在銅礦選礦過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量的銅爐渣,廢渣中的大部分貴金屬是與銅共生的,通過(guò)合理的回收利用能夠?qū)崿F(xiàn)資源的綜合有效利用,所以本文就銅爐渣選礦設(shè)備工藝及技術(shù)進(jìn)行分析。
銅爐渣多呈黑色或是褐色,表面有金屬光澤,具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)硬且脆,易碎難磨,礦石密度大,鐵元素含量較高的特點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)處理銅渣的方法為電爐貧化和選礦兩種方法。選礦法回收銅爐渣中的銅以回收率高、生產(chǎn)穩(wěn)定、能耗低等因素日益成為火法煉銅中不可缺少的步驟。
銅爐渣選礦工藝設(shè)計(jì)
1、碎礦與磨礦
作為爐渣選礦的準(zhǔn)備作業(yè),目前有2種碎磨流程,即常規(guī)流程和半球磨流程:
三段(兩段)——閉路碎礦+兩段(三段)球磨流程(常規(guī)流程);
粗碎+半球磨(全白磨)+球磨流程(半白磨流程)。
國(guó)內(nèi)幾個(gè)主要典型的已經(jīng)建成投產(chǎn)的爐渣選礦廠碎磨流程情況見表,國(guó)內(nèi)銅冶煉廠的爐渣處理廣泛采用了半球磨技術(shù)。
2、銅爐渣分選
根據(jù)銅爐渣的特性,國(guó)內(nèi)處理銅爐渣的選礦流程一般具有以下特點(diǎn):高濃度磨礦;磨礦后快速浮選;較高的浮選濃度;階段磨礦階段選別;⑤劑制度簡(jiǎn)單及對(duì)冶煉緩冷處理的期望。所以目前銅爐渣的選礦方法主要有浮選法,但有時(shí)也采用磁選法和重選法。
①浮選法
該方法在選礦領(lǐng)域中應(yīng)用較廣泛的一種方法。浮選法具有能耗低、銅回收率高等特點(diǎn)。與爐渣返回熔煉相比,可以將四氧化三鐵及一些雜質(zhì)從流程中去除,冶煉吹煉過(guò)程的石英用量將大大降低。銅浮選回收率一般都在90%以上,銅精礦品位大于20%,尾渣含銅0.3%~0.5%。常見的有快速浮選法和閃速浮選法。
快速浮選法
目前,銅爐渣選礦大部分采用階磨階選的工藝流程,磨礦后的溢流先進(jìn)快速浮選作業(yè),直接產(chǎn)出高品位的合格銅精礦。
快速浮選不僅可提前回收品位高的銅礦物,還能提高總回收率和降低尾礦品位,同時(shí)也能盡可能地降低磨礦成本。由于快速浮選精礦粒度相對(duì)較粗,有利于脫水過(guò)濾,精礦濾餅水分可降低1%~2%,銅總的回收率提高1.5%,尾礦品位能降低0.1%,經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
閃速浮選
閃速浮選是一種回收磨礦一分級(jí)回路循環(huán)負(fù)荷中粗粒礦物的浮選技術(shù),工藝具有以下優(yōu)點(diǎn):
a、大大減少已單體解離的粗顆粒返回磨機(jī)再磨的幾率,從而減少有用礦物的過(guò)粉碎,提高有用礦物的回收率。
b、速浮選為超高濃度浮選,比常規(guī)低濃度浮選更適合高比重礦物的上浮,有利于提高重金屬礦物的浮選指標(biāo)。
c、分級(jí)設(shè)備大都不是按幾何粒度分級(jí)進(jìn)入沉砂,沉砂中有用礦物經(jīng)常就會(huì)比新給礦品位高得多,從而使閃速浮選的給礦品位相對(duì)更高,能獲得較高的精礦品位和作業(yè)回收率。
d、從磨礦分級(jí)回路中采用閃速浮選技術(shù)可直接得到合格精礦產(chǎn)品,降低了這部分產(chǎn)品在后續(xù)作業(yè)的損失幾率,故有利于提高目的礦物的總回收率。
e、由于閃速浮選工藝選出的精礦粒度較粗,因而使總精礦的粒度組成也變粗了,一般來(lái)說(shuō),粗粒級(jí)物料較細(xì)粒級(jí)物料更易于脫水,可降低精礦濾餅水分1%~2%。
閃速浮選技術(shù)近年來(lái)開始應(yīng)用于有色金屬礦及金礦的磨礦作業(yè)中,鑒于以上的種種優(yōu)點(diǎn),在爐渣選礦中也值得作為試驗(yàn)探索的一個(gè)方向。
②磁選法
主要用于回收渣中強(qiáng)磁性成分,如渣中含有鐵(合金)和磁鐵礦時(shí),可以考慮采用磁選法。由于鈷、鎳在鐵磁礦物中相對(duì)集中,銅在非磁相,因而磨細(xì)結(jié)晶良好的爐渣可作為預(yù)富集的一種手段。由于有用金屬礦物在渣中分布復(fù)雜,常有連生交代,且弱磁性鐵橄欖石在渣中占的比例大,因而磁選效果不盡人意。磁選法在銅爐渣選礦中常與其他方法聯(lián)合使用。
③重選法
可用于含有一定量的粒度較粗的單體金屬銅的爐渣中的,在磨礦過(guò)程中可以很好地單體解離,但這部分金屬銅粒子無(wú)法磨碎,浮選方法對(duì)這部分金屬銅是無(wú)效的。而粗粒金屬銅粒子與爐渣中脈石礦物的比重差異很大,根據(jù)比重差異特性,可用重選法對(duì)粗粒金屬銅粒子進(jìn)行有效的回收。
銅爐渣常用選礦設(shè)備
破碎設(shè)備
目前用的較多的是顎式破碎機(jī),其他效率高、大破碎比的碎礦設(shè)備如:深腔顎式破碎機(jī)、雙動(dòng)顎破碎機(jī)、慣性圓錐破碎機(jī)等的應(yīng)用也日益受到重視。
磨礦設(shè)備
主要采用的是球磨機(jī),主要有長(zhǎng)筒型和短筒型2種。在相同的球磨功率(或產(chǎn)量)下,短筒型球磨機(jī)較長(zhǎng)筒型沖擊作用強(qiáng),但由于物料在磨機(jī)中停留時(shí)間短所以生產(chǎn)易波動(dòng),操作較困難。長(zhǎng)筒型球磨機(jī)物料在磨機(jī)中停留時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),物料性質(zhì)變化影響小,生產(chǎn)較穩(wěn)定,適于細(xì)磨。
浮選設(shè)備
充氣式機(jī)械攪拌浮選機(jī)對(duì)于提高爐渣選礦經(jīng)濟(jì)指標(biāo)行之有效。
銅爐渣選礦實(shí)例
祥光銅業(yè)渣選廠冶煉采用“雙閃”工藝,即熔煉和吹煉均采用閃速爐工藝,爐渣來(lái)源為閃速熔煉和閃速吹煉產(chǎn)生的銅渣。碎磨流程為粗碎+半球磨,磨礦設(shè)備為1臺(tái)中5.80×5.80m半球磨機(jī)和1臺(tái)5.03×8.30m球磨機(jī),旋流器溢流去快速浮選,快速浮選尾礦經(jīng)過(guò)一粗二掃三精工藝產(chǎn)出到銅精礦和尾礦。銅精礦品位26%左右,回收率80%。
江西某銅礦公司的碎磨工藝為一段粗磨、半球磨加球磨工藝流程。渣選廠的選別工藝流程為兩段磨礦、兩段選別,選別中礦再磨返回二段磨礦。破碎設(shè)備采用外動(dòng)式低矮顎式破碎機(jī),磨礦設(shè)備為1臺(tái)5.2m×5.2m半球磨機(jī)和2臺(tái)國(guó)產(chǎn)05.03m×8.3m球磨機(jī),浮選設(shè)備為40m3和8m3粗顆粒充氣機(jī)械攪拌式浮選機(jī)。精礦和尾礦的脫水采用濃縮、過(guò)濾兩段脫水工藝。該項(xiàng)目投產(chǎn)后預(yù)計(jì)每年可從廢棄的電爐渣中回收5000t銅金屬。
目前,國(guó)內(nèi)外銅冶煉爐渣的選礦已具備了較為雄厚的技術(shù)基礎(chǔ),綜合考慮經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、綜合利用、環(huán)境保護(hù)等因索,爐渣選礦仍將是今后回收銅的主要手段。為了能夠更好地利用銅爐渣,應(yīng)加強(qiáng)銅爐渣熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及工藝礦物學(xué)的研究。以便采用更經(jīng)濟(jì)、有效的選礦或直接提取的方法綜合利用寶貴的二次資源,實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展。
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