惯性圆锥破碎机在铜渣破碎流程中的应用研究
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摘要：它简述了现在世界范围内铜渣的综合利用现状及各种冶炼方法所需不同的回收工艺。根据铜渣的硬度高、密度大、耐磨等特性，通过惯性圆锥破碎机在铜渣选矿厂破碎流程中的应用实例，为铜渣选矿法回收的破碎处理提供了一种比较理想“多碎少磨”、简单高效、节能降耗的破碎流程。
关键词：铜渣破碎；惯性圆锥破碎机；破碎流程；“多碎少磨”；节能降耗
中图分类号：TD451 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）08-0-02
一、铜渣的综合回收利用与选矿法的“多碎少磨”
1.铜渣的综合利用现状
近年世界铜冶炼产量迅速增长，1980年世界铜的总产量为929万吨，2007年达到了1763万吨。我国铜产量也在迅猛增长，2007年我国铜产量约344万吨，超越智利成为世界第一。目前世界上铜产量中80%火法冶炼生产，约20%用湿法冶炼生产。传统的处理方法是将这些废渣直接堆放或经过简单处理回收，这样既占用了土地，又造成铜和铁等资源的极大浪费。因此，采取有效措施处理铜渣，大力开展对铜渣的综合回收利用研究，对资源循环利用和环境保护都具有重要意义。
现有铜渣的回收利用主要有以下几种方法：
（1）火法贫化法
返回重熔和还原造锍是铜渣火法贫化的主要方式。炉渣返回重熔是回收铜的传统方法，产生的冰铜返主流程。针对炉渣的钴、镍回收，采取在主流程之外的单独还原造锍。主要方法是电炉贫化法、真空贫化法、渣桶法、选择性还原法等。
（2）选矿法
依据有价金属赋存相表面亲水、亲油性质及磁学性质的差别，通过磁选和浮选分离富集。主要方法是浮选法和磁选法。
（3）湿法浸出法。
湿法过程可以克服火法贫化过程的高能耗以及产生废气污染的缺点，其分离的良好选择性更适合于处理低品位炼铜炉渣。铜渣中铜的浸出则一般要用到氯化浸出法和硫酸化浸出法。主要方法是直接浸出和间接浸出。
（4）联合工艺法
采用单一的工艺处理铜渣，往往存在着很多问题，达不到预期的目的。在处理渣时，将几种处理工艺联合使用，往往能达到更好的回收效果。其中包括还原-浸出法、浮选-焙烧-浸出法等。
2.铜渣的选矿法回收技术与“多碎少磨”
铜渣具有硬度高、比较致密、有较好的耐磨性等特点，处理难度大。由于铜渣经过冶炼后硬度比矿石大，在破磨流程上有较大难度。国内外处理铜转炉渣的选矿流程一般具有以下特点：（1）需要高浓度磨矿；（2）需要较高的浮选浓度；（3）多段磨矿多段浮选；（4）药剂制度简单。
破碎和磨矿的作用原理表明：强化破碎，尽量降低入磨粒度，是提高碎磨效率、降低选矿成本的重要途径。经过多年的实践和总结，粉碎领域正大力提倡“多碎少磨”的工艺流程，即降低破碎产品最终粒度，增加细粒级在破碎产品中的含量，从而提高磨机的处理能力，达到降低电耗和金属消耗量、减少成本、增加经济效益的目的。
铜渣结构特殊，一般是是铁、铜等金属或其氧化物和渣的结合体，普通的弹簧、液压等圆锥破碎机很难完成它的细碎，所以细碎成为制约铜渣选矿法回收利用的瓶颈破碎。传统的钢渣破碎流程一般是三段闭路破碎，流程长循环量大。而惯性圆锥破碎机恰能弥补普通圆锥破碎机的该弱点，较好的实现了铜渣的细碎，可以降低铜渣的入磨粒度，实现“多碎少磨”，为整个流程的提高处理量，实现节能降耗。
二、惯性圆锥破碎机
惯性圆锥破碎机是破碎领域具有革命性突破的新型节能细碎设备，具有先进的破碎理念、独特的设计思路、合理的机械结构和优良的性能，克服了传统破碎设备的不足，很好地满足“多碎少磨”新工艺的要求。
惯性圆锥破碎机主要特点如下：
1.具有良好的“料层选择性破碎”作用。由于是挤满给料，被破碎物料在破碎腔中承受全方位的挤压、剪切和强烈的脉动冲击作用，料层内颗粒相互作用，造成颗粒间的强制自粉碎。
2.可破碎硬度非常大的脆性物料。如金刚石、碳化硅、刚玉、烧结高铝矾土、磁性材料、锰铁、冶金炉渣、高冰镍等；
3.破碎比大，产品粒度可调。调节偏心静力矩、激振器转速和排料间隙等参数，可以方便地调节所需的破碎比。根据需要有效地防止过粉碎，提高某粒级的产率或相反增加细粉的产量；
4.良好的“过铁保护”性能。由于动锥与传动机构之间无刚性联接，如果物料中混入不可破碎的物体，不会破坏传动系统和主机；
5.操作安装方便。由于整机采用二次隔振，振动小，安装时不需要庞大基础和地脚螺栓；该机充满给料，满负载启动和停车，操作、检测和控制十分方便；
6.简化破磨流程，实现“多碎少磨”，减少辅助设备台数。由于破碎比大，产品粒度细，可实现开路破碎，减少破碎段数，降低入磨粒度，无需很多辅助设备，大大节省设备和基建投资；
7.应用范围广。可广泛应用于矿山、冶金、建材、磨料、加工等领域。俄罗斯、哈萨克斯坦、中国、日本等地均有应用，得到了用户及业内人士的认可。
三、惯性圆锥破碎机在铜渣破碎流程的应用
1.GYP-900 惯性圆锥破碎机在铜渣破碎流程的应用
（1）物料性质
赤峰某公司的铜渣是转炉渣，含铁较高48～54%，主要金属元素及含量见表3。铜渣质地致密，密度大，硬度高，难破碎。主要矿物组成是铁橄榄石、磁铁矿、赤铁矿、硅灰石、辉铜矿等。
（2）破碎流程
该选厂破碎生产工艺流程设计为两段破碎。第一段用PE400×600颚式破碎机，第二段用GYP-900 惯性圆锥破碎机。粒度为-300 mm的原矿给入PE400×600颚式破碎机， 破碎后物料直接进入GYP-900惯性圆锥破碎机，由于GYP-900惯性圆锥破碎机产品粒度细，可以开路破碎，产品直接进入粉矿仓，与传统铜渣破碎工艺相比减少了一段破碎并实现了开路，实现了破碎工艺的极大简化，大大节约了基建投资和设备采购成本。
（3）生产应用情况
从2008年11月6日起正式开车至今，GYP-900惯性圆锥破碎机运行情况良好，达到了生产要求。在生产应用中多次取样测试，产量为35.1～46.8×103kg/h，在惯性圆锥破碎机的给料粒度为-70 mm、工作间隙为35mm时，产品筛分粒度见表4，此时产量为40.1×103kg/h。
2.GYP-1200 惯性圆锥破碎机在铜渣破碎流程的应用
（1）物料性质
东营某公司渣选厂所处理的铜渣，是该公司铜冶炼厂的炉渣，含铜量较高。由于一直没有找到合适的处理设备，该公司在铜渣方面积压的资金就有上千万元得不到及时回收，严重影响公司的正常运转。该厂铜渣的性质与赤峰选厂的基本一致，但由于后续处理得当，其物料的致密程度得到了一定改善。
（2）破碎流程
此破碎生产工艺流程同样采用的是两段破碎。第一段用PE600×900颚式破碎机，第二段用GYP-1200 惯性圆锥破碎机。由于惯性圆锥破碎机产品粒度细，实行了开路破碎，产品直接进入粉矿仓，简化了破碎流程。
（3）生产应用情况
从2009年06月12日起至今，GYP-1200惯性圆锥破碎机运行情况良好，产品粒度合格，产量也达到了生产要求。在生产应用中多次取样测试，产量为65.1～85.8×103kg/h。当工作间隙为55mm时，产量为76.5×103kg/h，产品筛分粒度见表5。
四、结论
惯性圆锥破碎机具有良好的“料层选择性破碎”作用、破碎比大、产品粒度细、能破碎硬度很大的脆性物料等优点，在处理冶金炉渣如钢渣、铜渣等的破碎流程中具有其它破碎机无法比拟的优势。惯性圆锥破碎机在铜渣破碎流程中的成功应用表明，该破碎机能很好地满足铜渣破碎流程对细碎设备的要求，是实现铜渣综合回收利用不可或缺的细碎设备。
1.惯性圆锥破碎机可克服铜渣难破碎的特点，破碎产品粒度细，可实现“多碎少磨”。极大地降低了磨矿流程的能耗，提高了其处理能力，实现节能降耗；
2.开路破碎，流程简单。两段破碎实现开路，流程简单高效，极大减少基建投资及流程布置对场地空间的要求；
3.良好的“过铁保护”性能。在破碎过程中出现不可破碎物时，设备不会出现故障，保证了设备的运转率。
惯性圆锥破碎机在铜渣破碎流程中的成功应用，为铜渣的综合回收利用提供了一种“多碎少磨”、简单高效、节能降耗的破碎流程。惯性圆锥破碎机是铜渣选矿法回收极其理想的细碎设备。
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作者简介：王立兴（1968-），河南中牟人，助理工程师，主要从事选矿设备管理研究。