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贵冶铜炉渣选矿节能生产实践

文档作者：王莉萌文档来源：中国瑞林工程技术有限公司		点击数：	更新时间： 2021年03月05日
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第 324期卷 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 2013焦
4 月
贵冶铜炉渣选矿节能生产实践
王莉萌
(中国瑞林工程技术有限公司．江西南昌 330031)
[摘要]根据铜冶炼炉渣的性质，介绍贵冶渣选厂采用半自磨工艺处理铜冶炼炉渣的碎磨流程和生产
实践，通过与传统碎磨工艺的比较，得出了采用半自磨工艺的电耗比传统碎磨工艺更低的结果。
[关键词]铜冶炼炉渣；半自磨工艺；节能
中图分类号：，I'D92 文献标志码：B 文章编号：1004—4345(2013)02—0009—03
Production Practice on M ineral Processing and Energy Saving
for Copper Smelting Furnace Slag in Guixi Smelter
W ANG Li—-meng
(China Nefin Engineering Co．，Ltd．，Nanchang，Jiangxi 33003 1，China)
Abstract According to production practice on copper smelting furnace slag by adopting SAG process in Guixi slag concentrator,
the paper introduces the characteristic of copper smelting furnace slag，analyzes mineral processing，crushing and grinding flow of
copper smelting furnace slag by adopting SAG process．By comparing to traditional crushing and grinding process，the result is
obtained that power consumption of adopting SAG process is lower than that of adopting crushing and grinding process．
Keywords copper smelting furnace slag；SAG process；energy saving
0 概述
铜冶炼炉渣是指铜精矿在冶炼过程中所产生的
含铜废炉渣，主要含有铜、铅、锌、铁、金、银、硅等元
素，其铜品位可达2％～5％。目前世界上普遍采用选
矿方法回收渣中铜。铜冶炼炉渣的碎磨工艺与普通
矿石一样主要有两种：一种是传统碎磨工艺，即闭路
破碎筛分+球磨；另一种是半自磨工艺，即粗碎+半自
磨+球磨。一般来说半自磨工艺较传统碎磨工艺，具
规模大、流程简短、占地面积小、产尘少、环境友
好、操作管理方便、生产稳定可靠、易于实现自动化
控制等优点。美国塞普路斯·皮马铜矿第一选厂采用
三段一闭路+=段磨矿的传统碎磨工艺，钢耗0．96 kg／t，
电耗19．65 kW·h／t矿，第二选厂采用粗碎+半自磨+
球磨的半自磨工艺，钢耗0．844kg／t，电耗21．56kW·h／t
矿。该矿半自磨工艺与传统碎磨工艺相比，钢耗低
12．08％，但电耗高8．86％v]。加拿大金斯顿金矿(半自
收稿日期：2012-G9—27
作者简介：王莉萌(1962—)，女，高级工程师，主要从事选矿厂设计工作。
磨工艺)和金阳光金矿(传统碎磨工艺)也就投资及
1986年的生产指标等作了比较，结果是金斯顿金矿
比金阳光金矿投资低32．96％，成本低1．46％，钢球消
耗低9．66％，衬板消耗低13．67％，仅电耗高6．67％[21。
1 炉渣处理工艺及生产实践
1．1炉渣性质
铜冶炼炉渣的矿物组成和性质与入炉铜精矿原
料组成、冶炼炉型有关，一般分为电炉渣、转炉渣、诺
兰达炉渣、闪速炉渣、反射炉渣、艾萨炉渣、奥斯麦特
炉渣等。
11贵冶电炉渣。主要矿物有磁铁矿、铁橄榄石、
玻璃相、方铅矿、斜方砷矿、铜锑类合金以及含有斑
铜矿、方黄铜矿、富铁斑铜矿、黄铜矿的硫化铜矿。硫
化铜矿颗粒较细，0．043 mm以下的中细粒累计占总
硫化铜的96．56％，<0．O1 mm的细粒占33．09％。电炉
渣中各矿物的含量见表1。
．10． 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 第34卷
表1 电炉渣中各矿物的含量 ％
磁铁矿铁橄榄石玻璃相硫化铜方铅矿貂 霁
含量28．97 43．94 25．07 1．71 0．17 0．09 0．05 100
21贵冶转炉渣。主要矿物有磁铁矿、铁橄榄石、玻
璃相、铜锑合金、金属铅、金属铋、金属铜以及含有辉
铜矿、蓝辉铜矿的硫化铜矿。硫化铜矿结晶粒度较粗，
>O．074 mm的结晶占总硫化铜的66．08％，<0．01 HⅡn
的细粒仅占4．34％。转炉渣中各矿物的含量见表2[3]。
表2 转炉渣中各矿物的含量 ％
31大冶诺兰达炉渣。主要矿物有铜锍、磁铁矿、金
属铜、黄铜矿、斑铜矿，其次为赤铜矿、磁黄铁矿、赤
褐铁矿、金属铁。脉石矿物以铁橄榄石、无定型硅酸盐、
无定型SiO 为主，少量含有长石、高岭石、绿泥石
等。铜矿物粒度>0．074 mm的占81．72％，<0．O2 mm
的占7．02％。诺兰达炉渣中各矿物的含量见表3 。
表3 诺兰达炉渣中各矿物的含量 ％
矿物磁铁铁橄埔拥金属硫化赤铜闪锌磁黄赤褐金属其累
名称矿榄石小 铜铜矿矿矿铁矿铁矿铁他计
含量26．8 47．3 5．2 0．9 O．7 0．2 0．8 0．6 2．5 0．5 14．5 100
目前贵冶渣选厂处理冶炼废渣是由电炉渣和转
炉渣按4：1的比例混合而成的混合渣，其和大冶诺
兰达炉渣主要化学成分分析结果见表4。
表4 贵冶混合渣和大冶诺兰达炉渣主要化学成分 ％
成分 Cu Pb Zn Fe S SiO2 A1203 CaO MgO
全鲁
贵冶混合渣2．72 0．83 1．06 38．42 0．72 29．74 3．92 1．80 0．93
一大冶诺兰达炉渣4．57 0．09 0．57 42．14 1．71 23．38 2．52 5．25 2．74
通过比较以上4表，贵冶电炉渣和转炉渣及大
冶诺兰达炉渣，矿物组成和含量虽略有不同，但与普
通硫化铜矿相比，具有如下共同特点：11外观色泽相
近。铜冶炼炉渣多呈黑色或是褐色，表面有金属光
泽。21内部结构相似。铜冶炼炉渣基本上是玻璃体，
结构致密。矿物组成中绝大多数是铁橄榄石和磁铁
矿，还有少量脉石组成的玻璃体。31嵌布粒度不匀。
铜冶炼炉渣虽然组成较简单，但各组分嵌布关系复
杂，炉渣中的铜粒度粗细不匀。41硬度高、密度大。
铜冶炼炉渣硬而脆，磨矿功指数在23 kW·h／t左右，
大约为普通矿石的两倍，密度在4 g／cm3左右。贵冶
电炉渣、转炉渣及其混合渣密度测定见表5。
1．2炉渣处理工艺及生产实践
贵溪冶炼厂一期渣选厂是在无选矿试验资料的
情况下参照日本东予冶炼厂渣选工艺设计的，破碎
筛分流程为二段一闭路破碎筛分流程，磨选流程为
三次阶段磨矿阶段选别流程，用于回收转炉渣中的
铜。转炉渣选矿设计常规工艺流程见图1。当时闪速
熔炼所产生的熔炼渣用电炉进行贫化后，一般使电
炉渣含铜控制在0．4％以下并丢弃，但是随着炼铜技
术的不断发展，闪速熔炼所产冰铜品位日趋提高，熔
炼渣含铜也呈上升趋势，采用贫化电炉处理的闪速
炉渣难以保证弃渣含铜控制在0．65％以下。贵冶三
期改造后，电炉弃渣含铜较高成为突出问题，故厂
方决定将让电炉渣与转炉渣混合进渣选厂处理，以
进一步降低弃渣含铜品位。混合渣经浮选试验铜回
收率达88．02％，尾矿含铜0．37％，取得了较好的浮选
技术指标翻。由于炉渣处理规模需大幅度扩大，扩建
场地却受到限制，故将传统碎磨工艺改为半自磨工
艺，电炉和转炉渣的混合渣选矿设计半自磨工艺流
程见图2。改为半自磨工艺后，流程变短，操作简单，钢
耗和电耗也有所下降，两种工艺实际生产指标对比
见表6。
表5 炉渣密度、松散密度测定结果 g／em。
炉渣类型 密度 松散密度 备注
电炉渣 3．67 1．92
转炉渣4．08 2．15
混合渣 3．75 1．98 电炉渣和转炉渣按4：1的比例混合
表6 贵溪冶炼厂两种碎磨工艺实际生产指标对比
年份
年份 二 钢耗 塑墅 电耗 钢耗 电耗 差值 ”降 ～率
k 渣kW·h／t渣k 渣kW·h／t渣
2001年 1．63 79．79
2002年 1．68 72．02
2o03年 1．62 70-38
2004年 1．57 69．22
2008年0．85 61．17
2009年0．85 59．27
2010年0．85 62．10
2011年0．84 59．20
钢耗平均 l|63 0．85 0．78 47．85
电耗平均 72．85 6O．44 12．42 17．o4
从表6可知，半自睡T艺不仅钢耗下降了47．85％，
下降率是普通矿石的4～5倍；电耗也下降了17．04％。
2 半自磨机处理炉渣的适应性
所谓矿石自磨，就是以矿石作为磨矿介质而磨碎
矿石。半自磨，即在自磨机中加入磨机容积5％ 15％
的钢球，以弥补自磨机破碎能力的不足，适应矿石性
质的变化。半自磨机工作原理与球磨机相同，即磨机
第2期 贵冶铜炉渣选矿节能生产实践
筒体在较高速度运转时，在摩擦力和离心力的作用下，
简体内的介质(矿石和钢球)被筒体内壁带动，提升到
一定高度，以一定线速度抛落，冲击到简体上或刚进
入的矿石上，同时介质之间、介质与筒体之间还会产
生磨剥作用，从而使矿石粉碎。
图1 转炉渣选矿设计常规工艺流程
炉渣性脆，在半自磨机内受冲击作用，实现渣打
渣，使炉渣获得很好破碎；炉渣硬度高，高于普通矿
石，低于钢球，因此在半自磨机内，可以替代部分钢
球介质起到研磨作用，实现渣磨渣。半自磨机排出的
渣浆经旋流器分级后，粒度达到要求的进入浮选工序，
粗颗粒的炉渣则进入球磨机进一步细磨，其排出的渣
浆也需经旋流器分级，以保证进入浮选的渣浆满足粒
度要求。半自磨工艺的使用既可使炉渣经一次球磨就
可获得浮选要求的粒度，又可降低磨机的总负荷，从而
实现电耗由72．85 kW·h／t渣降至60．44 kW·ldt渣。
总之，处理铜冶炼炉渣采用半自磨+球磨的碎磨
工艺流程，与常规二段一闭路+球磨的碎磨工艺流程
相比，具有能耗更低的特点，故半自磨+球磨的碎磨
工艺是铜冶炼炉渣碎磨流程的首选。
3 结语
图2 混合渣选矿设计半自磨工艺流程
根据铜冶炼炉渣性质，结合炉渣脆而硬的特点，
采用半自磨+球磨工艺处理铜冶炼炉渣的碎磨流程，
通过半自磨机内介质之间、介质与筒体之间的互相冲
击和互为研磨，可一次完成中细碎和粗磨，从而实现
能耗的降低。贵溪冶炼厂渣选生产实践证明，铜冶炼
炉渣采用半自磨工艺与原传统碎磨工艺相比，电耗更
低，可以达到降低能耗的目的。因此，该厂采用半自
磨工艺代替常规的碎磨工艺的做法可作为类似处理
铜冶炼炉渣项目的借鉴。
参考文献
【1】《选矿设计手册》编委会．选矿设计手册【M】．北京：冶金工业出版
社，1990：80．
【2]D．J．Barratt．半自磨机和常规磨矿流程之比较叫．国外金属矿选矿，
1981(06)：17-26．
【3】杨峰．电炉渣回收铜技术改造方案的研究与设计田．有色金属(选
矿部分)，2006(1)：14—17，5．
【4]甘宏才．大冶诺兰达炉渣选矿的研究与实践[J】．湖南冶金，2004
(7)：28—34．

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