某銅礦渣選廠破碎系統指標優化技術研究

李愷欽

（中色盧安夏銅業集團有限公司，贊比亞 盧安夏 90456）

1 爐渣破碎系統的背景情況

盧安夏冶煉廠是贊比亞第一個冶煉廠，1933年4月建成投產，年產銅40kt以上，到1960年產銅達到100kt以上，冶煉廠已停產多年，生產過程中產生的爐渣作為固體廢棄物堆放在冶煉廠西面的大片空地上，分為爐渣南堆和爐渣北堆，總量約為9500kt。

為了開發利用爐渣資源，中色盧安夏銅業有限公司（以下簡稱CLM）于2010年6月7日在CLM選礦廠實驗室現場進行了爐渣選礦試驗。

同年CLM公司與沈陽有色金屬研究院合作開展了該爐渣選礦試驗研究，為工程設計提供依據。2011年，CLM委托北京礦冶科技集團有限公司（以下簡稱北礦科技）對現存爐渣選礦進行了500kt/a爐渣選礦廠可行性研究，并于2012年底通過評審；接著進行初步設計和施工圖設計，于2014年設計的500kt/a爐渣選礦廠投產，目前處理爐渣南堆的爐渣，截止到2020年3月底，已處理爐渣1780kt，南北兩個渣堆剩余爐渣量約為7720kt。

2 爐渣礦石性質

爐渣為盧安夏冶煉廠1931年開始生產后產生的反射爐渣，以前冶煉工藝未采用緩冷工藝，導致銅晶粒較細，長時間露天堆放，氧化率在30%～50%。爐渣的物理機械性能為：粒度0mm～500mm，含水量＜5%，密度3.446t/m3，松散密度2.2 t/m3。

2011年，CLM公司委托沈陽有色金屬研究院對該爐渣進行選礦試驗，試驗報告中爐渣多元素分析結果見表1。根據沈陽有色金屬研究院的工藝礦物學研究表明，該爐渣中礦物組成比較簡單，礦物種類較少，但嵌布關系較為復雜。爐渣中大部分為硅酸鐵礦物和玻璃質，其次為磁鐵礦，銅、鈷礦物含量較少。爐渣中銅礦物主要以硫化物形式存在，其次以金屬銅和銅氧化物存在，其中銅硫化物有黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、藍輝銅礦及銅藍等；銅硫化物以珠滴狀、球粒狀分布在爐渣中，部分與磁鐵礦嵌布關系密切；銅硫化物集合體中包含磁黃鐵礦，其與磁黃鐵礦之間較難彼此解離。

表1 爐渣多元素分析結果（%）

3 爐渣礦石破碎系統現有工藝流程及參數設定

碎礦系統采用三段一閉路破碎，主要設備為粗碎CJ211顎式破碎機，中細碎CH440EC、CH440F圓錐破碎機及篩分的SC2462雙層振動篩，通過大傾角皮帶送至球磨礦倉。振動給礦機頻率42%，全系統處理量不到100噸/時，原礦粒度控制在-500mm，顎破排礦口100mm，中碎排礦口15mm，細碎排礦口8mm，振動篩下層篩板12X24mm。

4 爐渣破碎系統目前存在的問題及原因分析

4.1 問題

破碎產品粒度較粗，-10mm顆粒僅占56%左右。整個系統臺效不到100噸/時。中、細碎圓錐襯板使用壽命25天。

4.2 原因分析

之前圓錐排礦口設定和校核一直由贊方管理，分別設置中碎圓錐15mm，細碎圓錐8mm。在剛更換新襯板時，破碎產品粒度較好，系統臺效也能提高，但是隨著襯板的磨損，系統估計的排礦口和實際的排礦口偏差增大，導致排礦粒度增大，由于歷史原因，中、細碎之間沒有設置中間礦倉，返回細碎的礦量增大、顆粒變大，加上振動篩給礦偏向一邊導致篩分效率低、細碎圓錐給礦點靠后導致破碎效率低等因素影響，不是振動篩就是細碎圓錐漫礦，贊方操作工只能降低臺效運行。低臺效運行導致襯板只有下半部分工作，降低了襯板壽命和總處理礦量。同時振動篩下層篩板篩孔過大、皮帶扣磨損清潔刮板導致細顆粒漏礦，都會提高不合格粒級比例。

5 我們采取的措施以及取得的效果

針對目前存在的問題，我們查閱北礦科技撰寫的《中色盧安夏銅業有限公司500kta爐渣選礦工程設計報告》，設計中要求破碎產品粒度-8mm占比80%（由于現場只有10mm篩網，故以-10mm顆粒占90%作為標準），為了達到這個目標，我們逐步將振動篩下層篩板更換為10X10mm規格，嚴格控制過篩粒度。把住出口以后，隨之而來要進行的是控制中碎、細碎排礦口來提高過篩產品比例。新更換的襯板能夠有效降低粒度，但在襯板壽命快到期前，控制粒度和保持臺效是我們需要重點解決的問題。2020年1月開始，我們通過調整排礦口，得到了符合要求的破碎產品，但當時臺效維持在100t/h，在2月5日更換中碎圓錐襯板時發現襯板上半部分沒有參與碎礦，單套襯板的碎礦能力沒有完全發揮出來。從2月5日開始，我們開始提高系統臺效，在剛更換襯板時，振動給礦機頻率能調到55%，最高臺效能達到200t/h，在3月更換中碎圓錐襯板時發現整個襯板表面都有了磨損。

創新了一種校正圓錐排礦口的方法。校正圓錐排礦口有兩種方法，一是在使用新襯板時即設定排礦口和實際排礦口接近時使用鐵碰鐵方法進行校正，二是在襯板使用一段時間后即設定排礦口和實際排礦口差距變大時，使用鐵碰鐵方法校正實際排礦口偏大，所以需要使用鉛塊測定實際排礦口后對設定排礦口進行校正。鉛塊校正法在制作鉛塊和測量實際排礦口時費時費力，所以我在鉛塊校正法的基礎上，創新了一種新的校正方法。

舉例來說，設定排礦口已設定在最小值3mm，但出料顆粒仍然很粗，需要繼續減小排礦口，這時就無法進行調整，而實際排礦口15mm，此時我們不需要測量，在不改變實際排礦口尺寸的情況下將15mm的實際排礦口設定為20mm，設定排礦口也設定為20mm，然后慢慢減小設定排礦口直到獲得滿意的破碎產品粒度為止，這樣能夠繼續減小實際排礦口，又能避免出現襯板碰襯板情況，而且使用起來非常方便。

通過多次調整排礦口，然后到現場觀察產品粒度，我們總結經驗，結合工藝流程圖能看出，細碎圓錐的產品在C2皮帶上層，C3皮帶的產品則以中碎圓錐的篩上產品為主，所以我們能通過觀察C2、C3皮帶的產品粒度來判斷中、細碎排礦口是否合適。同時調整振動篩和細碎圓錐下礦位置，使其均勻分布，篩分和破碎效率得以提高，之后以振動篩和細碎圓錐不漫礦為標準增加給礦量。目前在已更換60塊下層篩板的情況（總共80塊篩板），振動給礦機頻率在52%以上，平均臺效120～130噸/時，破碎產品粒度保持在-10mm顆粒占85%以上，中碎圓錐襯板使用壽命由25天提升至35天，單套襯板處理總礦量能達到5.6萬噸，細碎圓錐襯板使用壽命由25天提升至45天，單套襯板處理總礦量能達到6.7萬噸。

6 結論

綜上所述，通過使用新方法調整排礦口、更換更小孔徑的篩板，使破碎產品粒度保持在-10mm顆粒占85%以上，調整振動篩和細碎圓錐下礦位置，提高了篩分和破碎效率，從而使振動給礦機頻率保持在52%以上，碎礦系統平均臺效達到120～130噸/時，中碎圓錐襯板使用壽命由25天提升至35天，單套襯板處理總礦量能達到5.6萬噸，細碎圓錐襯板使用壽命由25天提升至45天，單套襯板處理總礦量能達到6.7萬噸。