銅渣選礦流程中的多碎少磨應(yīng)用分析

姚占珍

（甘肅有色冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 金昌 737100）

1 銅渣的綜合利用現(xiàn)狀

當下世界范圍內(nèi)大約八成的銅產(chǎn)量以火法冶煉進行生產(chǎn)，其余兩成采用濕法生產(chǎn)。若不對銅渣進行有效處理，則勢必在占據(jù)大量土地資源的同時閑置浪費了大量銅鐵資源。故而以相對有效的方式對銅渣進行處理，并以較大力度提高銅渣的綜合回收處理技術(shù)，對于更好開展環(huán)境保護、提升資源的循環(huán)利用效率意義重大。當下銅渣回收利用過程以下述幾種方式為主：首先是火法貧化法，火法貧化以還原造硫與返回重熔為主要內(nèi)容。作為銅的傳統(tǒng)回收方式，爐渣返回重鑄所產(chǎn)生的冰銅主要回歸主流程。而單獨還原造硫法主要應(yīng)用在主流程之外回收爐渣中的鈷、鎳。其次是選礦法，選礦法的基本原理是依托有價金屬所具有的賦存磁學(xué)性質(zhì)、表面親水、親油性質(zhì)的不同，以磁選法與浮選法共同展開富集與分離工作。其三是濕法浸出法，濕法處理方式能夠良好解決火法貧化導(dǎo)致的廢棄污染問題與高能耗問題，由于其良好的分離特性，更適用于對低品位煉銅爐渣的處理。而銅的浸出過程主要應(yīng)用氯化浸出法及硫酸化浸出法，以直接浸出與間接浸出作為基本浸出形式。其四是聯(lián)合工藝法，以多種處理工藝進行銅渣的聯(lián)合處理，能夠?qū)崿F(xiàn)回收效率的大幅提升，這一過程中通用的聯(lián)合處理辦法包括浮選-焙燒-浸出法、還原-浸出法等內(nèi)容。[1]

2 “多碎少磨”與銅渣的選礦法回收技術(shù)

銅渣具有較大的處理難度，而冶煉之后銅渣具有比礦石更大的硬度，因此破磨流程往往難度較大。世界范圍內(nèi)對銅渣的選礦及處理過程通常具備如下幾大特性：藥劑制度簡單、浮選濃度高、需采用多段磨礦多段浮選、需要高濃度磨礦。長期的破碎與磨礦工作實踐表明，在強化破碎程度的同時使入磨粒度盡量降低，能夠有效降低選礦成本、提升碎磨效率。經(jīng)過多年實踐，“多碎少磨”的工藝理念逐漸被粉碎行業(yè)所普遍接納，這一理念通過對破碎產(chǎn)品的最終粒度進行降低，實現(xiàn)了細粒產(chǎn)品中細粒級含量的增加，以此提升磨機處理能力，實現(xiàn)金屬消耗量的減少和能耗的降低，從而減低經(jīng)濟成本，推動經(jīng)濟效益的提升。由于銅渣一般是由銅鐵等金屬元素及銅鐵氧化物與渣的結(jié)合體構(gòu)成，結(jié)構(gòu)特殊，普通液壓及彈簧方式的圓錐破碎機難以完成進一步破碎工作，這對銅渣選礦法回收利用效率的進一步提升構(gòu)成了制約。三段閉路式破碎作為銅渣破碎的主要方式，具有循環(huán)量大、循環(huán)流程長的特點，而慣性圓錐破碎機實現(xiàn)了對普通圓錐破碎機不足的有效彌補，很好地完成了對銅渣的破碎工作，能夠?qū)崿F(xiàn)銅渣入磨粒度的充分降低。從而達成了多碎少磨的作業(yè)過程，提升了整體流程的銅渣處理量，更好地做到了選礦流程的節(jié)能降耗。

3 慣性圓錐破碎機應(yīng)用實踐

3.1 慣性圓錐破碎機主要特點

作為新型節(jié)能細碎設(shè)備，慣性圓錐破碎機為破碎領(lǐng)域的效率提升提供了新的可能。慣性圓錐破碎機具備良好的機械性能、優(yōu)秀的機械結(jié)構(gòu)、別出心裁的設(shè)計思路，充分以“多碎少磨”的設(shè)計理念為依托，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)破碎設(shè)備不足處的針對性彌補。慣性圓錐破碎機能夠?qū)崿F(xiàn)對料層的選擇性破碎，因為采用擠滿給料方式，故而被在破碎腔中破碎物料需經(jīng)受強烈的脈動沖擊和來自各方面的剪切力與擠壓力。同時由于料層內(nèi)各顆粒間的相互作用，致使顆粒間發(fā)生強制自粉碎效應(yīng)，由于慣性圓錐破碎機的這一特性，使其能夠破碎如金剛石、燒結(jié)高鋁礬土、冶金爐渣等硬度極大的脆性材料。除此之外，慣性圓錐破碎機還具備產(chǎn)品粒度可調(diào)、破碎比大的特點，慣性圓錐破碎機能夠通過對排料間隙、偏心靜力矩、激振器轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)的調(diào)整，達到工作所需的破碎比。以便有效防止過粉碎，提高細粒級產(chǎn)率、增加細粉產(chǎn)量。同時該設(shè)備具備良好的過鐵保護性能，這時由于動錐和傳動機間并未建立剛性連接，因此若物料中無意混入不能破碎的物體，并不會對主機及傳動系統(tǒng)產(chǎn)生破壞作用。相較于傳統(tǒng)設(shè)備，慣性圓錐破碎及安裝流程較為便捷，因為整機應(yīng)用二次隔振技術(shù)，不需地腳螺栓等作為安裝輔助，故而在進行操作檢測、控制、停車、滿負載啟動、充滿給料等工作業(yè)務(wù)時具備便利性。同時因為慣性圓錐破碎機產(chǎn)品粒度細、破碎比大的特征，能夠?qū)崿F(xiàn)開路破碎，降低入磨粒度、減少破碎段數(shù)，故而并不需較多的輔助設(shè)備，減少了設(shè)備與基建投資。當下這一設(shè)備被廣泛應(yīng)用在加工、磨料、建材、冶金、礦山等諸多領(lǐng)域，并在世界各國被普遍使用，受到了諸多專業(yè)人士和用戶的一致認可。

3.2 GYP-900 慣性圓錐破碎機在銅渣破碎流程中的應(yīng)用

銅渣資源在循環(huán)利用方面雖然有著廣泛的應(yīng)用前景，但也存在著較難克服的不足。最大難點在于銅渣的組成與結(jié)構(gòu)對浸出與選礦等處理流程造成了阻礙，例如大冶諾蘭達爐渣中，銅硫顆粒的尺寸差異較大，因此需要分段展開磨礦，并進行選出工作。而含量達到46%的鐵大多分布在磁性氧化鐵兩相及橄欖石中，可選磁性氧化鐵礦物較少，又因為兩者間相互嵌合，粒度較小，為磁選過程帶來了阻礙。獲得的鐵精具有較低的礦產(chǎn)率、較高的含硅量，無法投入使用，類似的問題在爐轉(zhuǎn)渣的選礦流程中同樣普遍存在。其次在于有關(guān)爐渣的理論研究工作不足，即便當下關(guān)于煉銅爐渣的綜合利用研究火熱，但工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模工藝的形成理論仍舊缺乏。提升銅渣循環(huán)利用效率能夠帶來普遍的社會經(jīng)濟效益，同時具備良好的工業(yè)應(yīng)用市場，為此應(yīng)當進一步深化理論研究，強化“多碎少磨”理論體系的逐步落實，以便更好促進銅渣回收產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)發(fā)展。[2]

實踐過程中，以赤峰某公司對GYP-900 慣性圓錐破碎機的應(yīng)用為例，該公司銅渣是轉(zhuǎn)爐渣，具有50%左右的較高含鐵度，導(dǎo)致銅渣具有較高的密度與硬度，質(zhì)地堅硬，難以展開破碎工作。銅渣以輝銅礦、硅灰石、赤鐵礦、磁鐵礦、鐵橄欖石作為主要礦物組成。該選廠的生產(chǎn)工藝流程設(shè)計為兩段破碎方式，應(yīng)用PE400*600 顎式破碎機展開第一段破碎工作，應(yīng)用GYP-900 慣性圓錐破碎機展開第二段破碎工作，原礦給入式PE400*600 顎式破碎機的粒度為-300mm，在破碎物料后物料進入GYP-900 慣性圓錐破碎機，由于慣性圓錐破碎機產(chǎn)品破碎粒度細，能夠?qū)崿F(xiàn)開路破碎，產(chǎn)品可不經(jīng)進一步處理進入粉礦倉，相較于傳統(tǒng)爐渣破碎過程，在達成開路的同時避免了一段破碎過程，實現(xiàn)了基建投資成本和設(shè)備采購成本的大幅降低。該赤峰公司自2008 年11 月起正式開車至今，GYP-900 慣性圓錐破碎機符合了生產(chǎn)要求，成功運行至今，經(jīng)多次取樣測試表明，產(chǎn)量達到了35.1～46.8*103kg/h。在慣性圓錐破碎機工作間隙為35mm，給料粒度為-70mm 時，產(chǎn)量達到了40.1*103kg/h。

3.3 GYP-1200 慣性圓錐破碎機在銅渣破碎流程中的應(yīng)用

以東營某公司渣選廠對本公司銅冶煉廠的銅渣處理為例，冶煉爐渣具有較高的含銅量，但該公司長期未找到適合的處理設(shè)備，導(dǎo)致該公司在銅渣方面發(fā)生了嚴重積壓，至少有上千萬元未能及時回收，嚴重影響了公司的正常運轉(zhuǎn)。該公司銅渣與上述赤峰公司類似的銅渣性質(zhì)，不過因為該公司的后續(xù)處理更為合規(guī)，使物料的致密程度大為降低。該公司同樣應(yīng)用兩段破碎自2008 年11 月起，在第一段破碎采用PE600*900 顎式破碎機，在第二段通過GYP-1200 慣性圓錐破碎機的應(yīng)用，在產(chǎn)品粒度細的情況下做到了開路破碎，產(chǎn)品可不經(jīng)后續(xù)處理直接進入粉礦倉，大大縮減了破碎流程。自2009 年6 月起該設(shè)備運行至今，GYP-1200 慣性圓錐破碎機始終保持了良好的運行狀況，日產(chǎn)量符合生產(chǎn)要求，產(chǎn)品粒度整體合格。

總體而言，慣性圓錐破碎機的料層選擇性破碎性能突出，具備破碎比大、產(chǎn)品粒度細的特征，能更好地對大硬度的脆性物料展開破碎工作，在對銅渣、鋼渣等冶金爐渣的破碎過程中，相比于其他破碎機優(yōu)勢更大。銅渣破碎過程中，慣性圓錐破碎機的應(yīng)用實踐已經(jīng)證實，該設(shè)備能夠很好符應(yīng)銅渣破碎的基本需求，在對銅渣開展綜合利用回收過程中不可或缺。由于慣性圓錐破碎機能夠克服銅渣難以進行破碎的缺陷，加之其破碎產(chǎn)品粒度較細，能夠更好踐行“多碎少磨”理念，因此實現(xiàn)了磨礦流程能耗的大幅降低，提升了渣選廠處理能力，切實降低了選礦流程的能源消耗。同時使得開路破碎流程更為簡單，通過高效的兩段破碎完成開路工作，大幅降低了選礦流程對場地空間的要求，做到了基建投資的大幅減少。而慣性圓錐破碎機優(yōu)異的過鐵保護性能，保證了當破碎階段出現(xiàn)不可破碎的物體時，設(shè)備不會因此發(fā)生故障，確保了設(shè)備運轉(zhuǎn)率的穩(wěn)定。

在銅渣破碎流程中慣性圓錐破碎機的成功應(yīng)用，為銅渣更好開展綜合回收利用提供了節(jié)能降耗、簡單高效、多碎少磨的破碎流程，更好踐行了銅渣選礦流程中“多碎少磨”的有關(guān)理念，是銅渣選礦法回收過程中理想的細碎設(shè)備。