富氧底吹造锍捕金工艺供料系统生产实践

2018-06-13董红建马喜功赵晓辉

中国有色冶金 2018年3期

董红建, 马喜功, 田静, 赵晓辉, 王瑞

(1.中国黄金集团有限公司企业运营部，北京 100011；2.河南省黄金资源综合利用重点实验室，河南三门峡 472000；3.河南中原黄金冶炼厂有限责任公司，河南三门峡 472000)

0 前言

目前世界黄金产量的80%来自氰化提金工艺，对于高铜、高砷复杂金精矿，氰化浸金成本高、浸出率低，且传统提金工艺不能对含多种元素复杂金精矿中的Cu、Ni、Pb、As等有价元素进行综合回收[1]。富氧底吹造锍多金属捕金技术是世界上唯一无需补加任何燃料就可以完全实现自热熔炼的新型熔池熔炼技术，该技术使有色金属行业和黄金行业走上了一条资源综合利用及低碳循环经济可持续发展之路[1]。

河南中原黄金冶炼厂有限责任公司(以下简称“中原冶炼厂”)始建于1989年，建厂初期采用沸腾炉焙烧—酸浸浸铜—氰化浸金的工艺路线，主要处理国家第二大成金带小秦岭地区的含砷高、金银品位低、共伴生难选冶等复杂金精矿，处理能力为650 t/d。2012年为促进黄金冶炼产业升级，提高资源综合回收和利用水平，打造行业标杆，公司实施了整体搬迁升级改造项目。设计规模年处理复杂金铜精矿150万t，年产黄金36 t、白银220 t、阴极铜20万t、硫酸125万t，工艺流程为富氧底吹熔池熔炼—旋浮吹炼—回转式阳极炉精炼—永久不锈钢阴极电解—熔炼渣选矿。项目2013年10月开工建设，2015年6月底吹熔炼炉投料试生产，历经3个月主生产流程全线打通[2]。

1 供料系统工艺及装备

1.1 工艺流程

中原冶炼厂处理的复杂金精矿以集团公司自产矿和国产矿为主，进口矿为辅；铜精矿为进口精矿与集团公司自产精矿相结合。

供料厂房主要用于复杂金精矿、铜精矿、渣精矿、吹炼渣及熔剂等物料的储存、配料及供料。厂房长439.7 m，宽72 m，两侧为2个33 m宽精矿储仓，各配置4台20 t抓斗桥式起重机，中间设6 m宽消防通道，厂房内共设有23个储料仓，其中包括1个质检仓、1个渣精矿仓、4个熔剂仓、6个金精矿仓、11个铜精矿仓，最大储矿能力可达到23万t。

复杂金精矿、铜精矿、渣精矿、吹炼渣及熔剂等混合物料采用抓斗桥式起重机配料。配矿后的物料经过圆盘给料机和定量给料机倒运到上料皮带上，通过上料皮带输送至底吹熔炼炉炉顶料仓。

工艺流程及设备连接见图1。

图1 工艺流程及设备连接图

1.2 主要设备

1.2.1 圆盘给料机

圆盘给料机是一种连续计量、自动控制、自动配给散料的机电一体化设备，广泛应用于钢铁、冶金、建材、化工、能源等行业，近些年来发展应用迅速，在大型给供料系统中是首选的连续供料设备。圆盘给料机的工作原理：储存在料仓的物料，借助重力及圆盘机构的强制转动，在下料口被刮刀卸出并连续均匀地输送到称量皮带。当圆盘给料机停止工作时，传动机构停止工作，矿料自身重力起锁闭作用。中原冶炼厂供料系统圆盘给料机共计13套，型号为WRPB-Φ2000，单套输送能力为0～60 t/h。

1.2.2 胶带输送机

胶带输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。物料由喂料端喂入，落在转动的输送带上，依靠输送带摩擦带动运送到卸料端卸出。胶带输送机具有输送能力大，输送距离远，结构简单易于维护，能方便地实行程序化控制和自动化操作的特点。中原冶炼厂供料系统胶带输送机共计20套，输送量及型号各不相同。

供料系统主要设备规格及参数见表1。

表1 供料系统主要设备及性能参数

2 生产实践

中原冶炼厂底吹炉于2015年6月19日投料试生产，供料系统初期供矿量90 t/h，3～4个圆盘给料机供料即可满足需求，随着生产系统的平稳运行，供矿量逐渐增加至260 t/h，需投入6～10个圆盘给料机方可满足供料要求。投料初期遇到的主要问题是：

(1)圆盘给料机多次出现料仓积料、断料现象，需要停止供料，人工清理圆盘料仓积矿，费时费力，且无法保证生产系统平稳供料。

(2)在配矿、供矿过程时，由于矿粉含水率低，矿粉易飞扬，造成供料厂房能见度低，操作环境恶劣。

3 原因分析及问题解决

针对生产初期出现的问题，分析了产生的原因，并提出具体的解决措施。

3.1 圆盘给料机积料断料

主要原因为：①原设计的圆盘给料机锥形料仓衬板材质为16锰和高铬铸铁，表面经喷丸处理，由于铸铁表面较为粗糙，矿粉容易黏壁，导致出现积料；②圆盘给料机在供含水量稍高的矿粉时，矿粉黏壁现象严重，只有靠近锥形料仓中部的矿粉能顺利下料，尤其是圆盘给料机停机后再次启动供料，往往会发生积料现象；③矿粉在锥形料仓下部，由于上部物料的重力和挤压作用，下料口的物料容易拱料，矿粉无法进入圆盘布料，出现积料。

具体解决措施：①更换锥形料仓衬板，将原粗糙的铸铁衬板更换为高强度耐磨PVC衬板，更换后的衬板较之前光滑，矿粉不易黏结，从而减少积矿；②在圆盘中心焊接一根长约1.5 m的破料锥，在破料锥上焊接锯齿状钢板，破料锥随着圆盘转动，圆盘转动过程中，锯齿状钢板可将矿料均匀输送到圆盘上；③在锥形料仓的外围增加空气炮，空气炮在锥形料仓四周呈星型落差分布，共分为4组，定时自动开启空气炮，改善矿粉黏壁现象，同时增加空气炮PLC控制系统，可在中控室及时发现下料不畅，也可远程开启空气炮，提高处理效率。

改进后经过近一年的运行，圆盘给料机因积矿造成的断料现象很少发生，圆盘给料系统供矿平稳，能满足供料系统满负荷运行需求，使用效果较好。

3.2 供料厂房能见度低环境恶劣

主要原因：①通过火车运入的精矿，经胶带输送机及抛料皮带将矿粉卸入精矿储仓，抛料皮带卸料端距仓底约11 m，卸矿过程中，抛料皮带快速运转产生的气流及重力作用引起的巨大落差碰撞，使得精矿中的微细颗粒与精矿分离、飞扬，随着厂房内空气流动扩散，造成厂房能见度低；②供料厂房两侧为精矿储仓，中间为供料圆盘，矿粉含水低、粒度较细，在配矿、供料过程中，由于重力落差，微细矿粉极易分离、扩散，致使厂房矿粉浓度高，环境恶劣。

具体解决措施：①在抛料皮带卸料端增加一个2 m锥形料斗，料斗底部用尼龙布捆扎一个1 m左右布袋，抛料皮带卸料时，精矿通过锥形料斗和布袋落到仓底，减少巨大落差碰撞产生的矿尘；②在供料厂房中间消防通道两侧增设18个降尘喷雾机，降尘喷雾机有效射程为25～40 m，水平旋转角度0～320°往返可调，并带PLC控制系统，可以实现远程启停。在配料、供料过程中，对矿粉进行增湿、除尘，有效降低了矿粉飞扬，改善了工作环境。