饒 暉

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

銅作為一種自然資源，我國(guó)對(duì)外國(guó)的依賴(lài)性非常大，在銅冶煉生產(chǎn)當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生很多的爐渣廢物，如貴溪冶煉廠每年產(chǎn)出160余萬(wàn)t爐渣，這些爐渣主要為閃速爐渣、轉(zhuǎn)爐渣和卡爾多爐渣，混合后的爐渣含銅品位低，如果將這種銅渣進(jìn)行直接回爐，回收率極低，因此渣選礦［1］孕育而生，而爐渣緩冷［2］工序則是銅冶煉工廠的重要危險(xiǎn)源。

1 爐渣緩冷的應(yīng)用

爐渣緩冷的方式分為自然緩冷和冷卻水緩冷兩種，自然緩冷是指熔煉系統(tǒng)的爐渣通過(guò)排渣溜槽排入渣包，渣包裝好爐渣后，由渣包車(chē)將熱渣運(yùn)輸?shù)皆徖鋱?chǎng)包位，靜置進(jìn)行自然降溫的過(guò)程，自然緩冷時(shí)間視渣性而定。冷卻水緩冷是指自然緩冷結(jié)束后，開(kāi)啟對(duì)應(yīng)渣包的冷卻水，對(duì)熱渣進(jìn)行水冷降溫的過(guò)程。翻包前，人工用測(cè)溫槍對(duì)待翻渣包外壁測(cè)溫，翻包標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為外壁溫度≤50℃，否則調(diào)入二次緩冷，其流程圖如圖1所示。

圖1 爐渣緩冷流程圖

爐渣緩冷雖然為浮選創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件，但也存在緩冷和倒渣過(guò)程中發(fā)生放炮［3］的重大安全隱患，幾乎每年都發(fā)生爐渣放炮炸傷人員和燒毀車(chē)輛的事故，甚至有個(gè)別銅冶煉工廠因放炮，造成周邊居民房屋燒毀等，嚴(yán)重威脅著現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員和周邊設(shè)備設(shè)施的安全。生產(chǎn)實(shí)踐中，發(fā)生爐渣放炮，有三種原因：冶煉后的渣性不穩(wěn)定、不同爐渣混裝入渣包、緩冷水質(zhì)的影響。本文著重針對(duì)緩冷水質(zhì)對(duì)爐渣緩冷的效果和影響展開(kāi)試驗(yàn)研究。

爐渣緩冷水全部收集后循環(huán)使用，由于高溫爐渣在水冷的過(guò)程中會(huì)蒸發(fā)大量的水（以貴溪冶煉廠的兩個(gè)緩冷工序?yàn)槔?，正常情況下，每天消耗1 000～1 400 m3水），因此需要補(bǔ)充大量的水。

銅冶煉的生產(chǎn)過(guò)程中，有大量的廢水產(chǎn)生，為節(jié)約水資源和避免污染環(huán)境，試驗(yàn)使用中水、反滲透水、深井水、回水［4］、工業(yè)新水作為爐渣緩冷介質(zhì)對(duì)爐渣緩冷的效果，尋求一種或多種既能有效節(jié)約水資源，又能確保爐渣緩冷安全的工廠廢水。

2 補(bǔ)加不同水試驗(yàn)與效果

2.1 中水

中水即硫酸車(chē)間的廢酸和各車(chē)間收集過(guò)來(lái)的廢水［5］，通過(guò)硫化工序（添加硫氫化鈉反應(yīng)除銅除砷）＋石膏、廢水除氟工序（添加石灰乳及硫酸鋁除氟）＋中和電化學(xué)（添加石灰進(jìn)一步除砷）后的水。

2.1.1 中水緩冷試驗(yàn)

12月11日，緩冷工序正常作業(yè)和緩冷水池液位允許的前提下，補(bǔ)加中水，約18 m3／h。

2.1.2 中水緩冷效果

補(bǔ)加中水的第四天，渣包包壁開(kāi)始出現(xiàn)白色結(jié)晶鹽，達(dá)到翻包溫度時(shí)，開(kāi)始翻出整包，錘打機(jī)破碎整包表面后，整包內(nèi)部溫度仍有250℃以上，破碎后爐渣中心為高溫紅心爐渣。為了翻包的安全，12月18日，停止補(bǔ)加中水試驗(yàn)，直至12月22日，才不再翻出整包和紅包，包壁和爐渣表面白色結(jié)晶鹽逐漸消失。本次共補(bǔ)加中水約1 360 m3，翻出整包186個(gè)，其中紅包142個(gè)，見(jiàn)表1。

表1 補(bǔ)加水中情況

2.2 反滲透水

反滲透水是動(dòng)力車(chē)間利用反滲透（RO）純水裝置去除工業(yè)自來(lái)水中的微量難熔鹽、微生物、有機(jī)和無(wú)機(jī)雜質(zhì)顆粒等，經(jīng)過(guò)一、二級(jí)反滲透系統(tǒng)過(guò)濾和脫鹽后，未能通過(guò)RO膜組的含有雜質(zhì)廢水。

2.2.1 反滲透水緩冷試驗(yàn)

8月14日，緩冷工序正常作業(yè)和緩冷水池液位允許的前提下，補(bǔ)加反滲透水，約20 m3／h。

2.2.2 反滲透水緩冷效果

試驗(yàn)期間共補(bǔ)加約1 560 m3反滲透水，渣包外壁只有少量白色結(jié)晶鹽，翻渣正常，未翻出整包和紅包，見(jiàn)表2。

表2 補(bǔ)加反滲透水情況

2.3 深井水

深井水是備料車(chē)間用以?xún)?chǔ)藏精礦庫(kù)內(nèi)的滲水，防止銅精礦浸水，而在精礦庫(kù)內(nèi)向地面以下深挖6 m左右的深井中的水。

2.3.1 深井水緩冷試驗(yàn)

6月30日，緩冷工序正常作業(yè)和緩冷水池液位允許的前提下，補(bǔ)加深井水，約24 m3／h。

2.3.2 深井水緩冷效果

試驗(yàn)期間共補(bǔ)加約530 m3深井水，渣包外壁只有少量白色結(jié)晶鹽，未翻出整包和紅包，見(jiàn)表3。

表3 補(bǔ)加深井水情況

2.4 回水

回水是渣選礦經(jīng)過(guò)選別作業(yè)后的精礦和尾礦礦漿，輸送至精、尾礦濃密機(jī)進(jìn)行濃縮、沉降，并添加石灰或碳酸氫鈉作為pH調(diào)整劑，濃密機(jī)溢流出的弱堿性水。

2.4.1 部分回水緩冷試驗(yàn)

2月26日，緩冷工序正常作業(yè)和緩冷水池液位允許的前提下，補(bǔ)加回水，約40 m3／h。

2.4.2 部分回水緩冷效果

補(bǔ)加回水的第五天，渣包包壁出現(xiàn)白色結(jié)晶鹽，達(dá)到翻包溫度時(shí)，開(kāi)始翻出整包，錘打機(jī)在翻包點(diǎn)破碎整包后，整包中心為紅包，爐渣表面有白色結(jié)晶，隨著補(bǔ)加回水時(shí)間越長(zhǎng)翻出紅包數(shù)量越多，前期翻出的紅包為固態(tài)紅心的爐渣，后期翻出的紅包為高溫液態(tài)爐渣，嚴(yán)重威脅到人員和車(chē)輛的安全。3月5日，為了翻包的安全，停止補(bǔ)加回水試驗(yàn)，直至3月11日，才不再翻出紅包，包壁和爐渣表面白色結(jié)晶逐漸消失。試驗(yàn)期間共補(bǔ)加生產(chǎn)回水約3 740 m3，翻出整包143個(gè)，其中紅包129個(gè)，見(jiàn)表4。

表4 補(bǔ)加回水情況

1.全回水緩冷試驗(yàn)。渣包車(chē)從熔煉車(chē)間連續(xù)運(yùn)來(lái)四個(gè)裝滿(mǎn)熱渣的渣包防置在指定包位上，完全使用回水進(jìn)行噴淋冷卻。

2.完全回水緩冷效果。全使用回水噴淋緩冷，渣包表面出現(xiàn)大量白色結(jié)晶鹽，總緩冷時(shí)間55 h以上可滿(mǎn)足渣包緩冷要求，可以翻包，見(jiàn)表5。翻包時(shí)有整包、紅包，大塊比較多，不易摔碎。

表5 完全使用回水情況

2.5 工業(yè)新水

工業(yè)新水是指取自地下的井水、江河湖泊的地表水或市政管網(wǎng)的自來(lái)水，通過(guò)一般凈化后，提供給工廠使用的工業(yè)用水。

2.5.1 工業(yè)新水緩冷試驗(yàn)

渣包車(chē)從熔煉車(chē)間連續(xù)運(yùn)來(lái)四個(gè)裝滿(mǎn)熱渣的渣包放置在指定包位上，完全使用工業(yè)新水進(jìn)行噴淋冷卻。

2.5.2 工業(yè)新水緩冷效果

完全使用清水噴淋緩冷，渣包外壁基本無(wú)白色結(jié)晶鹽，總緩冷時(shí)間約31～32 h即可滿(mǎn)足渣包緩冷要求，可以翻包，見(jiàn)表6。翻包時(shí)無(wú)整包、紅包，無(wú)大塊，易摔碎。

表6 完全使用工業(yè)新水情況

3 試驗(yàn)分析

3.1 中水與回水

該兩種水對(duì)爐渣緩冷產(chǎn)生負(fù)面影響，主要原因是水中添加了含有Na＋、Ca2＋離子的藥劑，進(jìn)入爐渣緩冷過(guò)程中，水中的Na＋、Ca2＋離子在高溫的作用下，迅速形成結(jié)晶鹽，在爐渣緩冷過(guò)程中填滿(mǎn)爐渣表面裂縫，使得冷卻水進(jìn)入不了爐渣內(nèi)部進(jìn)行降溫；渣包外壁形成類(lèi)似保溫層的結(jié)晶鹽，渣包內(nèi)的高溫?zé)o法散發(fā)出來(lái)。補(bǔ)加中水或回水的前3～4 d還能正常維持爐渣緩冷，補(bǔ)加時(shí)間越長(zhǎng)，Na＋、Ca2＋離子濃度越高，惡化程度越嚴(yán)重，即使渣包外壁溫度已達(dá)到規(guī)定翻包溫度以下，翻出來(lái)的爐渣易形成大塊，甚至翻出整包，整包中心仍存在高溫液態(tài)爐渣和紅包等現(xiàn)象，停止補(bǔ)加中水或回水后，對(duì)渣緩冷仍持續(xù)產(chǎn)生4～6 d的負(fù)面影響。

3.2 反滲透水、深井水和工業(yè)新水

該三種水對(duì)爐渣緩冷起到了積極作用，翻出來(lái)的爐渣易碎，無(wú)大塊，無(wú)整包，內(nèi)部爐渣與渣包外壁溫度基本一致，達(dá)到了爐渣緩冷的預(yù)期效果。

4 結(jié) 論

近幾年，貴溪冶煉廠為了渣選爐渣緩冷工序的安全，嚴(yán)格控制緩冷水的使用，當(dāng)緩冷工序需要補(bǔ)加水時(shí)，堅(jiān)決不使用含有Na＋、Ca＋離子的廢水，而是以反滲透水和深井水為主，工業(yè)新水為輔，同時(shí)強(qiáng)化操作人員嚴(yán)格執(zhí)行爐渣緩冷工藝操作規(guī)程，既能幫助工廠消耗部分廢水，又有效的杜絕了整包、紅包和渣包放炮等現(xiàn)象帶來(lái)的安全隱患。