以“卡爾多爐熔煉”為核心的工藝流程進(jìn)行處理，其試驗(yàn)流程圖如圖1所示。

銅精礦閃速爐自熱熔煉是目前銅提取冶金的發(fā)展方向，但閃速熔煉工藝要求銅精礦中的氧化鎂(MgO)必須在6.5%以下［2］。因此，如何有效降低回收銅精礦中的MgO含量，長(zhǎng)期以來一直是貴冶努力攻克的一個(gè)關(guān)鍵性課題。銅礦石浮選降鎂是一個(gè)世界性難題。硫化礦浮選過程中要提高精礦銅品位，降低精礦中氧化鎂含量的關(guān)鍵是如何活化有用礦物，抑制含鎂脈石礦物［3-4］。目前，可通過兩種途徑來消除含鎂脈石礦物對(duì)提高精礦品位的影響。第一種是采用酸法浮選工藝［5-6］；第二種是使用羧甲基纖維素、六偏磷酸鈉和水玻璃等分散劑和抑制劑浮選流程，此類對(duì)含鎂脈石礦物有一定的抑制作用，可有效降低精礦產(chǎn)品中氧化鎂的含量［7］。

實(shí)踐證明，既要保證精礦含鎂低，又要確保較高銅回收率，在目前貴冶選礦工藝中難以實(shí)現(xiàn)，這是由浮選方法本身的局限性所致。根據(jù)目前貴冶生產(chǎn)實(shí)際，貴冶創(chuàng)新處理模式，利用卡爾多爐處理回收高鎂銅精礦，經(jīng)過試驗(yàn)，取得了良好的效果。

2 原料性質(zhì)

原料為原礦和浮選礦兩種。原礦為貴溪冶煉廠冶金爐窯內(nèi)更換下來的爐磚，經(jīng)顎式破碎機(jī)“兩段一閉路”破碎所得的產(chǎn)品，粒度通常為不大于1.5cm×1.5cm。浮選礦為經(jīng)過“兩粗三掃”的浮選流程，得到的粒度約200目的產(chǎn)品。原礦和浮選礦成分見表1。

表1 高鎂銅精礦原礦和浮選礦成分表 %

3 工業(yè)化試驗(yàn)

3.1 高鎂銅精礦原礦的工業(yè)化試驗(yàn)

按照試驗(yàn)要求，連續(xù)開展5個(gè)爐次試驗(yàn)，每爐次加入約2t高鎂銅精礦原礦。考察原礦加入前后粗銅和爐渣中各元素的變化情況及生產(chǎn)實(shí)踐中的情況，綜合判斷原礦工業(yè)回用是否可行。

3.2 高鎂銅精礦浮選礦的工業(yè)化試驗(yàn)

3.2.1 添加1t/爐浮選礦的工業(yè)化試驗(yàn)

按照試驗(yàn)要求，連續(xù)開展20個(gè)爐次試驗(yàn)，每爐次加入約1t高鎂銅精礦浮選礦?？疾旄∵x礦加入前后粗銅和爐渣中各元素的變化情況及生產(chǎn)實(shí)踐中的情況，綜合判斷高鎂銅精礦浮選礦工業(yè)回用是否可行。

3.2.2 添加2t/爐浮選礦的工業(yè)化試驗(yàn)

按照試驗(yàn)要求，連續(xù)開展10個(gè)爐次試驗(yàn)，每爐次加入約2t高鎂銅精礦浮選礦?？疾旄∵x礦加入前后粗銅和爐渣中各元素的變化情況及生產(chǎn)實(shí)踐中的情況，綜合判斷高鎂銅精礦浮選礦工業(yè)回用是否可行。

4 結(jié)果與討論

4.1 添加2t/爐原礦的試驗(yàn)

表2是卡爾多爐粗銅在試驗(yàn)前后元素含量的變化，表3是卡爾多爐爐渣在試驗(yàn)前后元素和物質(zhì)含量的變化。

表2 粗銅在試驗(yàn)前后元素含量的變化情況 %

表3 爐渣在試驗(yàn)前后元素和物質(zhì)含量的變化情況 %

由表2～表3可以看出，添加原礦對(duì)生產(chǎn)指標(biāo)中渣樣含銅是有一定的影響，會(huì)造成銅的流失，說明此方案在卡爾多爐回用是存在一定問題。

4.2 添加1t/爐浮選礦的試驗(yàn)

表4 是卡爾多爐粗銅在試驗(yàn)前后元素含量的變化，表5 是卡爾多爐爐渣在試驗(yàn)前后元素和物質(zhì)含量的變化。

由表4～表5可以看出，添加1t/爐浮選礦對(duì)生產(chǎn)指標(biāo)沒有大的影響，說明此方案在卡爾多爐回用在技術(shù)上也是可行的。

表4 粗銅在試驗(yàn)前后元素含量的變化情況 %

表5 爐渣在試驗(yàn)前后元素含量的變化情況 %

4.3 添加2t/爐浮選礦的試驗(yàn)

由表6～表7可以看出，添加2t/爐浮選礦對(duì)生產(chǎn)指標(biāo)沒有大的影響，說明此方案在卡爾多爐回用在技術(shù)上也是可行的。

表6 粗銅在試驗(yàn)前后元素含量的變化情況 %

表7 爐渣在試驗(yàn)前后元素含量的變化情況 %

4.4 工業(yè)試驗(yàn)出現(xiàn)的問題

（1）比較難造渣。操作人員反映，在處理添加了高鎂銅精礦原礦時(shí)，渣較粘且渣含銅較高，原因是原礦粒度偏大，無法充分熔化所致。

（2）增加了收塵工序的壓力。由于高鎂銅精礦浮選礦是粉末狀，且密度較輕，在搖爐或者鼓風(fēng)時(shí)，極易隨煙氣進(jìn)入收塵系統(tǒng)，增加了收塵工序的壓力；在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中可以通過壓球或者制磚等方式來提高入爐的浮選礦粒度。

（3）爐底有結(jié)垢現(xiàn)象。由于高鎂銅精礦性質(zhì)特殊，在造渣后容易聚集在爐底，導(dǎo)致爐底提高，減少了爐膛有效容積。長(zhǎng)周期生產(chǎn)將導(dǎo)致生產(chǎn)能力的下降；試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一旦停止給礦，通過加大洗爐力度可消除該影響。在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中也可通過間斷給料來避免爐底結(jié)垢現(xiàn)象的出現(xiàn)。

5 結(jié)論

由于原礦粒度偏大，導(dǎo)致高鎂銅精礦原礦無法在卡爾多爐內(nèi)充分反應(yīng)，若進(jìn)一步破碎必造成生產(chǎn)成本的大幅度上升，基于目前的狀況，塊狀原礦回用至卡爾多爐方案不可行。

從此次工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果看，不添加含銅鎂磚時(shí)，粗銅含銅為99.000%，渣含銅為2.614%；添加2t/爐原礦時(shí)，粗銅含銅為99.250%，渣含銅為4.602%；添加1t/爐浮選礦時(shí)，粗銅含銅為99.000%，渣含銅為2.960%；添加2t/爐浮選礦時(shí)，粗銅含銅為98.775%，渣含銅為2.339%。高鎂銅精礦浮選礦在卡爾多爐回用有一定可行性，不會(huì)影響粗銅的品質(zhì)和陽極爐的精煉。就試驗(yàn)中添加1t/爐浮選礦和添加2t/爐浮選礦的方案均可行，但從生產(chǎn)實(shí)際看，為降低成本，添加2t/爐浮選礦的方案更優(yōu)。目前，通過此方式處理廢舊爐磚在國(guó)內(nèi)尚屬首次，徹底解決了廢舊爐磚的有效回收問題。