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銅冶煉轉(zhuǎn)爐緩冷渣選別工藝試驗研究

文檔作者：黃瑞強(qiáng) 崔麥英文檔來源：大冶有色設(shè)計研究院有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2020年12月03日
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2010年6月
第39卷第3期
中國礦山工程
China Mine Engineering
Jun．，2010
Vo1．39 No．3
銅冶煉轉(zhuǎn)爐緩冷渣選別工藝試驗研究
Experimental research on the separating process of slow cooling converter slag of copper smelting
黃瑞強(qiáng)，崔麥英(大冶有色設(shè)計研究院有限公司，湖北大冶435005)
摘要：通過小型試驗研究，分析影響銅冶煉轉(zhuǎn)爐緩冷渣選別指標(biāo)的主要因素，重點對其選別工藝進(jìn)行探討。經(jīng)過試驗對比和分
析，推薦設(shè)計技術(shù)指標(biāo)及工藝流程。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐緩冷渣；磨礦細(xì)度；回收率；階磨階選；浮選工藝
Abstract： n1e major factors of influencing flotation indexes of slow cooling converter slag of smelting copper were analysed based on
pilot test study，and the separating process was discussed emphatically．Designed technical indexes and process were recommended
through contrast test and analysis．
Key words：slow cooling converter slag；grinding fineness；recovery rate；stage grinding stage selection；flotation process
文章編號：
1672——609X(2010)03——0016-05
中圖分類號：TD982
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
收稿日期：2009—09—14
修訂日期：2009—11-10
考筒 黃端犟 j 曼 墊
芝 墼壬曼 固譽(yù)堡 尊黯矽 鞠
加工工程師，從事選礦設(shè)計研究
工作。
1 —日 一IJ—吾
通常轉(zhuǎn)爐和吹煉爐渣含銅量較高，國內(nèi)部分銅冶煉
廠將其作為返料送銅鼓風(fēng)爐回收銅，最后的棄渣只有銅
水淬渣。雖然轉(zhuǎn)爐和吹煉爐渣含銅量較高，但作為冶煉
原料其銅品位遠(yuǎn)低于銅精礦，不僅增加冶煉能耗、影響
冶煉生產(chǎn)效率，而且資源綜合利用水平低。我國常用的
處理銅爐渣方法有兩種：一是火法，即采用貧化爐貧化；
二是選礦法．即經(jīng)過浮選可得到合格銅精礦，供火法煉
銅，銅回收率90％以上，浮選尾礦作為水泥原料。
隨著大冶有色金屬公司冶煉廠通過技術(shù)改造— —
澳斯麥特技術(shù)的應(yīng)用，其轉(zhuǎn)爐渣不再進(jìn)入貧化爐。公司
冶煉廠現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐渣含銅一般為2％～4％。目前冶煉廠轉(zhuǎn)
爐渣全部采用貧化爐火法貧化，存在的主要問題有：一
是火法貧化能耗高；二是資源浪費(fèi)大，棄渣含銅高達(dá)
0．8％左右。銅冶煉節(jié)能減排改造工程實施后，現(xiàn)有貧化
爐將拆除，需采用其它方法(如緩冷一選礦工藝)貧化轉(zhuǎn)
爐渣 冶煉渣采用浮選法生產(chǎn)銅精礦、磁選回收鐵精礦、
尾渣作為水泥添加料。大冶有色金屬公司經(jīng)過多年的科
研與生產(chǎn)實踐。已經(jīng)積累了一定的實踐經(jīng)驗。在此基礎(chǔ)
上，該次小型試驗重點探索合適的工藝條件，使轉(zhuǎn)爐原
渣含銅品位由2％～4％降低到O．35％以下。
2 轉(zhuǎn)爐渣采樣及渣樣分析
冶煉廠現(xiàn)場生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐緩冷渣運(yùn)達(dá)渣場，錘碎到
一300 mm后布點采樣，根據(jù)時間順序分別采取三批試驗
樣。第一批樣：緩冷48小時，緩冷包底部含明銅部分渣
也在采樣范圍：第二批樣：緩冷72小時，緩冷包底部含
第3期 黃瑞強(qiáng)等：銅冶煉轉(zhuǎn)爐緩冷渣選別工藝試驗研究 ·17·
明銅部分(約10％)渣不在采樣范圍；第三批樣：緩
冷48小時，緩冷包底部含明銅部分(約10％)渣不
在采樣范圍。各批次原轉(zhuǎn)爐渣多元素分析結(jié)果見表
1，銅物相分析見表2，鐵物相分析見表3。
表1 各批次原轉(zhuǎn)爐渣多元素分析結(jié)果 ％
表2 各批次原轉(zhuǎn)爐渣銅物相分析結(jié)果 ％ 從表1各批次轉(zhuǎn)爐渣多元素分析可見：原樣主
要有益元素銅、鐵含量不穩(wěn)定，非金屬二氧化硅不
同批次原渣含量也差別較大。說明冶煉廠在冶煉過
程中，隨著冶煉原料及配料的不同，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐渣
性質(zhì)不同。因此轉(zhuǎn)爐渣性質(zhì)將是影響其選別指標(biāo)的
主要因素，即轉(zhuǎn)爐渣性質(zhì)不穩(wěn)定將導(dǎo)致生產(chǎn)過程選
表3 各批次轉(zhuǎn)爐渣鐵物相分析結(jié)果 ％
別指標(biāo)的波動。
從表2各批次轉(zhuǎn)爐渣銅物相分析可見：自由銅
的礦物應(yīng)以氧化亞銅存在，其可浮性較好．其難選
部分主要以結(jié)合銅為主。第三批樣結(jié)合銅含量較
低、自由銅和硫化銅含量較高，預(yù)計其浮選銅回收
率較高。
從表3各批次轉(zhuǎn)爐渣鐵物相分析可見：轉(zhuǎn)爐渣
含鐵較高．碳酸鐵、三氧化二鐵、硅酸鐵含量較高，
必然制約磁選鐵回收率的提高。預(yù)計在磁選鐵礦物
過程中。隨物料不同其精礦品位波動大，回收率低。
綜合以上分析，第三批樣可能存在轉(zhuǎn)爐冶煉過
程“欠還原”．但其轉(zhuǎn)爐渣的物料性質(zhì)有利于改善銅
礦物可浮性，而多余的碳將制約銅精礦品位提高。
3 開路探索性試驗
根據(jù)轉(zhuǎn)爐渣礦樣性質(zhì)，結(jié)合以往冶煉渣小型試
驗和工業(yè)實踐經(jīng)驗，該次小型試驗開路浮選工藝設(shè)
計為：考慮到轉(zhuǎn)爐渣原渣銅品位較高，銅礦物含銅
較高。存在大粒單體銅，需要優(yōu)先快速回收，因此首
先采用一次粗選直接產(chǎn)生銅精礦，為一精礦；二次
粗選銅連生體多，含雜高，所以增加一次精選產(chǎn)生
二精礦。由于冶煉渣含銅礦物可浮性較好，藥劑制
度采用常規(guī)丁基黃藥和2 油
一般來講，冶煉渣浮選選別指標(biāo)的主要影響因
素是磨礦細(xì)度，以及工藝流程、藥劑制度等。因此轉(zhuǎn)
爐渣小型開路浮選試驗首先重點探討了磨礦細(xì)度
條件對選別指標(biāo)的影響，開路試驗進(jìn)行了大跨度的
磨礦時間條件，從試驗結(jié)果可見．當(dāng)磨礦時間達(dá)到
16分鐘以后，其精礦品位、回收率增加幅度放緩，因
此認(rèn)為轉(zhuǎn)爐渣合適的磨礦時問在l6分鐘左右。另
一方面，從轉(zhuǎn)爐渣的性質(zhì)和試驗結(jié)果分析，磨礦細(xì)
度是影響其選別指標(biāo)的主要因素之一，因此在生產(chǎn)
過程中，加強(qiáng)細(xì)磨有利于生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)的穩(wěn)定和提
高。
丁基黃藥一次粗選添加80 ，其銅的作業(yè)回收
率達(dá)到80％左右；二次粗選丁基黃藥添加60 ，其
銅的作業(yè)回收率僅達(dá)到6％左右。說明黃藥的添加
量是足夠的，同時也是合適的。
從三批樣初步開路試驗結(jié)果可見，不同批次渣
· 18 · 中國礦山工程 2010年(第39卷)
樣性質(zhì)差異較大。第一批樣由于緩冷包底部含明銅
部分渣也在采樣范圍，因此選別精礦品位較高，在
化驗樣加工過程中，一次粗選精礦可見明顯的大粒
明銅，而第二、第三批樣精礦未見明銅；第三批樣原
渣品位較高，其回收率較高，尾礦品位較低。因此說
明冶煉原料的不同，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐渣性質(zhì)差異較大，
對轉(zhuǎn)爐渣的選別指標(biāo)影響也非常大。
4 一段磨選中礦拋尾開路探索性試驗
4．1 磁選與分級分別拋尾
試驗渣樣采用第二、三批樣品。磨礦時間為6
分鐘。試驗流程與藥劑制度見圖l，浮選試驗選別指
標(biāo)見表4：浮選尾礦篩析與化驗結(jié)果見表5；浮選尾
礦磁選指標(biāo)見表6。
原渣樣
精礦1 尾礦
圖1 轉(zhuǎn)爐渣一段磨選小型開路試驗流程
表4 一段磨選浮選指標(biāo) ％
第二批樣+O．074mm 38．45
— 0．074～+O．043mm 35．46
1．25 51．04
O．88 33．14
— 0．04 3～+0．038mm 4．79 0．62 3．15
- 0．038mm 21．30 0．56 12．67
合計 100．O0 100．0o
4．2 磁選與分級聯(lián)合拋尾
考慮到轉(zhuǎn)爐渣中的銅礦物與鐵礦物共生關(guān)系
密切．且磨礦浮選后的尾礦粗粒級含銅品位較高。
因此采用第三批樣，在一段磨礦浮選后，其尾礦進(jìn)
行磁選、200目篩分聯(lián)合把關(guān)，進(jìn)行拋尾；磁選精礦
與磁選尾礦篩上(+0．074mm)產(chǎn)品合并，進(jìn)入二段磨
礦浮選銅。并對最終尾礦進(jìn)行磁選回收鐵的試驗，
考察該工藝對磁選鐵指標(biāo)的影響。試驗浮選指標(biāo)見
表7、磁選指標(biāo)見表8。
階磨階選、二段磨礦增加預(yù)選篩分、減少二段
磨礦量試驗結(jié)果證明，其尾礦明顯高于連續(xù)磨礦選
別指標(biāo)，說明一段磨選尾礦一0．074mm粒級尚有部分
難選連生體存在。
一段磨選后尾礦篩析與磁選試驗?zāi)康氖窍胪?
過分級或磁選提前拋尾探索新的轉(zhuǎn)爐渣選別工藝。
篩析結(jié)果說明，一段磨礦一0．038mm尚有部分連生體
存在；磁選試驗結(jié)果說明，盡管大部分銅礦物與磁
性鐵共生關(guān)系密切．但磁選尾礦銅品位仍然偏高。
5 浮選閉路試驗
轉(zhuǎn)爐渣閉路試驗主要確定不同批次(不同性
質(zhì))的礦渣其可浮性及浮選技術(shù)指標(biāo)；同時探討連
續(xù)磨礦—— 即試驗室一次磨礦時間相當(dāng)于現(xiàn)場二
段磨礦達(dá)到要求磨礦細(xì)度，進(jìn)行集中浮選，與階磨
階選— — 即分二段磨礦、分別選別，其不同工藝指
標(biāo)的差異。
從六組閉路試驗、結(jié)合開路浮選試驗現(xiàn)象來
看，轉(zhuǎn)爐渣浮選泡沫穩(wěn)定，中礦量較小，銅礦物可浮
性較好。不同批次的轉(zhuǎn)爐渣選別指標(biāo)差異較大，說
明轉(zhuǎn)爐渣的渣性是影響銅選別指標(biāo)的主要因素。
一般來看連續(xù)磨礦在一次粗選作業(yè)中，銅精礦
中的銅礦物單體解離相對較好，小比例連生體較
少，因此其一次粗選作業(yè)銅精礦品位相對較高；階
磨階選由于中礦的循環(huán)返回．有效提高了后期(再
磨后)銅礦物的單體解離，因此二次粗選精礦品位
相對較高，最終尾礦較低。綜合分析，連續(xù)磨礦與階
磨階選不同浮選工藝的指標(biāo)對比，雖然階磨階選精
礦品位略低一點，但回收率要高于連續(xù)磨礦近3％ ，
因此進(jìn)一步證明階磨階選工藝作為成熟的渣選工
藝其優(yōu)勢是明顯的。
盡管轉(zhuǎn)爐渣含金品位較低，但在銅的選別過程
中。伴生金銀的綜合回收效果是比較理想的。
從閉路試驗尾礦篩析分析結(jié)果可見，
第3期 黃瑞強(qiáng)等：銅冶煉轉(zhuǎn)爐緩冷渣選別工藝試驗研究 ·19·
第二批樣尾礦 O1 磁場強(qiáng)度：800 Oe
O3 磁場強(qiáng)度：1600 Oe 精礦
尾礦
合計
57．08
42．92
10H0．oo
0．7l
0_3l
58．70
49．80
75．28
24．72
加O．00
61．05
38．95
1oo．o0
表7 第三批樣開路浮選試驗指標(biāo) ％ 表9 不同批次、不同工藝閉路試驗指標(biāo) ％
品位 回收率
樣品 試驗條件 產(chǎn)品 產(chǎn)率— — — —
Cu Fe Cu Fe
+0．043mm、特別是+0．074mm粒級銅品位明顯高于
一0．043ram。因此，一方面在設(shè)計浮選設(shè)備選型中，要
充分強(qiáng)化粗粒小比例銅連生體的浮選回收，另一方
面在現(xiàn)場生產(chǎn)技術(shù)管理中．加強(qiáng)細(xì)磨及中礦再磨是
進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐渣銅回收率永恒的課題。
6 結(jié)論與建議
通過室內(nèi)小型試驗研究，探索不同工藝的選別
指標(biāo)，試驗影響轉(zhuǎn)爐渣可浮性的主要因素．以及研
究其伴生金、銀、鐵的回收效果，通過多種方案、多
種工藝比較，獲得了較好的選別指標(biāo)，實現(xiàn)了項目
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強(qiáng)罟； 腫
礦礦計
精尾合
· 20 · 中國礦山工程 2010年(第39卷)
主要預(yù)期效果—— 棄渣銅品位小于0．35％。為該項
目設(shè)計提供技術(shù)支持以及今后生產(chǎn)的技術(shù)管理考
慮，根據(jù)試驗研究工作建議如下。
(1)從閉路試驗、結(jié)合開路浮選試驗現(xiàn)象來看，
轉(zhuǎn)爐渣浮選泡沫穩(wěn)定，中礦量較小，銅礦物可浮性
較好。浮選采用簡單、常規(guī)藥劑制度即可實現(xiàn)銅礦
物及伴生金銀的有效回收。不同批次的轉(zhuǎn)爐渣選別
指標(biāo)差異較大．說明轉(zhuǎn)爐渣的渣性是影響銅選別指
標(biāo)的主要因素
(2)該項目試驗方案希望探索緩冷制度對轉(zhuǎn)爐
渣可浮性的影響，但從試驗結(jié)果來看．雖然第二批
樣緩冷時間(72小時)長于第一、第三批樣(48小
時)，但銅的選別指標(biāo)卻較差。說明轉(zhuǎn)爐渣的渣性對
其可浮性的影響大大強(qiáng)于緩冷制度的影響。另一方
面，通過不同批次的轉(zhuǎn)爐渣銅浮選指標(biāo)綜合分析．
目前渣選的緩冷制度是比較合理的，完全適合將來
轉(zhuǎn)爐渣的緩冷制度。
(3)盡管轉(zhuǎn)爐渣采取緩冷措施，但銅礦物微細(xì)
粒級的存在仍然是影響轉(zhuǎn)爐渣銅選別指標(biāo)的主要
因素，因此，一方面在設(shè)計浮選設(shè)備選型中．要充分
考慮強(qiáng)化粗粒小比例銅連生體的浮選回收．另一方
面在現(xiàn)場生產(chǎn)技術(shù)管理中．要保證磨礦細(xì)度達(dá)標(biāo)、
藥劑添加合適。而加強(qiáng)細(xì)磨及中礦再磨是進(jìn)一步提
高轉(zhuǎn)爐渣銅回收率的課題。
(4)通過試驗探索和工藝流程優(yōu)化，對轉(zhuǎn)爐渣
浮選銅推薦的工藝流程為：二段磨礦，一粗和二粗
精選一次泡沫產(chǎn)生銅精礦．一粗尾礦及中礦進(jìn)行再
磨。
(5)推薦設(shè)計經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)：銅原礦品位2．8％，
銅精礦品位24％ ，回收率92％；銅精礦含金1．2 ，
回收率75％ ；銅精礦含銀lOOg／t，回收率75％。目前
大冶渣選廠正在進(jìn)行擴(kuò)建設(shè)計，2010年底投產(chǎn)，方
案、指標(biāo)基本采用本文建議。
(6)目前在緩冷制度、選別工藝逐步優(yōu)化的基
礎(chǔ)上，今后要進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐渣的選別指標(biāo)。需要
在冶煉工藝、人爐配料等環(huán)節(jié)上，研究其對緩冷轉(zhuǎn)
爐渣的渣性影響及對選別指標(biāo)的影響，以進(jìn)一步提
高企業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益。
(上接第15頁)
本拿回室內(nèi)與同專業(yè)人員一起鑒定。取樣工作與編
錄工作同時進(jìn)行，現(xiàn)場標(biāo)定取樣點，取樣采用刻槽
法取樣，樣長2m，刻槽斷面規(guī)格5cm~2em，槽必須
沿礦體變化最大方向布置．即垂直于礦體真厚度方
向全幅切穿礦體．全方位掌握品位變化規(guī)律．避免
產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。最后將收集的資料與原生產(chǎn)勘探資
料兩相對照，力求地質(zhì)資料準(zhǔn)確可靠。
4．4 加強(qiáng)開幫、二次圈定和出礦的現(xiàn)場管理工作
(1)開幫管理。開幫工作在上采之前進(jìn)行，采場
內(nèi)幫壁揭露礦體時，必須將礦體全部采下，充分揭
露礦體邊界線，避免損失礦體。如果發(fā)現(xiàn)施工單位
開幫時過多開采上下盤圍巖，應(yīng)及時制止，避免貧
化的發(fā)生。
(2)二次圈定管理。二次圈定時要充分考慮到
上采過程中可能出現(xiàn)的礦體形態(tài)變化及夾石位置、
斷裂帶、巖脈等影響回采的有關(guān)地質(zhì)技術(shù)問題，才
能有效控制礦石的貧化損失。結(jié)合采場頂板的取樣
品位結(jié)果．分析研究，鑒別出礦石與圍巖的邊界線，
圈定采場的可采范圍，在室內(nèi)采場平面圖上圈定工
業(yè)礦體的邊界線，然后同采礦技術(shù)人員一起到采場
用紅油漆直接圈定頂板的礦體邊界線。
(3)出礦管理。出礦管理是掌握采場貧化損失
的關(guān)鍵，采取了下列措施。①現(xiàn)場指導(dǎo)出礦，對落地
礦巖及時用紅油漆圈定分界線。②發(fā)現(xiàn)工人將充填
料倒入礦石溜井，或?qū)⒌V石鋪墊在地面的坑洼地段，
必須及時制止。③合理安排出礦的先后順序，不允許
礦巖混裝倒人溜井。④肉眼無法判斷礦石質(zhì)量時，必
須用揀塊法進(jìn)行取樣化驗，根據(jù)化驗結(jié)果指導(dǎo)出
礦。⑤采場內(nèi)出礦機(jī)械不能到達(dá)的邊角區(qū)域，必須組
織人工搗礦將礦石除凈，避免損失。⑥避免出礦時
間較長，礦石氧化放熱結(jié)塊。⑦溜礦法采場出礦末
期，上盤脫落的圍巖必須分裝分出，降低貧化．而下
盤結(jié)塊的氧化礦要加強(qiáng)回收，避免損失。
5 結(jié)語
貧化損失的管理工作是礦山生產(chǎn)中的一項長期
工作。礦山開采的貧化損失狀況直接影響礦山的經(jīng)
濟(jì)效益，關(guān)系到企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。自從本礦加強(qiáng)貧
化損失管理工作以來，對一些賦存形態(tài)復(fù)雜的窄礦
脈加大了開采，使其得到了最大限度的回收。充分
利用了礦產(chǎn)資源，延長了礦山的服務(wù)年限。由于方
法得當(dāng)，措施有力，取得了明顯的效果。采礦貧化率
和損失率兩個指標(biāo)大幅度下降，采取這些技術(shù)措施
是切實可行的，也是有效的。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 礦床學(xué)EM]．北京：地質(zhì)出版社，1979．
『21 張軫．礦山地質(zhì)學(xué)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1985．
[3] 礦山地質(zhì)手冊(上)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1995．

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