大冶有色奧斯麥特爐渣選礦工藝流程探討

崔麥英，黃瑞強(qiáng)

（大冶有色金屬集團(tuán)控股有限公司，湖北黃石 435005）

大冶有色奧斯麥特爐渣選礦工藝流程探討

崔麥英，黃瑞強(qiáng)

（大冶有色金屬集團(tuán)控股有限公司，湖北黃石 435005）

黃石大冶有色自強(qiáng)服務(wù)有限公司渣選二車間經(jīng)過擴(kuò)能工藝技術(shù)改造，專門處理大冶有色銅冶煉廠奧斯麥特爐緩冷渣。結(jié)合對(duì)該選廠的工藝流程考查結(jié)果，簡(jiǎn)要探討了爐渣選礦的技術(shù)特點(diǎn)，考察分析影響浮選工藝指標(biāo)的因素，并評(píng)估精礦中金銀的利用價(jià)值，為生產(chǎn)工藝優(yōu)化提出整改措施。

銅爐渣；工藝流程；流程考查；伴生金銀；回收率

大冶有色自強(qiáng)服務(wù)有限責(zé)任公司是原大冶有色金屬公司下屬二級(jí)單位,現(xiàn)已改制為股份制企業(yè)。該公司爐渣加工廠于2000年興建，分別于2001、2002年投產(chǎn)，專為大冶有色金屬公司冶煉廠處理冶煉爐渣。該廠原有爐渣選礦能力為：二車間處理諾蘭達(dá)爐渣400 kt/a，一車間處理電爐貧化渣80 kt/a。其選銅工藝流程是階段磨礦、階段選別工藝，主產(chǎn)品為銅精礦，副產(chǎn)品是鐵精礦和最終尾礦，尾礦作為水泥配料銷售，銅精礦中綜合回收金、銀等貴重金屬。該廠基本實(shí)現(xiàn)了無廢―清潔生產(chǎn)的目的，為大冶有色資源有效回收和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。

隨著大冶有色冶煉廠奧斯麥特爐的投產(chǎn)，該廠渣選二車間為處理奧斯麥特爐緩冷渣，進(jìn)行了900 kt/a擴(kuò)能工藝技術(shù)改造。同改造之前相比，選廠工藝和爐渣性質(zhì)都有所變化，因此有必要對(duì)改造后的工藝流程進(jìn)行流程考查(考查時(shí)間為3月14日、3月15日、3月17日3天白班),以期為生產(chǎn)工藝的優(yōu)化及技改提出建議,為公司考核指標(biāo)提供依據(jù)。

1 爐渣性質(zhì)及其特性

爐渣是一種熔融物料，是人造的礦石，其礦物組成、理化性質(zhì)、礦物之間的共生關(guān)系及礦物的嵌布粒度粗細(xì)受冶煉爐料配比、冶煉工藝條件以及爐渣冷卻方式等綜合因素影響,爐渣性質(zhì)不穩(wěn)定[1]。煉銅爐渣外觀呈黑色致密塊狀,性脆、易碎、難磨,其中主要有用礦物是金屬銅,即顆粒明銅,還有少量輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、黃銅礦、斑銅礦、方黃銅礦等，這些礦物都屬易浮銅礦物,但嵌布粒度微細(xì),解離難度大。爐渣中主要脈石礦物為硅鐵礦，屬磁性礦物，其它脈石礦物有硅灰石、玻璃體等。爐渣的多元素分析如表1所示。

表1 爐渣多元素分析結(jié)果%

2 工藝流程

本廠工藝流程為:階段磨礦、階段選別的工藝流程,工藝流程如圖1所示。該流程具有環(huán)保好、流程短、控制操作簡(jiǎn)單和尾礦零排放等優(yōu)點(diǎn),屬綠色環(huán)保技術(shù)。

圖1 工藝流程及考查采樣、檢測(cè)布點(diǎn)和內(nèi)容

3 爐渣選礦的影響因素

爐渣選礦的影響因素除了爐渣性質(zhì)外,還有磨礦細(xì)度、礦漿濃度、藥劑制度、浮選時(shí)間和工人的操作水平等。

3.1 磨礦細(xì)度

磨礦的目的是使?fàn)t渣的有用礦物充分單體解離,同時(shí)又不過粉碎,為選別回收有價(jià)金屬創(chuàng)造好條件。粒度過粗和過細(xì)均不利于浮選,影響浮選效果。粒度過粗存在單體解離不完全，且因其顆粒大,重量大,氣泡難以帶起或氣泡附著不牢,影響精礦質(zhì)量和回收率，造成尾礦損失大。粒度過細(xì)易產(chǎn)生過粉碎,且細(xì)粒脈石容易粘附在粗粒礦物表面,降低粗粒礦物可浮選和選擇性,造成精礦品位、回收率下降；同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致吸附大量藥劑,增大藥劑耗耗。浮選給礦、精礦和尾礦及各粒度級(jí)別Cu品位化驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

以3月15日為例，當(dāng)班爐渣中細(xì)粒級(jí)(－400目)的含量為23．6%，品位高達(dá)0．66%(爐渣品位0．43%)，金屬分布率為33．64%；精礦中細(xì)粒級(jí)(－400目)含量高達(dá)86．1%，品位為13．41%，總銅精礦品位12．81%，金屬分布率高達(dá)90．41%。說明該爐渣的嵌布粒度較細(xì)，銅礦物主要分布在細(xì)粒級(jí)，必須細(xì)磨才能充分回收。尾礦中粗粒級(jí)(+200目)的含銅品位高達(dá)0．37%，占尾礦總銅損失的12．65%；(－200～+325目)粒級(jí)含銅品位為0．31%，占尾礦總銅損失的40．77%；(－325～+400目)粒級(jí)含銅品位為0．27%，占尾礦總銅損失的7．6%。綜合分析可知，雖然細(xì)粒級(jí)(－400目)中的銅占總尾礦銅的51．00%，但是該粒級(jí)中的銅品位僅為0．19%，而尾礦的總銅品位為0．26%，結(jié)合各個(gè)粒級(jí)中銅的占有率知道，尾礦中的銅主要損失在(+325目)粒級(jí)，說明爐渣磨礦粒度過粗，沒有達(dá)到充分單體解離。

表2 Cu品位化驗(yàn)結(jié)果%

同時(shí)，本渣選廠采用水力旋流器作分級(jí)設(shè)備，與球磨機(jī)形成閉路。旋流器在分級(jí)過程中起到如下4個(gè)作用：1)控制磨礦產(chǎn)品粒度；2)提高磨礦效率；3)優(yōu)化磨礦產(chǎn)品粒度組成；4)合理利用磨礦能量。旋流器的分級(jí)效率最終就是對(duì)流程磨礦細(xì)度和磨機(jī)能耗的影響，因此考查旋流器的分級(jí)效率是非常必要的。流程考查期間水力旋流器的分級(jí)效率如表3所示。

表3 水力旋流器分級(jí)效率統(tǒng)計(jì)

由表3可知，水力旋流器的分級(jí)效率偏低，尤其是Ф500的水力旋流器。以3月15日白班為例，1#500旋流器和2#500旋流器分級(jí)效率分別為44.85%和34.67%,2臺(tái)旋流器分級(jí)效率均較低。尤其2#500旋流器在給料濃細(xì)度與1#500旋流器相近情況下，分級(jí)效率相差10.18%(注：3月15日1#球磨排礦濃度為68.19%，-200目含量26.3%；2#球磨排礦濃度為69.87%，-200目含量26.7%)。

3.2 礦漿濃度及浮選時(shí)間

浮選作業(yè)中的礦漿濃度對(duì)精礦品位、回收率、浮選機(jī)的處理能力、浮選時(shí)間、水電消耗都有影響,是檢查和調(diào)節(jié)工藝過程的重要因素。礦漿濃度變化會(huì)引起浮選機(jī)充氣程度變化,礦漿充氣量的強(qiáng)弱又直接影響浮選時(shí)間和回收率。礦漿濃度大在浮選時(shí)間、浮選機(jī)體積及生產(chǎn)率不變的情況下,可以節(jié)省藥量，提高回收率,并相應(yīng)地減少水電消耗。爐渣適宜高濃度浮選，浮選細(xì)粒礦物適當(dāng)提高礦漿濃度,有利于提高礦物可浮性,提高回收率。一般情況下隨浮選時(shí)間增長(zhǎng),回收率增加,但到了一定時(shí)間以后,再延長(zhǎng)浮選時(shí)間,回收率不再提高,反而會(huì)使銅精礦質(zhì)量下降。適宜的浮選時(shí)間要根據(jù)礦石的可浮性、磨礦細(xì)度、浮選濃度、對(duì)精礦質(zhì)量的要求及藥劑的使用情況來確定和調(diào)節(jié)。選廠流程考查期間,浮選作業(yè)濃度與浮選時(shí)間統(tǒng)計(jì)表和流程工藝指標(biāo)分別如表4和表5所示。

表4 浮選作業(yè)濃度與浮選時(shí)間統(tǒng)計(jì)

表5 考查期間流程工藝指標(biāo)

以3月15日為例，一粗浮選時(shí)間為13.15 min，二粗浮選時(shí)間為2.23 min，精選時(shí)間為24.94 min，掃選時(shí)間為23.23 min，總浮選時(shí)間為38.61 min。二粗精礦品位為13.46%，遠(yuǎn)高于一粗浮選的精礦品位4.57%。該工藝流程適合較高品位的銅爐渣選別，對(duì)于低品位銅爐渣，因其銅含量較低，嵌布粒度較細(xì)，一粗浮選時(shí)間明顯較長(zhǎng)，粗精礦品位較低，而二粗浮選時(shí)間較短，粗精礦品位較高。因此，為了充分回收銅資源，提高銅的回收率，可適當(dāng)增加二粗浮選的槽數(shù)，延長(zhǎng)二粗浮選時(shí)間。從兩次粗選作業(yè)的回收率指標(biāo)來看，一粗和二粗回收率之和為54.87%～77.23%，顯著高于總銅回收率，且二次粗選精礦的銅品位較高，甚至高于總銅精礦品位(3月14日、15日)。因此，也可以考慮將二粗泡沫直接作為總銅精礦，不再返回精選作業(yè)。3月14日精選時(shí)間過長(zhǎng)，主要是由于精選作業(yè)的濃度偏高導(dǎo)致，這可能與浮選工操作不當(dāng)有關(guān)。

3.3 藥劑制度

藥劑制度包括藥劑的種類、藥劑用量、配制、添加地點(diǎn)以及添加方式等,浮選藥劑是浮選的支柱,是調(diào)節(jié)礦物可浮性的主要手段,加浮選劑可以在較大范圍內(nèi)改變、調(diào)節(jié)礦物的可浮性和改善氣泡的性質(zhì),達(dá)到控制浮選過程的目的。藥劑用量強(qiáng)調(diào)的是“適量”和“選擇性”，任何藥劑在浮選過程中都有它的最佳用量,過多過少都會(huì)影響浮選指標(biāo)。合理的藥劑用量是獲得好指標(biāo)的重要保證[2]。

本次流程考查所用丁基黃藥用量為95～110 g/t,松油用量為125～135 g/t；試驗(yàn)室用丁基黃藥用量為60～80 g/t,松油用量為35～60 g/t。對(duì)比小型浮選試驗(yàn),現(xiàn)場(chǎng)所用丁基黃藥及松油比試驗(yàn)用藥偏大。結(jié)合考查期間的工藝流程指標(biāo)分析可知,現(xiàn)場(chǎng)藥劑用量的偏大導(dǎo)致了一粗浮選泡沫量增加,中礦返回量增大進(jìn)而造成總回收率偏低。

4 金、銀的利用價(jià)值評(píng)估

由于金、銀化驗(yàn)誤差較大,銅化驗(yàn)準(zhǔn)確,因此流程考查中金、銀的回收率按下式計(jì)算：

式中：γ為以銅化驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出的銅精礦產(chǎn)率,%。

流程考查期間,銅精礦中的伴生金銀分析結(jié)果如表6所示。

表6 金銀回收率

由表6可知,奧斯麥特爐渣中金銀的品位很低,金品位僅為0.8～1.2 g/t,銀品位僅為0.8～1.37 g/t。銅精礦中金品位0.63～2.24 g/t,銀品位48.8～82.2 g/t。銅精礦含金較低,銷售不計(jì)價(jià)。銅精礦含銀品位48.8～82.2 g/t,可以計(jì)價(jià)。

5 結(jié)論及建議

綜合上述考察結(jié)果，提出以下結(jié)論、建議：1)對(duì)于處理銅嵌布粒度較細(xì)的奧斯麥特爐爐渣,較大的磨礦細(xì)度是必要的,大部分礦物需要達(dá)到-400目方可實(shí)現(xiàn)有效回收[3]。同時(shí),可以考慮選用新型高效捕收劑,回收未達(dá)到完全解離的部分有用礦物。有必要對(duì)磨礦分級(jí)過程中如水力旋流器等分級(jí)設(shè)備的工作參數(shù)作進(jìn)一步的考查,提高分級(jí)效率,進(jìn)而提高磨礦效率,增加爐渣處理量降低生產(chǎn)成本。2)在本廠的工藝流程中,一粗浮選時(shí)間明顯偏長(zhǎng),粗精礦品位較低,二粗浮選時(shí)間較短,粗精礦品位較高。因此,可適當(dāng)減少一粗的槽數(shù),增加二粗的槽數(shù)來提高銅的回收率。3)考慮到奧斯麥特爐爐渣銅品位低,嵌布粒度細(xì),在現(xiàn)有工藝條件下,為最大可能提高銅回收率,精礦品位要求不能太高。4)現(xiàn)場(chǎng)藥劑用量過大,建議嘗試調(diào)整藥劑用量,降低選礦藥劑成本,優(yōu)化生產(chǎn)指標(biāo)。5)奧斯麥特爐渣中的金銀品位很低,浮選的銅精礦含金低,達(dá)不到計(jì)價(jià)要求,銀可以計(jì)價(jià)。

[1]江明麗,李長(zhǎng)榮.煉銅爐渣的貧化及資源化利用[J].中國(guó)有色冶金,2009(3):57-60.

[2]金銳,王景雙,等.復(fù)雜銅冶煉渣浮選試驗(yàn)研究[J].江西有色金屬,2009,23(1):12-14.

[3]魏明.銅轉(zhuǎn)爐渣選礦回收技術(shù)研究[J].礦冶,2004,3(1):38-41.

Discussion on Process Flow of Slag Floatation for Daye Nonferrous Ausmelt Furnace

CUI Maiying,HUANG Ruiqiang
（Daye Nonferrous Metals Group Holdings Co.,Ltd.,Huangshi,Hubei 435005,China）

No.2 slag flotation workshop of Huangshi Daye nonferrous Self Service Co.Ltd.will specialize in Ausmelt furnace gradual cooling slag of Daye nonferrous copper smelter by technical innovation of capacity expansion process.The paper discusses technical characteristic of furnace slag flotation in combination with inspection result of process flow,analyzes the factors of effecting flotation process index,evaluates utilization value of Au(Ag)contained in concentrate,and puts forward rectification measures of production process optimization.

copper furnace slag;process flow;flow inspection;associated Au(Ag);recovery rate

TD952

B

1004-4345（2014）06-0012-04

2014-07-22

崔麥英（1962—），女，教授級(jí)高工，一直從事選礦技術(shù)及礦山技術(shù)管理工作。