銅渣選礦流程中的多碎少磨應用分析

姚占珍

摘 要 本文對世界范圍內(nèi)銅渣的利用現(xiàn)狀展開概述，分析了各類冶煉方法所需的不同回收工藝，并具體闡述了慣性圓錐破碎機在銅渣選礦廠破碎過程中的實踐應用，以此為銅渣選礦流程中多碎少磨的具體應用提供參照。選礦廠的建設與生產(chǎn)過程中，磨礦環(huán)節(jié)是能耗最大、投產(chǎn)最高、生產(chǎn)費用所需最多的一個環(huán)節(jié)，也同樣是需要廠房面積、操作維護人員、設備占用噸位最多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。因此將多碎少磨理念深化應用在銅渣選礦過程中，對于選礦經(jīng)濟效益的提升，具有極為重要的意義。

關鍵詞 銅渣選礦 多碎少磨 慣性圓錐破碎機

中圖分類號：TF52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）08-0022-02

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，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，能夠實現(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

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合體構成，結構特殊，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，能夠實現(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)能細碎設備，慣性圓錐破碎機為破碎領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)秀的機械結構、別出心裁的設計思路，充分以“多碎少磨”的設計理念為依托，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)破碎設備不足處的針對性彌補。慣性圓錐破碎機能夠實現(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，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)設備，慣性圓錐破碎及安裝流程較為便捷，因為整機應用二次隔振技術，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，能夠實現(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備，減少了設備與基建投資。當下這一設備被廣泛應用在加工、磨料、建材、冶金、礦山等諸多領域，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用

銅渣資源在循環(huán)利用方面雖然有著廣泛的應用前景，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構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，類似的問題在爐轉渣的選礦流程中同樣普遍存在。其次在于有關爐渣的理論研究工作不足，即便當下關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)應用市場，為此應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用為例，該公司銅渣是轉爐渣，具有50%左右的較高含鐵度，導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)工藝流程設計為兩段破碎方式，應用PE400*600顎式破碎機展開第一段破碎工作，應用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，能夠實現(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備，導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。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用實踐已經(jīng)證實，該設備能夠很好符應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，設備不會因此發(fā)生故障，確保了設備運轉率的穩(wěn)定。

在銅渣破碎流程中慣性圓錐破碎機的成功應用，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”的有關理念，是銅渣選礦法回收過程中理想的細碎設備。

參考文獻：

[1] 劉方明，夏曉鷗，陳幫，等.銅渣選礦流程中的“多碎少磨”應用研究[C]//第二屆冶煉渣綜合利用技術交流會暨適用技術裝備推廣會論文集.北京：北京礦冶研究總院， 2014：98-106.

[2] 王立興，劉方明，劉承帥.慣性圓錐破碎機在銅渣破碎流程中的應用研究[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息，2013（15）：408-409.