廣西金川銅爐渣選礦生產工藝的探索與實踐

楊繼寧

（廣西金川有色金屬有限公司，廣西防城港 538002）

廣西金川銅爐渣選礦生產工藝的探索與實踐

楊繼寧

（廣西金川有色金屬有限公司，廣西防城港 538002）

詳細論述了廣西金川1 200 kt/a銅冶煉爐渣選礦工程中對破碎篩分工藝、浮選工藝、藥劑制度、磨礦工藝等各項工藝條件和操作條件的探索過程，以及針對存在問題的改造優化措施。經過長期生產實踐的總結和科研攻關，現已形成了適應于銅冶煉爐渣礦物的選別工藝,并通過階段磨礦—階段選別、多藥劑聯合作用、快選早收、強化一段磨選、低濃度精選等措施,使銅爐渣選別指標保持在較高的水平。

銅爐渣選礦；磨礦工藝；浮選工藝；藥劑制度；工藝條件

廣西金川1 200 kt/a銅冶煉爐渣選礦工程處理的物料為閃速爐所產生的熔煉渣,渣量約為1 196 kt/a,處理量為3 822 t/d,原礦銅品位2.1%,獲得銅精礦品位25%,回收率86.76%。項目建成投產后,每年可從銅冶煉廢渣中回收約20 kt銅金屬,相當于一個年產4 000 kt、品位為0.5%的大型銅礦山的生產能力;渣選尾渣還可用做建材行業原料和水泥添加劑等。該項目的實施將提高資源的循環利用率,減少冶煉渣堆放對環境造成的二次污染,具有良好的經濟效益、社會效益和環境效益,與國家節能減排、發展循環經濟、走可持續發展道路的戰略高度吻合。

1 礦石性質

閃速熔煉爐爐渣成分分析結果,如表1所示。

表1 閃速熔煉爐爐渣成分分析

2 生產工藝流程

本項目碎磨工藝采用液壓破碎+粗碎+半自磨+球磨流程，即大塊爐渣采用移動式液壓碎石機破碎,使物料粒度在500～0 mm之間,再由前裝載機送至原料倉。原料倉物料由顎式破碎機進行破碎,產品粒度為P100=200 mm,破碎后的產品經Ф6×6 m的半自磨機和Ф5.5×9.5 m的溢流球磨機進行磨礦,最終磨礦產品粒度達到-325目占80%左右。選別工藝采用兩次粗選、兩次掃選、一段精選的尾礦和兩次掃選的精礦再磨再選流程。精礦脫水采用高效濃密機進行濃縮、立式壓濾機過濾的兩段脫水流程;尾礦脫水采用水力旋流器和高效濃密機進行濃縮、陶瓷過濾機過濾的兩段脫水流程。

3 主要設備

粗碎設備采用1臺C110進口顎式破碎機;磨礦采用1臺Ф6×6m的半自磨機和1臺Ф5．5×9．5 m的溢流球磨機;粗、掃選采用20臺粗顆粒CLF－40浮選機,精選采用2臺CGPF系列浮選柱，中礦再磨采用1臺VTM－1250－WB立式磨機，中礦浮選采用1臺CGPF系列浮選柱。精礦濃縮采用Ф30m高效濃密機,過濾采用2臺60 m2立式壓濾機;尾礦濃縮采用Φ53m高效濃密機,過濾采用10臺60 m2陶瓷過濾機。

自動控制采用PLC程控加藥機、雷達料位計、超聲波液位計、電磁流量計、在線pH檢測儀、在線粒度分析儀等先進儀表和監控設備,實現整個工藝流程的在線監視和自動化控制。

4 工藝條件和操作條件

4.1 生產工藝技術條件及參數

依據項目初步設計以及原有富礦生產實際,初步確定生產工藝技術條件及參數,詳細數據見表2～表5。

表2 破碎篩分工藝技術條件

表3 浮選工藝技術條件

表4 藥劑制度

表5 磨礦工藝技術條件

4.2 破碎篩分系統工藝與操作條件

為了對破碎篩分系統的各項工藝與操作條件進行探索,對該流程進行了考查。由于碎礦皮帶輸送量過大,皮帶不能帶負荷停車,無法進行全流程考查,在探索過程中,只組織對單臺設備的局部考查,主要考查產品粒度分布、破碎機破碎效率以及各皮帶的負荷。通過多次局部流程考查和反復的調整試驗,最終確定了破碎機排礦口尺寸以及原礦倉棒條振動給料機、破碎機、各條皮帶給礦量的范圍。具體如下：1)棒條振動給料機頻率設定為32±2 Hz；2)破碎機排礦口尺寸設置在165～171 mm之間；3)1#皮帶運輸礦量在280～400 t/h之間,2#皮帶運輸處理量在280～400 t/h之間，4#皮帶運輸礦量在155～170 t/h之間。

4.3 磨浮系統工藝與操作條件

主要對生產系統各項工藝條件如：各段磨礦/浮選濃度、藥劑制度、磨機充填率、旋流器工作參數、工作臺數以及工作壓力、各浮選作業液位控制等方面進行了如下探索。

1)磨礦工藝參數。鋼球在球磨機內的運動軌跡與拋落高度因充填率不同而不同。由于本項目一段、二段磨礦采用的半自磨、球磨機規格較大,鋼球在大直徑磨機內落差高、沖擊力大,會影響襯板的使用壽命。如果鋼球的機械性能差,容易造成碎球率高,從而影響磨礦效率和磨礦產品粒度組成,最終影響浮選指標。球磨機廠家建議半自磨機充填率為8%～11%,球磨機充填率為35%～37%,經過探索,目前半自磨機充填率為8%～10%,球磨機充填率為32%～34%。通過工藝條件探索,初步確定最佳參數為:一段一次旋流器組排砂嘴尺寸為110 mm;控制分級旋流器組排砂嘴尺寸為35 mm;中礦分級旋流器組排砂嘴尺寸為20 mm；尾礦分級旋流器組排砂嘴尺寸為20 mm。磨機鋼球添加制度見表6。

表6 磨機鋼球補加量

2)浮選工藝條件和操作條件。(1)各作業最佳浮選濃度:對一段粗選(38±2%、34±2%、40±2%），二段粗選(22%～26%、26%～30%、30%～34%）,中礦粗選(15%～18%、19%～22%、23%～26%)的浮選濃度分別經過了3個階段的探索。在浮選濃度探索期間,主要分析各作業浮選效率、尾礦損失情況及各作業富積比。通過跟班總結、采樣分析和生產浮選現象,最終確定一段粗選、二段粗選、中礦粗選的浮選濃度分別控制在38±2%、28±2%、23±2%。各段浮選作業能形成較厚的泡沫層,浮選現象良好。(2)粗掃選各作業液位與風量操作條件。前期通過跟班發現,實際操作時，有些浮選工習慣于高液面、低風量、小藥量操作,而有些浮選工習慣于低液面、大風量、大藥量操作，造成各班組浮選指標差距較大,且指標波動較大。這種模式在今后的生產管理中無法實現標準化操作,同時會造成指標的大起大落。通過分析認為造成這一問題的主要原因集中在浮選液位和風量控制兩個方面。因此,有必要制定范圍較小的各浮選作業液位與風量(即閥門開度)的控制范圍,分階段逐步縮小波動范圍,以規范浮選工的操作;且在探索中,應堅持電動閥粗調,調至合適位置后,不允許再動,微調由氣動閥門來自動調節的原則。探索分3個階段進行,見表7～表9。

表7 第1階段風閥開度與浮選機液位探索

表8 第2階段風閥開度與浮選機液位探索

表9 第3階段風閥開度與浮選機液位探索

通過以上試驗,最后確定：第3階段風閥開度與浮選機液位操作條件為最佳條件。

3)藥劑制度。藥劑制度的探索是在第3階段風閥開度與浮選機液位操作條件下進行的,主要是分階段調整并縮小捕收劑、起泡劑、調整劑的藥劑波動范圍。以確定最佳藥劑工藝卡片。探索分3階段進行，在探索期間對每階段浮選各作業進行采樣化驗分析,主要分析各作業浮選效率、尾礦損失情況及各作業富積比與指標的穩定性。通過跟班總結、采樣分析和生產浮選現象,最后確定最佳藥劑制度為捕收劑150±20 g/t,起泡劑30±20 g/t,調整劑500±100 g/t。

5 改造及優化

1)將粗選段捕收劑、起泡劑添加點由原來的攪拌槽第二槽改到第一槽添加,延長了藥劑的礦化時間,使各段浮選作業起泡現象有了明顯改善,大大提高了浮選效率。

2)皮帶及托輥磨損嚴重,影響系統高負荷下連續性生產。改進方案：在漏斗下部用軌道鋼焊接成一個“S”形的二次接礦臺,以降低礦石對皮帶的沖擊力,提高生產連續性,減少事故停車,有效延長皮帶及托輥的使用壽命,降低備件材料消耗。

3)廠房結構柱與天車軌道平臺間隙孔洞大,人員通行存在極大安全隱患。改進方案:采用δ=6花紋鋼板封閉所有間隙孔洞,保障人員通行安全。

4)精礦攪拌槽無蓋板,熱蒸汽腐蝕設備,且存在安全隱患。改進方案:采用δ=6花紋鋼板做成蓋板封閉,能有效降低蒸汽對設備的腐蝕,檢修時更加安全。

5)原設計生產新水經真空泵冷卻使用后排到雨水溝,造成水資源浪費。改進方案：敷設管道，將其收集到水箱進入系統循環使用。此舉使水資源得以充分循環利用,大大減少了新水使用。

6)原設計備用泵排尾選用DN100閘板閥門,存在操作復雜、易堵塞且效果不理想等缺陷。改進方案：制作簡易放礦閥代替昂貴的閘板閥。此舉可減少閥門數量86個,有效降低成本,改善操作條件。

7)皮帶上的物料不能完全清理掉,地面積礦嚴重,作業環境差,清理勞動強度大。改進方案:用廢舊膠皮和鋼板制作成皮帶清掃卸料裝置。此舉可使皮帶清掃更加徹底,降低崗位人員勞動強度,簡單有效,減少上報清掃器備件22套。

8)原設計磨礦液下泵的礦漿輸送到浮選液下泵。改進方案:在泵的出口處加裝一個三通和閥門,新加一條到磨礦泵池的管道?？筛鶕F場條件選擇任何一條輸送管線,通過切換閥門更好地滿足工藝要求,操作更加靈活、方便。

9)濃密池的圓泵房底流管吹堵水泵設計為使用工業新水。改進方案：在生產回水管道加裝閥門可用于回水和生產新水切換，實現工業新水和回水皆可使用,年節約新水約3 800 m3。

10)根據現場的供氣情況特點，需要對氣動離合器單獨提供高壓氣體，縮短離合器捏合時間，減少捏合時摩擦片與輪轂相對運動的時間，減少摩擦產生的熱量。因此，采購了1臺螺桿式空壓機LU15－30，從空壓機出風口處直接引1根1寸鋼管至2臺磨機捏合器的雜用氣包上，在原管路中接入三通，使空壓機管路與原管路風可以相互切換。開車時,將雜用氣包風壓切換至空壓機管路中，空壓機氣體加載壓力設定為0.85 MPa。在磨機開啟前,提前10 min開啟空壓機，給離合器雜用氣包提供壓縮風,根據現實使用情況,雜用氣包在2 min內氣源壓力能夠達到0.85 MPa。在離合器捏合顯示燈顯示允許捏合時，離合器捏合，此時離合器捏合時間降低為4 s左右,縮短了摩擦片與輪轂的相對運動時間,從而延長離合器氣胎使用壽命?，F場沒有出現氣胎烤焦的味道，達到了預期改造的效果。

6 結語

隨著科學技術的進步、選礦設備大型化和自動化水平的提高,對大型生產系統,推行“大穩定、小調整”的標準化操作是確保指標穩定提升的關鍵。在本項目中,由于中礦再磨再選作業是首次在銅冶煉爐渣選礦應用,各項工藝技術條件均沒有先例可參考。為盡快達產達標,技術人員對磨礦濃度、浮選濃度、藥劑制度、球磨機充填率、旋流器工作參數和工作臺數、各浮選作業液位與風量的關系、流程結構以及設備問題等各項參數指標進行了詳細地探索與改造。經過長期的科研攻關和生產實踐,現已形成了適應于銅冶煉爐渣礦物的選別工藝,銅爐渣選別指標保持在較高的水平。本項目采用的中礦再磨再選新工藝,在流程操作上,還可在加大一段、二段的產率的同時,強化中礦在選部分的分選效果,這對今后開展提高選礦指標的新工藝研究尚有潛力可挖。

Exploration and Practice on Production Technology of Copper Slag Flotation in Guangxi Jinchuan

YANG Jining
(Guangxi Jinchuan Non-ferrous Metals Co.,Ltd.,Fangchenggang,Guangxi 538002,China)

Based on Guangxi Jinchuan 1200 kt/a copper smelting furnace slag flotation project,the paper discusses the exploration course of processing conditions,operation conditions and optimization measures for existing problems,including crush screening process,flotation process,regime of agent,ore grinding process and so on.Based on long-term summary of production practice and research,the screening process which is adjusted to copper smelting furnace slag has already formed.Maintain a high level for slag furnace screening by taking measures,such as,stage grinding-stage screening,multi-agent joint effect,fast selection and early gain, intensify grinding separation for one section,low-density choiceness and so on.

copper furnace slag ore dressing;ore grinding process;flotation process;regime of agent;process conditions

TD92

B

1004-4345（2014）06-0043-03

2014-07-22

楊繼寧(1974—),男,高級工程師,主要從事選礦專業相關工作。