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      貴冶卡爾多爐渣選礦技術(shù)研究與生產(chǎn)實踐

      2021-01-24 07:57:18彭俊軍徐國華
      世界有色金屬 2020年21期
      關(guān)鍵詞:閃速爐含銅爐渣

      吳 波,彭俊軍,徐國華

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

      江銅集團貴溪冶煉廠擁有兩套閃速熔煉系統(tǒng),一系統(tǒng)產(chǎn)閃速爐渣、鑄造轉(zhuǎn)爐渣,二系統(tǒng)產(chǎn)閃速爐渣、緩冷轉(zhuǎn)爐渣及卡爾多爐渣,選礦車間將上述各種爐渣按一定比例混合進行生產(chǎn)處理得到渣精礦和尾礦,渣精礦通過濃縮脫水后返回熔煉閃速爐冶煉,尾礦作為原料被銷售至水泥廠。

      銅冶煉爐渣是銅冶煉過程中產(chǎn)生的一些廢棄物,在銅冶煉過程之后我國的銅渣產(chǎn)量都十分龐大,大量的銅渣量不僅會造成資源浪費,還會給環(huán)境帶來較大的壓力。我國的銅礦石較為短缺,若是能夠?qū)⑦@些銅渣進行再處理利用,對于緩解我國金屬短缺以及減低環(huán)境污染就有著十分重要的意義[1,2]。銅冶煉爐渣的物理特性為硬度高、韌性強、脆性大,這也決定了此類爐渣易碎難磨的特性[3]。銅冶煉爐渣實際是一種人造礦石[4],貴冶選礦車間運用粗碎+半自磨機+球磨機+浮選+脫水的選礦方法進行處理[5],多年的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗表明,影響貴冶爐渣選礦指標的因素較多[6],其中爐渣本身的性質(zhì)一直被看作是重要的影響因素之一,掌握每種爐渣性質(zhì)對選礦有著很重要的指導意義。查閱相關(guān)的資料和文獻,卡爾多爐渣的相關(guān)性質(zhì)的資料幾乎沒有,本著探索卡爾多爐渣性質(zhì)的目的,對其進行了選礦可選性的探索研究。

      1 卡爾多爐渣性質(zhì)

      試驗原料取自貴溪冶煉廠二系統(tǒng)爐渣緩冷場,對其進行粗碎+中碎+細碎,篩分后最終-2mm占100%。該爐渣外觀呈黑色和黑中透紫色,性脆堅硬,結(jié)構(gòu)致密,密度4.8g/cm3。爐渣中銅品位為7.69%,銅的賦存狀態(tài)如表1所示。由表1可知,銅元素的存在形式以金屬銅和硫化銅為主,分布率分別為62.54%和28.87%。氧化銅較少,其余部分存在于硅酸鹽中。

      表1 卡爾多爐渣樣品化學物相分析結(jié)果/%

      2 實驗研究

      2.1 磨礦細度試驗

      通過實驗室多組的磨礦試驗,發(fā)現(xiàn)磨礦細度達到了-0.043mm占80%后,可清晰看見有一部分金屬銅無法被磨碎;于是增加磨礦細度,當-0.043mm達到96.7%時,仍然還有一部分金屬銅在篩上,最大的有1mm*0.8mm。由此可見,卡爾多爐渣的試驗磨礦使用傳統(tǒng)的實驗室磨礦方式不能達到預期目的。

      2.1.1 試驗磨礦方式的確定

      銅在爐渣中主要以單質(zhì)銅、輝銅礦、銅藍為主,其中銅單質(zhì)占62.54%左右,銅單質(zhì)相對很軟,韌性較好,不易被磨細,在磨礦過程中很容易被鋼球磨成扁狀,而且尺寸較大。為解決其對試驗的影響,做了如下的分段磨礦探索試驗[7]。

      設計5組試驗,通過一段磨礦后,每組樣品用200目的標準篩進行篩分,觀察篩上的物料中是否只含有金屬銅,結(jié)果如表2所示。

      表2 一段磨礦后樣品篩分情況

      由上表可看出,通過一段磨礦,可實現(xiàn)金屬銅與爐渣分離。據(jù)此,通過一段磨礦+篩分+二段磨礦的方式,可以實現(xiàn)卡爾多爐渣實驗室磨礦和將尺寸較大的金屬銅預先分選出來。由此確定實驗室磨礦流程如圖1所示。

      圖1 磨礦流程圖

      2.1.2 磨礦細度試驗

      根據(jù)前人對爐渣磨礦的研究,磨礦細度一般控制在-0.043mm目占85%為宜[8],而由于卡爾多爐渣銅的品位比轉(zhuǎn)爐渣的品位要高,于是對其進行了磨礦細度的探索性試驗。另外,爐渣的比重較大,且金屬銅含量較高,故粗一浮選濃度控制在45%較為合適[8]??紤]到爐渣中銅品位相對較高的實際情況,實驗室一段粗選很難實現(xiàn)爐渣中的銅有效回收,浮選試驗流程決定采用兩粗開路浮選流程[9],確定磨礦細度測試的浮選流程圖按照圖2所示。

      圖2 磨礦細度測試浮選流程圖

      二段磨礦的給礦粒度為-0.074mm占100%,根據(jù)試驗計劃,設計了5組不同磨礦細度的爐渣浮選試驗。試驗結(jié)果如表3所示。

      表3 卡爾多爐渣磨礦-0.043mm含量對比試驗結(jié)果表/%

      上述結(jié)果表明,卡爾多爐渣磨礦細度相對于其它爐渣要求更高,當原礦中-0.043mm占90%的時候,尾礦含銅品位最低。當-0.043mm占85%時,尾礦含銅品位仍然較高;當-0.043mm占95%時,尾礦含銅品位沒有下降,而精礦品位下降明顯。

      2.2 浮選濃度試驗

      上述磨礦細度探索試驗獲得了較好的實驗室浮選指標,因而浮選濃度試驗也采用如圖2所示的兩粗開路浮選流程。根據(jù)磨礦細度試驗結(jié)果,浮選的試驗條件為:-0.043mm占90%,對粗一的浮選濃度進行試驗探索,根據(jù)貴溪冶煉廠生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,以及礦漿體積濃度概念[10],設計濃度的變量值從39%至49%,結(jié)果如表4所示。

      表4 粗一濃度試驗結(jié)果/%

      濃度為45%的時候,尾礦含銅品位最低,試驗再次表明,45%的入選濃度對爐渣選礦是比較合適的。

      在確定粗一浮選入選濃度后,對粗二浮選濃度進行進一步試驗探索,結(jié)果如表5所示。

      表5 粗二濃度試驗結(jié)果/%

      上表中可以看出,粗選二的濃度控制在39-41%左右時,尾礦含銅品位較好,銅的回收率相對較高。

      2.3 卡爾多爐渣對生產(chǎn)指標影響的探索試驗

      貴冶熔煉車間二系統(tǒng)產(chǎn)出的卡爾多爐渣的數(shù)量相對其爐渣的數(shù)量要少很多,而在實際的生產(chǎn)實踐的過程中,每當單獨處理二系統(tǒng)爐渣時(包含閃速爐渣、轉(zhuǎn)爐渣、卡爾多爐渣),浮選指標偶爾會出現(xiàn)一定程度的惡化,而此時轉(zhuǎn)爐渣、閃速爐渣均未有任何的變化。為探索其是否是卡爾多爐渣影響指標的原因,將卡爾多爐渣按不同比例與其它爐渣混合,混合后的爐渣進行磨礦浮選試驗。粗一Z-200#的添加量為50g/t,2#油的添加量為15g/t;粗二Z-200#的添加量為30g/t,2#油的添加量為10g/t。試驗流程圖按照圖3所示。

      圖3 卡爾多爐渣對生產(chǎn)指標影響試驗流程圖

      按照上述的思路,設計了6組試驗,結(jié)果如表6所示。

      表6 卡爾多爐渣對生產(chǎn)指標影響試驗結(jié)果/%

      上表結(jié)果顯示,當卡爾多爐渣含量較少時,其對尾礦含銅指標幾乎沒有影響;當含量上升時,對尾礦含銅指標有明顯的影響。

      為進一步驗證上述結(jié)論,用圖2的試驗流程設計了卡爾多爐渣不同比例的6組試驗,結(jié)果如表7所示。

      表7 卡爾多爐渣對生產(chǎn)指標影響試驗結(jié)果/%

      表7表明,卡爾多爐渣含量的改變與尾礦含銅品位變化沒有直接聯(lián)系。

      對比表6和表7,排除卡爾多爐渣磨礦方面的因素,其對尾礦含銅品位沒有直接的影響。

      3 卡爾多爐渣選礦生產(chǎn)實踐

      貴溪冶煉廠熔煉車間二系統(tǒng)產(chǎn)出卡爾多爐渣的量為70t/d左右,熔煉車間二系統(tǒng)產(chǎn)出閃速爐渣、轉(zhuǎn)爐渣、卡爾多爐渣共計2100t/d左右,所有爐渣全部為緩冷渣;熔煉車間一系統(tǒng)產(chǎn)出閃速爐渣、鑄造轉(zhuǎn)爐渣共計2700t/d左右,閃速爐渣為緩冷渣,卡爾多爐渣量約占總爐渣量的1.46%左右,占熔煉車間二系統(tǒng)爐渣的3.33%左右。

      卡爾多爐渣量小,但因其含銅品位相對很高,結(jié)合上述試驗結(jié)果,生產(chǎn)實踐過程中使其與其它爐渣充分混勻。具體是緩冷結(jié)束后翻包時,將其隨機倒運至閃速爐渣之上,使二者充分混勻,避免將其堆放在某一區(qū)域而造成集中進入磨浮生產(chǎn)系統(tǒng)。

      落實上述混勻措施后,貴溪冶煉廠選礦車間在單獨生產(chǎn)熔煉車間二系統(tǒng)爐渣時,浮選指標沒有出現(xiàn)過明顯惡化的情況。

      4 結(jié)論

      (1)卡爾多爐渣金屬銅的含量很高,其相對較軟,磨礦時容易被鋼球砸扁,不易被磨細,對其進行研究須將顆粒較大的金屬銅單質(zhì)預先分選出來,實驗室可用200目泰勒標準篩篩分的方法將該部分的金屬銅提前分選出來。

      (2)卡爾多爐渣分選細度相比較其它爐渣要求更高,-0.043mm占90%為宜。

      (3)粗一浮選濃度為45%有利于浮選指標,粗二浮選濃度為39%~41%為宜。

      (4)卡爾多爐渣以實際產(chǎn)出比例充分混勻在混合爐渣里面,不會影響浮選指標。

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