段所存

(謙比希銅冶煉有限公司北京代表處， 北京 100029)

0 前言

自從20世紀60年代爐渣浮選在芬蘭面世以來，爐渣浮選技術在世界范圍內得到了廣泛地推廣應用。在縱向上應用于銅冶煉廠的各種爐渣，如電爐渣、轉爐渣、ISA爐渣、諾蘭達爐渣以及閃速爐渣；橫向上看，已經從銅渣推廣到鋼渣、錫渣以及鋅渣等方面浮選，即從火法渣向濕法渣推廣。目前還可能向其它金屬、非金屬領域發(fā)展。

在芬蘭爐渣浮選研究成功的基礎上，70年代，美國、日本、澳大利亞等西方發(fā)達國家率先進行了研究推廣。中國于1970年在銅官山冶煉廠建成30 t/d銅轉爐渣選礦車間；1986年1月在貴溪冶煉廠建成現代化300 t/d銅轉爐渣選礦車間；1989年在鞍山鋼鐵公司建成409 t/d鋼渣選礦車間[1]；2000年江銅在貴溪建成處理能力3 100 t/d的混全爐渣生產線；80年代以來，珠州冶煉廠采用浮選方法從鋅浸渣中回收銀，云南冶煉廠從銅浸渣中進一步回收錫和鐵；2012年9月，世界最大的單條銅渣生產線在中國金川建成投產，處理爐渣110萬t/a。渣浮選工藝被認為是迄今為止冶金工程里面貧化效果最好的方法。后期建設的銅冶煉廠基本都配套建設了渣浮選廠。

渣浮選廠與常規(guī)選廠不一樣的地方是:原料上不同，渣浮選廠處理的是人造礦石——冶煉爐渣；常規(guī)選廠處理的是天然礦石[2]。工藝上不同，渣浮選廠普遍增加了緩冷工藝，使爐渣更有利于選礦；緩冷工藝的增加，使渣浮選工藝指標獲得大幅度的提高;而常規(guī)選廠無緩冷工藝。

1 某銅冶煉渣選廠概況

某銅冶煉渣選廠建于2010年5月，2012年2月投產。因當時緩冷場地尚未完工，投產初期處理的速冷渣(從電爐排出，就倒到渣場冷卻的渣)，浮選尾礦品位在0.3%以下。隨著熔煉產量的提升，電爐貧化能力受限，電爐渣里面銅礦物沉降時間不足，導致速冷渣浮選尾礦品位逐步升高，2015年達到0.41%。2016年，渣選廠根據現有條件進行了緩冷渣浮選初步生產試驗，取得了良好的生產效果。通過準備，2017年安排進行正常生產實踐。生產期間，因包子數量有限，緩冷渣量不足以維持系統的持續(xù)性生產，所以，在處理緩冷渣的同時也在間斷性地處理速冷渣。經過一年來的對比，緩冷渣的優(yōu)勢較為顯著，指標較為突出。

2 生產試驗條件

2.1 原料準備

速冷渣直接從熱渣堆存場拉回來，溫度降至常溫，單獨堆存在破碎料場東邊，單獨破碎后進入2號料倉備用；緩冷渣翻包后，單獨堆存在破碎料場西邊，單獨破碎后進入1號料倉備用。1、2號料倉均為獨立式圓桶型料倉，容積為1 500 t。

2.2 工藝流程

渣選廠生產工藝流程為一段破碎工藝+磨礦工藝+浮選工藝+精選設計+脫水工藝，其工藝流程如圖1所示。在處理緩冷渣和速冷渣期間，工藝流程不作改變。

1)一段破碎工藝。破碎設備為顎式破碎機，上顎式破碎機前的大塊采用移動式破碎機個別破碎。

2)磨礦工藝。三段兩閉路，一段半自磨粗磨，兩段球磨細磨。主要原因是試驗要求的磨礦細度要達到-200目為90%，所以選擇了兩段球磨細磨，兩段旋流器檢查分級。

3)浮選工藝。一段快速浮選，一段粗選，兩段掃選，集中磨礦集中選別。

4)精選設計。三段精選，精礦依秩再選以提高品位，精選中礦順序返回，最終精選尾礦返回粗選。

5)脫水工藝。兩段脫水，一段是濃密機沉淀，二段是陶瓷過濾機過濾。

圖1 渣選廠生產工藝流程

2.3 操作模式

處理緩冷渣和速冷渣操作模式不變，24 h持續(xù)生產。優(yōu)先處理緩冷渣，緩冷渣處理完，接著處理速冷渣。因為緩冷渣量少，利用現有場地盡量屯積緩冷渣，場地堆滿集中處理緩冷渣。緩冷渣處理完再處理速冷渣，再屯積緩冷渣。

1)在相同的處理量，操作工小時處理量按皮帶稱稱重計量。

2)藥劑添加系統相同，使用藥劑相同，均為松油和Z- 200。

3)水量添加相同，磨礦、浮選濃度均相同。

4)三段磨機鋼球添加各環(huán)節(jié)均不作變化。

3 緩冷渣浮選的優(yōu)勢

經過一年來兩種渣交替生產，對比兩種渣的生產指標，更能凸顯出緩冷渣浮選的優(yōu)越性，尤其是除了小型試驗驗證的回收率指標優(yōu)勢，在介質單耗、電耗、精礦脫水、精礦品位提高上都體現出明顯的優(yōu)勢。

3.1 回收率指標大幅度提高，產量明顯增加

通過分時段處理和分時段跟蹤統計，速冷渣與緩冷渣2017年全年累計生產指標見表1。從表1中可以看出：

1)緩冷渣浮選和速冷渣浮選的回收率分別為83.50%和68.57%，緩冷渣浮選回收率比速冷渣浮選高14.93%。相同的回收率比較，2017年處理緩冷渣比速冷渣多產銅390多噸。

2)緩冷渣尾礦品位全年最高為0.23%，平均為0.19%；速冷渣尾礦品位全年最高為0.45%，平均為0.37%。緩冷渣浮選的貧化效果與沉降電爐、閃速爐、反射爐等冶金爐工藝相比，應當是冶金技術里面貧化效果最好的，緩冷渣浮選指標能達到小型試驗的水平。

3)速冷渣的原礦品位較緩冷渣高，否則速冷渣回收率會更低；如果緩冷渣原礦品位高，回收率會更高，精礦產率也會更高。

表1 速冷渣與緩冷渣2017年生產指標統計 %

3.2 有利于半自磨磨礦，降低鋼球單耗

緩冷渣粒度大，一段破碎后平均粒度在180 mm左右；速冷渣粒度小，平均粒度約70 mm。粒度大有利于半自磨磨礦，可以起到以磨代碎的作用，達到磨碎結合的效果，有效降低鋼球消耗。三年來3臺磨機的鋼球單耗統計見表2。

表2 3臺磨機2015—2017年的鋼球單耗統計 kg/t

從表2中可以看出，2017年3臺磨機的鋼球單耗明顯降低。這是因為速冷渣在形成的過程中，熱渣倒出后遇坑集中慢慢冷卻凝固成大塊，在渣場沒有坑匯集的條件下從包子中傾瀉而下，在渣場上中急速冷卻，大部分收縮開裂形成10～70 mm的小塊。這種小塊一段破碎處理不了，進入半自磨以后沒有大塊的混合，唯有添加鋼球進行碎磨。從日常鋼球補加也可以看出，處理速冷渣時，半自磨每天都需要補加鋼球，處理緩冷渣半自磨3天補加1次鋼球。鋼球單耗明顯減少，降低鋼球單耗有利于降低生產成本。

3.3 有利于磨礦和脫水

速冷渣與緩冷渣的最大區(qū)別在于增加了緩冷工序，通過緩冷讓爐渣里面的銅礦物顆粒結晶長大，增加有用礦物的晶體粒度，便于磨礦和浮選，礦物晶體能夠良好地解理，達到降低磨礦細度的目的。

緩冷前，單純處理速冷渣，為盡可能提高回收率，磨礦細度控制在-200目90%以上，導致脫水困難，濃密機溢流水跑渾嚴重，需要適當添加絮凝劑才能控制濃密機跑渾，陶瓷過濾機脫水水份高達19%。磨礦細度細，精礦脫水困難，這是渣浮選工藝的通病。

處理緩冷渣以后，浮選濃度38%，細度-200目控制在84%。溢流水跑渾的現象得到控制，不再添加絮凝劑。陶瓷過濾機過濾水份降低1%，晾曬時間縮短一半。

3.4 有利于提高冶煉效率

從日常操作中可以看出，速冷渣精礦品位波動大，穩(wěn)定性差，提高精礦品位困難。緩冷渣精礦品位波動小，且有利于提高精礦品位。盡管2017年全年累計的速冷渣精礦品位比緩冷渣精礦品位高，但在保證尾礦品位穩(wěn)定的條件下，緩冷渣精礦品位仍有提高的空間。精礦品位提高后，可以降低熔煉的能耗，提高冶煉爐子的臺時處理能力，提高銅的產率，減少渣量的產生，百利而無一害。

3.5 有效降低電單耗，達到節(jié)能效果

渣選廠2015—2017年的電單耗分別為81.03、59.57、60.43 kWh/t。按理說2017年電單耗應該較2016年低，但因半自磨襯板脫落原因增加了檢修停車時間和次數，導致設備啟停次數增加，同時影響處理量。

4 結束語

通過試行，緩冷渣浮選較速冷渣浮選具有較明顯的優(yōu)勢，在實踐中是切實可行的。緩冷渣缺點也比較明顯，就是需要建設緩冷場，增加基建和包子的一次性投資成本，但這個投資成本能通過多產銅實現盡快回收。