冶炼渣浮选处理工艺及评价.pdf

一 弓 f 2 0 0 0年 9月 第 2 9卷第 5期 有色矿山 No n f e r r o u sM i s e p 1 ． ， 2 0 0 0 2 9 No 5 冶 炼 渣 浮选 处 理 工 艺 及 评 价 黄建芬， 丁长云 、 白银有色金属公 司， 甘肃白银 7 3 0 9 0 0 [ 关 键 词 ] 浮 选 ；三 堇 堕盐渣j弹 潞 』 ／ 钢 炼 并 [ 摘要】舟绍丁白银公司冶炼厂铜炉渣 浮选处 理的情况和存 在的问题 ， 对转炉渣 和干渣的 选 矿 处理 现 状 进行 丁评 述 。 【 中图分类号 ]T D9 5 2 1 [ 文献标识码 ]A [ 文章编号]1 0 0 2 - 8 9 5 1 2 0 0 0 0 5 ． 0 0 2 7 0 4 Te c h n o l o g y a n d r e v i e w o f s me l t e r s l a g flo t a t i o n HUANG J i a n f e n， DI NG Ch a n g - y u n 肪 No n 一 m ∞ Me t a l s C o mp a n y， 肪 7 3 0 9 0 0， C h i n a Ke y wo r d sl l o t a t i o n； t e c ] a n o l o g y r e v i e w； s me l t e r s l a g； c o n v e r t e r s l a g； d r y r e s i d u e Ab s t r a c t Th i s P a 口 e r i n t r o d u c e d t h e c o n d i t i o n a n d s o me i S d , l l es o f cop p e r s l ag fl o t a t i o n i n sm e l t e r i n I M i y i n No n - f e r r o u s M e t a l s C o mp a n y． The c u r r e n t s i t u a t i o n o f mi n e mI p r o c e s s i n g o f con v e r t e r s l ag a n d d r y r e s i d u e we r e r e v i e we d． 1 概 述 铜冶炼厂在生产过程中不可避免的要产 生各 种伴生 的含铜 固体物料 ， 如冶炼 渣 、 炉底 结块、 炉壁 牯 结 物、 喷溅 粘 结物 和清 扫 物 等 J ， 其中冶炼渣是含铜和其它有价金属最 多 ， 物料 量 也最 大 的组 分。采用 选 矿方 法 处 理冶炼 渣不仅处 理能力 大 ， 不 占用 炉床 面积 ， 而且 回收率高 ， 成本低 ， 富集效果好 ， 是处理 冶炼渣 最 经 济有 效 的方 法 之 一 。 国外 早 在 3 O 年代就开始用选矿 主要是浮选 方法处 理 冶炼渣 的研 究 。到 7 0年代 时 ， 世界上 已 有十多个铜冶炼厂采用此法处理冶炼渣 ， 并 取得 了 良好 效果 。 白银 公 司对铜冶 爝_ 渣 的选 矿试验研究 始 于 1 9 6 3 年 。7 O 年代 ， 白银公司研制 出了“ 白 银炼钢法” ， 开始用 白银炉和转炉结合的工艺 [ 收稿 日期] 1 9 9 8 1 21 5 [ 修订 日期] 2 o o 0 5 2 3 【 作者简介】 黄建芬 1 9 6 5 一 ， 女 ， 选矿工程师 从事选矿研究工作 。 吹炼粗铜 ， 年产炉渣约 8万 t 。工艺 的核心设 备是白银炉 ， 炉床面积是 1 0 0 m 2 。在采用富 氧鼓风后铜冶炼能力大为提高 ， 但 随之而来 的问题是炉渣含铜品位 的升高。目前转炉渣 含铜平均品位为 5 ％左右 ， 白银炉渣含铜平 均 品位 0 6 4 ％ ～0 ． 8 0 ％ J ， 另有 一定 数 量 的 干渣 干渣 主 要是 炉壁 粘 结 物 、 铜 包 粘结 物 、 清扫物和白银炉的事故排渣等 。多年以来 ， 白银公司在不断尝试用选矿方法处理这些冶 炼渣 ， 回收有 价 金 属方 面 进行 了一 些小 型试 验和半 工业 试验 。如 1 9 6 5年 转 炉 渣 的 小型 闭路试验、 1 9 7 4年和 1 9 7 5年 的转 炉渣多个 班连续试验、 1 9 7 6年 2 0 ff d规模 的转炉渣选 矿工业试验等。1 9 9 3年 3月 ， 做过一个选矿 方案 贫化转 炉 渣 的可行 性 研究 ， 并 与火 法 方 案进行了对 比。这些试验取 得了一定成绩 ， 并 于 1 9 9 7年在 选矿 厂开 始 了工业 试生 产。 2 冶炼渣的性质 白银 公 司铜 冶 炼厂 的炉 渣 为缓 冷渣 ， 平 均粒度为 3 0 0 mm左右 ， 最大块 5 0 0 mm， 密度 3 ． 8 3 --4 ． 3 0 d m 3 ， 硅铁 比 s i F e 高。炉渣 中 维普资讯 有色矿山 2 0 0 0年 铜 品位 的高 低 困渣 种类 的不 同而有 所 变 化 。 渣 中 化 学 成 分 为 C u 5 2 4 ％、 F e 3 7 ． 1 2 ％、 S1 ． 6 0 ％、 S i 0 2 2 8 1 0 ％ 、 Mg O 0 ． 4 3 ％、 仙 q 1 3 1 ％、 C a O2 5 8 ％ 、 Au 1 ． 3 8 e ． ／ t 、 Ag 6 4 ． 7 4 g ／ t 。铜 物 相 分 析 结 果 表 明 原 生 铜 占 3 5 ． 0 9 ％ 、 次 生 铜 占 5 6 7 3 ％ 、 氧 化 铜 占 8 ． 1 8 ％。渣 中主要矿 物及相对 含量见表 1 。 表 1渣 中主 要 矿物 及 相 对含 量 ％ 旷物 含 量 矿物 含 量 趺橄榄石 5 3 0 7 玻璃体 1 0 ． 8 4 爵跌灰石 1 0 ． o 0 铜铁金属硫化物 8 5 1 古铁硅 灰 石 3 ． 0 0 金属 铜 微 量 瞄铁矿 l 4 5 8 台计 1 0 0 0 0 注 白银 矿冶 技术 贸 易公 司 ‘ l 0 3 9 3 J 工程 ． 白银 有 色 金属公司冶炼 厂转炉渣选矿可行性研究报告 1 9 9 3 3 矿 物嵌 布特性 铜 的主要 矿物是 黄铜矿 、 方黄铜矿、 斑铜矿 ， 另有少量辉铜矿。它们和 磁黄铁 矿 密 切 共 生 ， 形 成 一 个 晶粒 ， 即 冰 铜 珠。冰铜珠 一0 0 7 4 m m 占 3 3 6 3 ％， 有 中粗 粒 0 ． 2～0 ． 0 4 r a m 和 细 粒 0 ． 04 ram 之 分 ， 其中铜矿物较磁黄铁矿稍细一些。 3 试验情况 3 ． 1小型试 验 一 般的铜冶炼渣均硬度大 ， 难磨 ， 但组成 成分简单 ， 物质稳定 ， 无矿泥和可溶性盐类等 干扰 ， 只要充分磨至铜矿物单体解离 ， 便可获 得 良好 的选别 指标 。国 内外 的渣 选厂 大多采 用了多段磨选流程 ， 最终磨矿细度一般控制 一 0 ． 0 4 3 ram 一3 2 5 目 占 9 0 ％左 右 ， 并 在 第 一 段磨矿回路 中设置有单槽浮选机 闪速浮 选槽 回收金属单质和 已单体解离的铜矿物 及贵金属金、 银 ， 先期 获得一个高品位 4 0 ％ 左右 的铜精矿。如贵溪冶炼厂转炉渣选矿 车间和 日本的 日立 选厂等 J 。 白银 公 司 冶 炼 厂 转 炉 渣 的 小 型 试 验 于 1 9 9 5年进 行 。试 验 的 目的是 为 白银 公 司 决 策冶炼 炉渣 选 矿 处 理 提 供 进 一 步 的技 术 支 持 ， 同时也 为技 术改 造提供 依据 和参 考 ， 因为 与冶炼厂 毗邻 的 白银公 司选 矿厂是 一个 始建 于 6 O年代的老厂， 其矿石选矿系统生产能力 富裕很多， 通过对现生产系统进行局 部技术 改造 ， 便可实现用较小 的投资新增一套炉渣 选矿系统 4 3 2 t ／ d ， 从 而达 到处 理铜冶炼炉 渣 的 目的 。 试 验原料为 冶炼厂渣 堆上采 取 的铜 品位 5 ． 2 4 ％的转炉渣 。试验表 明， 该 渣虽然 难 碎 衷 2 白银 公 司冶炼 厂 转炉 渣小 型 试 验指 标厦 部分 铜 冶炼 渣 选厂 的 生产 技 术指 标 往 。 为 1 9 9 7年 生 产指 标 难磨 。但只 有粗 磨条件 下 一0 ． 0 7 4 m m 占 6 2 ％ 用一粗一扫 的开路流程和简单 的药剂 条件即可产出高品位 的铜精矿 ， 且回收率指 标较好。试验指标见表 2 。为 了便于进行对 照， 表 2同时列出了部分铜冶炼渣选厂的生 产技术指标 同时还进行 了转炉渣 与浸染矿 合选 的试 验研 究 ， 以探讨其 可行 性 。 合选的浸染矿采 自选矿厂磨浮车间的给 矿皮 带 ， 其 品位为 1 ． 2 0 ％。试验 指标 见表 3 。 试验表明 ①与渣单选相 比， 合选不仅提 高了对细度的要求 ， 而且技术指标 比较差 ， 渣 的铜精矿 品位 降低 1 4 ． 8 o ％， 铜 回收率 降低 了 2 4 4 ％。另外 ， 合选的浸染矿的品位虽有 维普资讯 第 5期 黄建芬等 冶炼渣浮选处理工艺及评价 2 9 表 3 转炉渣与漫染矿 的合选小型试验指标 产率品位 铜 回收率 备 注 名称 ％ ％ ％ 精矿7 2 7 2 7 4 9 0 2 1 尾矿9 2 7 3 O 2 3 9 ． 9 7 原 矿1 0 0 2 ． 2 2 l O O ①馇 浸染矿 1 3 ②试驻条件 一 o 0 7 4 ra m占 7 5 ％， 黄药 1 0 8 g J t ． 2 油 3 O g h． 粗选 C ．a O 4 4 8 ， 精 选 C a O 7 5 O f 所 提高 浸染矿 单选 的精 矿 一般 为 2 2 ％ ， 但 铜回收率下降 的幅度更大 浸矿单选的回收 率一 般在 9 5 ％以上 ， 并 且 ， 台 选使得 对精 矿 的计量更困难 ， 因此 ， 合选是不经济、 不可取 的。②与渣单选相 比， 合选的浮选流程要复 杂一些 一粗一扫一精 ， 中矿依序反回 。 根据以上试验研究 结果 ， 认为 白银公司 冶炼厂的转炉渣具有 良好的可浮性和独特的 浮选行为 ， 可予以单独浮选处理 ， 具有进行工 业试验的价值。 3 ． 2工业试验 1 9 9 6年 8月 ， 白银 公司 选矿 厂技术 科 在 裕 民选矿 厂 进行 了转 炉渣 的半 工业 试验 ， 初 步验证了小型试验工艺方案的合理性， 工业 试验 的流程 与小 型 试验 的流程 相 同 ， 工 业 试 验的指标为 原矿品位 8 7 2 ％， 铜精矿品位 2 3 ． 4 5 ％ ， 铜 回收率 9 6 ． O 9 ％。 工业试验表明 ， 浮选浓度应控制在 3 8 ％ 左右 ， 因为这一浓度不仅可保证浮选机不沉 槽， 而且可以满足获得最高 的铜选矿 回收率 的需要 。若 将 浓 度 为 2 7 ％时 的相 对 回收率 视为 0， 则 浓 度 为 3 3 ％和 4 4 ％时 的 回 收 率 为 一0 ． 7 ％， 而 浓 度 为 3 8 ％ 时 的 回收率 为 2 ． 3 ％。 3 ． 3工业试 生产 根 据小型试 验 和半 工 业试 验 的结果 ， 白 银公司在 1 9 9 6年决策冶炼厂炉渣 含 白银炉 渣和转炉 渣 由选 矿 厂处 理 。选矿 厂 在 充分 论证 的基础 上通 过技 术 改造 ， 新 上 了一套 提 升矿石 的卷 扬 系统 ， 利 用 了原 碎矿 中细碎 和 磨浮 1 1 、 1 2 球磨 机 以及 闲置 的一 排 J J F- 8 浮选机 ， 形成 了实际生产能力为 4 3 2 t ／ d 的冶炼炉渣处理系统 ， 其磨浮部分 的流程见 图 1 。 冶 练舻 碴 铜 精 一 尾 矿 圈 1冶炼 炉 渣 处理 系统 唐 浮 部分 流 程 工业试生产始于 1 9 9 7年 ， 当年处理转炉 渣 1 2 2 6 5 t ， 干渣 1 8 5 3 0 ． 4 t 。1 9 9 8年 上 半 年 处理 转炉 渣 5 5 2 5 t ， 干渣 9 1 4 2 ． 3 t ， 所 获 得 的 指标 见表 4 ， 表 5 。 表 4 1 9 9 7年 处理 冶炼 渣工 业 试 生产 指 标 表 5 1 9 9 8年上半年处理冶炼渣工业试生产指标 4问题讨 论 1 目前冶炼渣浮选 中存在 的生 要问题 是工业试生产的渣铜品位太低 ， 因而技术指 标与小型实验和工业实验的结果有较大的差 距 ， 也影响了选渣的经济效益 。 2 工业试生产表明， 细磨仅能够有限度 维普资讯 有色矿山 2 O 0 0年 地提高铜精矿品位 ， 并不能提高选铜回收率。 其结 果也验证 了小 型试验粗磨条件 的正确性 和合 理性 。 3 在 实 际 试 生 产 中 ， 因 球 磨 机 台效 2 0 t ／ h左 右 所 限 ， 浮 选 浓 度 较 低 2 8 ％ ～ 3 0 ％ ， 致使部分浮选作业沉槽 ， 铜精矿品位 和回收率都 有一 定 幅度的降低 。 4 小型试验 所确定 的开 路浮选流 程 一 粗 一扫 有一定 的局限性 ， 它仅适用 于 品位较 高 的冶炼 渣 ． 而 对 于低 品 位 的冶炼 渣 则 不适 应 。据研 究 ， 此 时适 宜 的浮 选 流程 如 图 2所 示 。 围 2低 品位 冶炼 炉 渣浮选 处理 流 程 5 浮 选 工 艺 评 述 处理 白银公 司冶炼渣 的流程选择 了单一 浮选 ， 而且浮选 流程 与 贵溪 冶炼 厂 的 流程 等 相 比也很简单， 技术条件容易达到． 启动设备 少 ， 生产成本低 ， 在实际生产中具有推广应用 的价 值 。 5 ． 1 粗磨 条件 的选择 冶炼渣的嵌布粒度主要取决于其冷却速 度 ， 它受铸渣作业时间的限制。渣经高温冶 炼后与原生矿有较大差异， 自然冷却时间越 长的铜粒结晶体就越粗。白银公司冶炼渣的 基本构 造 单 元 为 冰 铜 珠 ， 一0 ． 0 7 4 mm 的 含量为 3 3 ． 6 3 ％， 这 与 贵 溪 冶 炼 渣 的 铜结 晶体在较大范围内 粗 细 不 均 ， 细 粒 偏 多 ， 0 0 5 5 r n m仅 占 6 2 ％的粒 度组 成 是有 区别 的 ， 因而选 择 一 次粗磨 到细度 为 一0 ． 0 7 4 mm 占 6 2 ％的条件 是合 理 的 。 5 ． 2 相 对较低 的浮选浓 度 一 般选渣 的浓度都较 高 5 0 ％左右 ， 它 可 以保 持浮选 过程 中的干 涉沉 降 ， 避免 矿 浆 分层 和沉槽 。但过高 的浮选浓度 也会造 成夹 带现 象 ， 使 脉石矿物 和 目的矿 物共 同上浮 ， 增 大捕 收的用 量 ， 恶 化 浮选指 标 。在 粗 磨 条 件 下 ， 这种后 果更应 引起注意 。根据研 究 ， 白银 公 司冶炼 渣 的浮 选 浓 度选 择 3 8 ％左 右 较 适 宜 ， 超过 4 4 ％， 铜精矿品位和 回收率都 明显 降低 。 5 ． 3 浮选 药剂 的选 择 贵溪冶炼 厂 选 冶 炼 渣 使 用 的 捕 收剂 是 Z一2 0 0而非 丁基 黄药 ， 有两 个 原 因 一 是 丁基黄药 有刺 激性 气 味 ； 二 是 使用 丁基 黄 药 泡沫粘度大。在相 同条件下， 丁基黄药 的选 择性 比 z一2 0 0差 ， 但 捕 收能 力 比 z一2 0 0 强 ． 贵溪 的研究 表明 当捕 收剂用量达 到 1 7 0 --2 1 0 g ／ t 时， 使用丁基黄药铜 回收率 明显 提高 ， 精矿 品位也 略有提高。笔者认 为在 渣 中含硫很低 1 ． 6 0 ％ 的情况下 ， 用丁基 黄药 对生 产是 有利 的。因为浮选 白银 公司 铜冶炼 渣的浓度 相对 较 低 ， 生 产 中将 不 会 出现 泡 沫 发粘 的现象， 只要解决好丁基黄药在溶解 、 稀 释和添加过程 中的密闭及工作场所 的通风 ， 就不会给操作人员的身体健康带来危害。 6结 语 1 白银公司冶炼渣可用浮选方法处理 ， 在简单的药剂条件下 ， 转 炉渣小型试验 的技 术指标 为 原矿铜品位 5 2 4 ％， 精矿铜 品位 4 2 ． 2 0 ％ ， 铜 回收率 9 2 ． 6 5 ％ 。工业 试 验和 工 业试生产 的结果均较好。 2 处理 白银公 司 铜冶炼渣 的流程简单， 磨矿细度相对较粗， 浮 选浓度相对较低 ， 技术条件容易达到。 [ 参考文献】 1 ]李嘉桂 ， 对铜冶炼转炉作业物料平衡的 认 识 -i ]世界有色金属 ， 1 9 8 8， 2 [ 2 ]何从行 用选矿工艺 回收冶炼渣中的有 价 金 属 [ J ] ． 有色矿山 ， 1 9 9 7， 5 ． 下转第 5 4页 维普资讯 有色矿山 2 0 0 0拒 所以操作人员可在有效区域内自由走动。 发动机 遥 测 所 有 P o we r C a m 系统 均 具 有 对发动机 的液压 、 温度 、 电压 与 电流 等工作 参数的遥测功能。这些数据由安装在被控设 备上的传感器 采集 ， 通过伺服器反馈 回主控 器 ， 这些数据每秒更新 9次。当有工作参数 超出安全范围时， 自动报警系统将会 向操作 员发 出报警。从 主控器的彩色屏幕上操作员 可得到以下信息 机械类型、 序号； 操作 日期 和时间记录 ； 装载机车斗的负荷 ； 自我诊断信 息 ； 挖掘机工作重量等。 有关规划 中描述 的， 三期工程是 为四期工程 创造条件 ， 而 四期工程将使矿山实现 4 0 0万 t 『 a的规 模 。项 目规 划 的矿 山设 施 建 设 包 括 一 个独立的选厂 ， 专门处理 R i d g e w a y 矿采出 的矿石。 以及相关的基础设 施。该项 目预计 2 o 0 1 年底 完工 。 投资达 2 9 6 0万澳元 的 T e l f e r 项 目包括 延深主斜井 和完成边界探矿 ， 并可望完成将 来井下采矿生产的效益可行性研究。 崔广才摘译 唐键Ro s i a M。 n t a n a初步 可行性研究结果 Ne wc r t 公司 的项 目发展 澳大利亚 N e w e r e s t 矿业有 限公司 已经 批准三个井下开采项目的开发。三个项 目全 都是黄金矿山 ， 分别位于西澳洲的Ne w C e l e b r a t i o n和 Te l l e r ， 以 及新 南威 尔 士 的 Ri d g e w a yo Ne w C e l e b r a t i o n项 目是 Mt Ma r i o n地下 矿的二期工程， 将耗资 6 6 0万澳元 。该项 目 包括将斜井 和 服 务 井 由 一3 5 0 m延 伸 至 一 6 5 0 m， 并通过分层 深 孔 崩 落 回 采 法 将 一 6 5 0中段以上的矿石全部采出。该项 目预 计年增加黄金产量 9万盎司。 并使 Mt Ma r i O n的矿 山寿 命延长至 2 0 0 5年 。 R i d g e wa y项 目包 括 Ri d g e wa y地下 矿 的 三期和四期工程 ， 投资达 2 _ 8 6 亿澳元。正如 G a b r i e l 资源有 限公 司 已收到 由丹 弗市 的 P i n o o c k Al l e n和 Ho k完 成 的位 于 罗 马 尼 亚 R o s i a Mo n t a n a 金银项 目初步可行性研 究 报告 ， G a b ri e l 资源有限公司拥有该项目 8 0 ％ 的股份。研究报告提出露天开采能力为每年 1 0 0 0万 t ， 使用传统的碳浆法回收黄金 ， 按最 低情况计算 ， 年产金 4 1 ． 1 万盎司 ， 银 2 0 4万 盎司 ， 矿 山寿 命 为 9年 多。矿 石处 理采 用 粗 碎、 半自磨和球磨工艺 ， 并通过重选和碳浆 法 回收金。初步选矿实验表明， 金 总回收率约 8 0 ％， 银 约 6 5 ％。根据矿业 主的筹 备 ， 估计 投资为 2 ． 0 5亿 美 元。该数 字包 括 R o s ia Mo n t a n a村 的搬迁 费用 。G a b r i e l 公 司正在制 定下步工作方案， 包括井下和地表补钻以及 边界钻探 。 崔广才摘译 上接第 3 O页 【 3 ]来月林 ． 国内外铜熔池熔炼工艺述评 [ J ] ． 世界 有色盒属， 1 9 9 3 ． 6 [ 4 ]王步青， 卢荣 富 炉渣选矿在我国应用与发展 [ J ] ． 有色矿山 ． 1 9 9 3 ， 3 ． [ 5 ]王洽华 贵冶转炉渣站矿药嗣国 产 化 代 用研 究[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ． 1 9 9 6 ． 1 ． 维普资讯