炉渣选矿在我国的发展与应用.pdf

／ 7 7， 到 厂 培 二 二 二 耙 一 6 炉渣选矿在我 国的发展与应用 北京有色 冶金 设计研究 总院王 少青 卢荣富 。 摘要 本文简单舟绍了影响炉渣选矿的诸多因素和炉渣选矿在我国的发展与应用． 关键词凝固 扩散聚结 缓慢冷却 冷却速度磨矿细度铜硫化物 随 着冶金 技术 的不断 发展 ， 冶炼 厂转 炉，闪速炉和诺兰达炉等熔炼后的含铜较 高 的炉 渣要 返 回处 理 ，其 过 程 比较复 杂 ． 过去采 用 贫化电 炉熔 炼后 弃渣， 这种方法 弃铜 含量 高 0 ． 5 ％ ～0 ． 6 ％cu ，耗 电多 1 4 5 k W h／t ， 环境 污染 严 重 。为 此 ， 当今世界上许多国家，如 日本 芬兰、加 拿大等 的冶炼厂采用 了选矿方法 回收炉渣 中的铜 ，并已取得成功．这种方法具有 比 常 规 火 法熔 炼 成 本 低 、铜 回收 率 高 约 9 0 ％ 以 上 、 弃 渣 品 位 低 0 ． 3 0 ％ ～ 0 ． 3 7 ％ Cu 和 耗 电 较 少 7 0 ～ 8 c l k W h ／t 等优点．我国铜炉渣选矿实践也在发 展之 中． 炉 渣选矿 目前用 于处 理转 炉渣 ，少数 用 于处理 闪速 炉渣和 连续炼铜 炉渣 。常见 采 用选 矿方法从低 硅转 炉渣或 低硅高铜炉 渣中回收铜精矿。 1 炼铜炉渣的影响因素 炼 铜 炉渣 实 际上是 一 种 。 人 造矿 石 ， 其选矿 效果直接受 以下因素影 响． 1 - 1 炉 渣的冷却 速度 炉渣冷却速度直接影响选别效果。炉 渣缓慢冷却有利于铜颗粒长大和改善渣的 可磨度 ，这是炉渣浮选的关键。炉渣凝固 的最 初冷却 阶段 ，其 温度在 I O 0 0 “ C以上 ， 采 取 缓 慢冷 却 可使 大部 分 熔 解 的铜 析 出 ， 并 使 析 出物 借 扩 散 和 聚结 作 用 长 大 。反 之 ，急速 冷却会阻 止析 出铜长 大 ，而且 即 使极细磨矿也不能使大部分单体铜同脉石 解离。 据多数炉渣选矿厂测 定，浮选尾矿含 铜 颗粒都小于 5 ．u rn，然 而大于 5 ．u rn 的铜 颗粒越多，浮选效果越好． 炉渣的冷却速厦与铜颗粒组成，及其 对可磨性 的关 系．分另 I 见表 I 与表 2 。 从 表 l可 以看 出，在 1 0 0 0 ℃ 以上， 随 冷 却速 度 加快 ，5 m 以下 粒 级 含量 增加 ， 7 0 --l O 0 m粒级逐渐减少．这说明人工控 制炉渣缓慢冷却可使铜粒度长大，有利于 磨矿与浮选条件的改善。随着冷却速度加 快 ，炉 渣 的 硬 度 也 上 升 ，增 加 了磨 矿 难 度，即可磨系数减小． 炉渣与矿石物理性质不同，所以可磨 性方面有很大差异，矿石在形成过程 中生 成的矿物结 晶体远较炉渣中的矿物和金属 粒子 大 ， 因而 比较 易磨 ，见 表 3 。转 炉渣 与含铜黄铁矿石的磨矿对 比试验结果也表 明，前者比后者难磨． 由图 l曲线 表示 的转炉 渣 与含铜 黄铁 矿 磨至一 0 ． 0 5 3 ram 占 9 6 ％时 的可磨 性可 以 重当萱童塑重耋 堡 一 有 色矿 山一 1 9 9 3 ． 3 4 2～ 维普资讯 表 l 炉渣不同冷却速度下的铜颗粒组成 表 2 不同冷却速度对炉渣可磨性的影响 表 3 炉渣与铜矿石相对可磨性 种 类 相对可磨性 铜矿石 转炉渣 反 射炉 渣 2 I O． 77 表 4 不同冷却速度对浮选结果的影响 上述综合分析表明缓慢冷却对 于铜 颗粒长大和可磨性 的改善有利，并直接影 响选别效果 ．1 0 0 0 2 以上的炉渣冷却 ，其 速度以不大于 卜3 ℃ ／mi n为宜，即采取 缓冷 ；1 0 0 0 以下 采用 自然冷 却 或喷水 冷 却不会对可磨性以及选别效果产生太大影 炉渣选矿在我 国的发展与应用一王步青 一 4 3 维普资讯 响；急 速冷却 ，效 果较差 。总而 言之 ，采 用选矿 方法 回收渣 中的铜 ，最好用缓 慢冷 却 ． 此 外 ， 一 般 炉 渣 磨 矿 细 度 在 一 0 ． 0 3 7 mm 占 9 5 ％时 ，方 能取得较理 想 的 选别结果，见表 4 ． 术 一 鲁 丑 _I L 血 5 1 o 1 5 20 2 5 3 0 3 5 4 0 磨矿 时同 图 1 相对可磨性铡 定曲线 溘 1 , 2 炉渣化学 和物相组成 生 产 和试验 表 明， 炉渣化学 组 成主要 表现 于 铜元 素存 在 的形 态 。 由于铜 硫酸盐 极少 ，故其他化合物对浮选效果无多大影 响 ． 炉 渣 的 物 相 组 成 对 选 矿 结果 影 响很 大 ，硫化 物 、金 属铜 含量越 多 ，浮选效果 越好 ；反 之 ，硅 酸盐 、 氧化 物越 多 ，效 果 则越差．一般炉渣古铜硫化物占全铜 6 3 ％ 一 9 2 ％，含 金 属 铜 占 1 0 ％左 右 ．见 表 5 。 据资料报道 ，通常在炉渣含铜 1 ％～1 2 ％ 时 ， 浮 选 尾 矿 品位 可 降 低 到 0 2 ％ ～ 0 ． 5 ％ Ca． 表 5炉渣 的物 相组成 产品 硫化暂金属铜氧化物硅酸盐其它 合计 经 验表 明 ，炉渣 中 的二氧化 硅含量 一 般不超 过 1 8 ％～2 0 ％ ，以 F e／ S i O2 1 ． 7 1 ． 8 为宜。另外。从表中看 出，就浮选的 铜 回收率而论 ，低硅渣 比高硅渣高，因为 高 硅 渣 易 生 成 铜 铁 硅 酸盐 类 。 硅 酸 盐 类 多 ，选 矿 效果差 。 高硅 渣 不 仅 可磨 性 差 ， 而且 随着二 氧化 硅含量 的增 加 ，精 矿产 率 与 回收率将 降低，尾矿品位则升高．见表 6 。 表 a 二氧化硅含置对选 矿结果 的影响 1 ． 3炉渣选矿工艺 流程 我国 铜炉渣选 矿 的生 产经 验 不多 ．除 贵溪冶炼 厂 1 9 8 o年 由 日本住 友金 属矿山株 式 会 社 设 计 的 转 炉 渣 选矿 系 统 已 经 生 产 外，白银 公司的炉渣选矿只做了半 工业试 验 ，大 治 冶炼 厂 炉渣选 矿与 天津 冶炼 厂 的 炉渣选矿正在列人建设计划。 2 转炉渣选矿实践 2 ． 1 贵溪冶炼厂 贵溪 冶炼 厂转 炉渣选矿厂 于 1 9 8 5年建 成 投产 ，转 炉渣经铸 渣机 自然 冷却 后 作 为 选 厂人选 原料． 炉渣 中 的铜 约有 1 7 ％ 呈 金 属 铜存 在 ， 其余 8 3 ％为硫化铜．铜 的嵌布粒度较细， 0 ． 0 1 ～0 ． 0 4 4 ram 占 8 0 ％ 以 上 。 转 炉渣经两 段一 闭路 破碎 ，最 终粒 度 小于 1 5 ram． 磨 浮采用 阶段磨 矿 阶 段选 别 、中矿 一 4 4 有 色 矿山一 1 9 9 3 ． 3 维普资讯 再 磨 、再选 的单一 流程 ．一段 磨矿细度 一 0 ． 0 7 4 mm 占5 5 ％ ， 二 段 一0 0 3 7 mm 占 8 0 ％， 中矿再磨细度- 0 ． 0 2 5 ram 占 8 0 ％。 浮选药剂选 用 z 一 2 0 0 、黑药、松油 ； 钢 球 消 耗2 ． O ～ 2 ．1 k g ／ t ； 电 耗 6 4 3 5 k Wh／t 。 转 炉渣 碎磨 功 指 数 Wi 2 3 k W h／t 。 表 7 选 矿结果 ％ 2 2白银炉渣选 矿试验 白银公司于 1 9 8 8 年 7 月进行 了白银炉 溶池富氧熔炼低硅渣的半工业试验。炉渣 采 用 自然冷却 ． 炉渣 中的铜 有 1 7 ％为 氧化 铜 ，8 1 7 ％ 为硫化铜，其余 1 ． 6 7 ％为硫酸盐．铜的嵌 布 粒 度 较 细 ， 不 均 匀 ， 一0 ． 0 4 3 mm 占 6 5 ％ ，0 0 7 4 mm 约 占 2 O ％，一0 ． 0 2 mm 约 占 5 0 ％． 炉 渣 经 两 段 开 路 碎 矿 ， 最 终 粒 度 - 2 5 mm 。 磨 矿采 用 两段 ， 一段 由格 子 型球磨 机 与 螺 旋 分 级 机 构 成 闭 路 ， 磨 矿 细 度 一 0 ． 0 7 4 mm 占 9 9 ． 4 ％ 。二 段 由溢流 型 球磨 机 与 旋 流 器 构 成 闭 路 ， 磨 矿 细 度 一 0 ． 0 4 3 mm 占 9 4 ． 5 ％ ． 浮选 流 程 为一 粗 、 一 扫、二精、中矿依次返回。 表 8 半工 业性 试验 结果 ％ 2 ． 3 诺 兰达反应 炉渣选 矿 的可行性 大冶冶炼厂技术改造采用诺兰达连续 炼铜新工艺，产生的低硅高铜炉渣用选矿 方法处理，回收渣中的铜。 炉渣 经铸渣 机 自然 冷却后 ，作 为选 厂 人选原料 。 炉 渣 中 的主要 成份 有 铜 硫化物 、磁 铁 矿 、磁 黄铁 矿和 少量金 属铜 、硅 酸盐类 矿物、玻璃 体等 ．硅酸盐类矿物以铁橄榄 石 为主 ，辉石 类次 之 ．铜 硫化 物 与金属铜 是选 矿作业 的主要 目的矿物 。 炉渣 中，铜 硫 化物呈 现 为机 械夹杂 的 冰铜 珠 ， 主要嵌 布在铁橄 榄 石和磁 铁矿 颗 粒之间。铜硫化物与磁黄铁矿紧密共生， 组 成 一 个 晶 体 ． 成 为 冰 铜 珠 ，其 中 一 0 0 4 mm 细粒约 占冰铜 总量 6 0 ％以上。 磁 铁 矿呈 柱状均 匀分 布 ，8 5 ％ 为 自形 晶、半 自形晶、粒状集合体或单晶，粒度 一 般 为 0 ．0 1 ～0 0 5 mm。 炉渣 中的玻璃体 S i O ， 主要分布于 胶体结构物硅酸盐与冷却过程析出的橄榄 石 晶粒 之 同。 表 9预计 指标 ％ 铜硫化物是 以 F e S 与 Cu S为主的共 熔 物 ， 呈 冰 铜 珠 ， 粒 度 0 ． 2 mm 约 占 2 0 ％ ， 一0 ． 0 2 ram 约 占 5 O ％ 。 可 浮 性 较 好，宜用浮选方法回收． 炉渣密度 4 ． 0 ．硬度大 ，性脆． 炉 渣 经 两 段 一 闭路 碎 矿 ，最 终 粒 度 - 1 5 m m ． 然 后 经两 段 闭路 磨矿 ，磨 矿细度 分 别 为 一0 0 7 4 mm 占 8 O ％ 和 一0 0 4 4 mm 占 9 0 ％．浮选 为一粗 、一 扫 、二精浮选 流 程，作业浓度分别为 3 6 ％、3 0 ％．2 8 ％． 炉渣选矿在我国的发展与应用一王少青 4 5 维普资讯 精 矿 图 2 大冶炉渣选矿工艺流程 浮 选尾 矿 经磁选 ，产 出磁精 矿 ，设 计 流程 见 图 2 ． 3 展 望 炉渣选 矿 中，浮选 效果 主要 取决 于 炉 渣冷却速度的快慢．缓 慢冷却可使铜硫化 物 晶粒增大，对改善磨 矿条件 ，提高浮选 回收率与降低生产成本均有益处，因此， 控制炉渣冷却速度是选矿 工艺很重要的参 数 ． 用选 矿方 法 回收渣 中 的铜硫 化 物 在我 国 是 有 发展 前 途 的 ． 除 贵 溪 转 炉 渣 选 矿 厂 、太冶 冶炼厂 选矿厂 外 ，天 津 冶炼 厂炉 渣选 矿厂 和水 口山冶炼 厂 炉渣 选矿 厂 也正 在筹 建 中， 同时，炉渣 浮 选得 出 的 品位 为 0 ． 3 ％ ～0 ． 5 ％Cu的尾 矿 ，仍 有 回收 的可能 性，值得进一步研究，应提到日程上来． 责任编辑李 先 竖井井筒大修实践经验 为提 高企业 的经 济效 益 ，水 口山铅 锌 矿在加速矿 山深部开拓 的同时 ，对 提升系 统的设施进行技术改造．于 1 9 8 8 年 8 月以 后 ，相 继对 二坑 主井 、七 坑 副井 、五坑 竖 井进行大修改造．这些竖井均经 4 0 杂天的 昼夜奋战完成了大修任务 ，各项工程安装 合格率均在 9 0 ％以上，尽量做到大修时不 影 响生产，取得 了经验 ． 该矿首先 在竖井大修前做好各硬准备 工作，对 井筒进行 现场调查，搞清井壁松 石，行人格的平台及梯 子破坏情况，对井 壁与提升容器最突 出部位 的间隙，罐道和 罐道梁腐蚀及磨损情况以及风水管 电缆 状况进行严格检查并据以作好大修前 的安 排 ，编制大修计划和确定大修项 目。再据 实 际 检查 ， 将发 现 的 问题 结合 现 场 实 际 ， 对 照 冶金 矿 山安全 规 程 的有 关 规 定 ， 编制施工方案和 网络计划，做好各种安全 措施和组织措施。同时，制定好各种质量 标准，严格按质量标准进行施工． 以五坑竖井为倒，井筒深度 大 5 6 8 。 0 9 m ， 中段 多 1 3个 ， 罐 道 梁 共1 9 7 架 ，在充分调查多次测定检查竖井井壁及 井筒内构筑物 的基础上，针对井深大，钢 梁多的特点，结合现场实际，在修筑和更 换镪梁时，在井筒 中分四个作业组同时平 行作业，太大缩短了大修时间，保证 了大 修工期． 陈率念 4 6 有 色 矿 山一 1 9 9 3 ． 3 维普资讯