浅析铜冶炼渣缓冷场设计应注意的几个问题
浅析铜冶炼渣缓冷场设计应注意的几个问题
摘要：本文针对国内已建成的渣缓冷场生产实践中存在的通病，在新建项目设
计中做了部分改进，总结出渣缓冷场设计时需要关注的几个问题，以期为铜冶炼
厂渣缓冷场的工程设计提供有益借鉴。
关键词：渣缓冷场；防渗膜；地面腐蚀和开裂；铸钢板铺设；排水；喷淋系
统
铜冶炼炉渣是铜精矿经冶炼加工后剩余的残渣，其中蕴含丰富的铜、金、银
等有价金属【1】，采用缓冷-磨浮工艺对冶炼渣进行综合回收，选矿后弃渣含铜
品位通常可降至0.25-0.3%之间【2】，具有铜、金、银的回收率高，能耗低【3】、效益好的优势。因此，缓冷-磨浮工艺在国内大型铜冶炼企业得到广泛运用，近年
来相继建成若干座大型铜冶炼渣缓冷场。
渣缓冷场作用在于将熔融态炉渣冷却为固态炉渣，然后将固态炉渣经过翻包
摔渣、破碎、堆存，最终运输至粗破碎车间进入渣选矿生产流程。渣缓冷场处于
熔炼车间和渣选车间承上启下的位置【2】。
鉴于渣缓冷场对铜冶炼生产的重要性，在我公司负责HL铜冶炼厂设计过程中，对国内部分已建成的渣缓冷场生产实践中存在的问题进行了调研，并在本次
工程设计时有针对性的加以改进，特总结出如下几点体会，以期为今后类似工程
设计时提供些许参考：
1.新建缓冷场应特别注意铺设HDPE防渗膜
渣包喷淋冷却水及炉渣淋溶水呈弱酸性并含有少量重金属，会沿着缓冷场混
凝土面层局部开裂缝隙渗至地下，造成一定污染。根据环保需要，渣缓冷场设计
时十分必要在混凝土结构层下铺设HDPE防渗膜。调研发现，受早期公众环保认
识不足的局限，国内已建成的部分渣缓冷场没有铺设防渗膜，如后期增加防渗膜
花费代价太高，很少有企业再进行补救的，致使土壤和地下水的污染无法终止。
随着公众环保意识的提高，在新建渣缓冷场设计阶段，设计人员有责任说服业主
做好渣缓冷场的防渗工程。
在HL铜冶炼厂设计时，渣缓冷场全范围均铺设了HDPE防渗膜。HDPE膜铺
设顺序自下而上为：粘土地基夯实、400g/m2无纺土工布、2.0mm厚光面HDPE 膜、6.0mm复合土工排水网、400g/m2无纺土工布、300mm厚粗砂保护层。缓
冷场混凝土结构层在粗砂保护层上铺砌。
铺膜设计应注意：1）铺膜前地基处理时，应尽量选用透水性差的粘土适当
换填，膜下800mm深度范围的地基压实系数不应小于0.90，与膜接触的地基表
面应设置0.5-0.8%汇水坡度。2）缓冷场应分区域设置一定数量的渗流收集沟或收
集池，收集池内埋设D650mmHDPE管道，用于渗漏观测和抽取残液，见图1。3）HDPE膜上铺设6.0mm复合土工排水网、粗砂保护层，利用粗砂渗透性强和土工
排水网的导流作用，将渗流液能顺利导流排向收集池。
图1 渗漏液收集池
2.混凝土地面应注意采取防止腐蚀和开裂的措施
由于循环喷淋水带有弱酸性，并且缓冷场内行驶的抱罐车满载时荷载大多
120t以上，致使缓冷场混凝土地面出现腐蚀和开裂现象严重，这是国内铜冶炼企
浅析铜冶炼渣缓冷场设计应注意的几个问题
浅析铜冶炼渣缓冷场设计应注意的几个问题 摘要：本文针对国内已建成的渣缓冷场生产实践中存在的通病，在新建项目设 计中做了部分改进，总结出渣缓冷场设计时需要关注的几个问题，以期为铜冶炼 厂渣缓冷场的工程设计提供有益借鉴。 关键词：渣缓冷场；防渗膜；地面腐蚀和开裂；铸钢板铺设；排水；喷淋系 统 铜冶炼炉渣是铜精矿经冶炼加工后剩余的残渣，其中蕴含丰富的铜、金、银 等有价金属【1】，采用缓冷-磨浮工艺对冶炼渣进行综合回收，选矿后弃渣含铜 品位通常可降至0.25-0.3%之间【2】，具有铜、金、银的回收率高，能耗低【3】、效益好的优势。因此，缓冷-磨浮工艺在国内大型铜冶炼企业得到广泛运用，近年 来相继建成若干座大型铜冶炼渣缓冷场。 渣缓冷场作用在于将熔融态炉渣冷却为固态炉渣，然后将固态炉渣经过翻包 摔渣、破碎、堆存，最终运输至粗破碎车间进入渣选矿生产流程。渣缓冷场处于 熔炼车间和渣选车间承上启下的位置【2】。 鉴于渣缓冷场对铜冶炼生产的重要性，在我公司负责HL铜冶炼厂设计过程中，对国内部分已建成的渣缓冷场生产实践中存在的问题进行了调研，并在本次 工程设计时有针对性的加以改进，特总结出如下几点体会，以期为今后类似工程 设计时提供些许参考： 1.新建缓冷场应特别注意铺设HDPE防渗膜 渣包喷淋冷却水及炉渣淋溶水呈弱酸性并含有少量重金属，会沿着缓冷场混 凝土面层局部开裂缝隙渗至地下，造成一定污染。根据环保需要，渣缓冷场设计 时十分必要在混凝土结构层下铺设HDPE防渗膜。调研发现，受早期公众环保认 识不足的局限，国内已建成的部分渣缓冷场没有铺设防渗膜，如后期增加防渗膜 花费代价太高，很少有企业再进行补救的，致使土壤和地下水的污染无法终止。 随着公众环保意识的提高，在新建渣缓冷场设计阶段，设计人员有责任说服业主 做好渣缓冷场的防渗工程。 在HL铜冶炼厂设计时，渣缓冷场全范围均铺设了HDPE防渗膜。HDPE膜铺 设顺序自下而上为：粘土地基夯实、400g/m2无纺土工布、2.0mm厚光面HDPE 膜、6.0mm复合土工排水网、400g/m2无纺土工布、300mm厚粗砂保护层。缓 冷场混凝土结构层在粗砂保护层上铺砌。 铺膜设计应注意：1）铺膜前地基处理时，应尽量选用透水性差的粘土适当 换填，膜下800mm深度范围的地基压实系数不应小于0.90，与膜接触的地基表 面应设置0.5-0.8%汇水坡度。2）缓冷场应分区域设置一定数量的渗流收集沟或收 集池，收集池内埋设D650mmHDPE管道，用于渗漏观测和抽取残液，见图1。3）HDPE膜上铺设6.0mm复合土工排水网、粗砂保护层，利用粗砂渗透性强和土工 排水网的导流作用，将渗流液能顺利导流排向收集池。 图1 渗漏液收集池 2.混凝土地面应注意采取防止腐蚀和开裂的措施 由于循环喷淋水带有弱酸性，并且缓冷场内行驶的抱罐车满载时荷载大多 120t以上，致使缓冷场混凝土地面出现腐蚀和开裂现象严重，这是国内铜冶炼企
铜冶炼炉渣混合浮选工艺研究及生产实践
铜冶炼炉渣混合浮选工艺研究及生产实践 张鑫，惠兴欢，朱江，杞学峰，王礼珊 （楚雄滇中有色金属有限责任公司,楚雄） 摘要：本文针对楚雄滇中有色金属公司铜冶炼过程产生的电炉渣、转炉渣进行了混合浮选研究。混合渣含铜，磨至细度为后进入浮选作业，通过二次粗选、二次扫选、粗精矿不磨三次精选的工艺流程，可获得铜精矿品位为，尾矿品位以下，回收率以上的工艺指标。在实际生产中，通过对工艺流程的改造，又进一步优化了浮选指标。 关键词：电炉渣；转炉渣；浮选 , , , , （ . ，，） :( ) . . ( ) . , ( ) . . : , , 引言 我国铜炉渣数量大，其中大量铜及相当数量的贵金属和稀有金属长期堆存，占用大量用地，严重污染环境。随着冶炼技术的发展，髙效率熔炼炉的应用，炉渣含金属量还有上升趋势。因此，开发利用铜炉渣资源具有重要意义和十分可观的经济效益。 近年来，国内外很多单位对铜渣的利用进行了不同规模的研究，主要集中在以下两方面：（）提取有价金属[]；（）生产化工产品和制备建筑材料等[]．尽管取得一定成绩，但是铜渣综合利用水平低，循环力度弱的状况仍未改变。铜渣的贫化方法有熔炼法和缓冷选矿法，选择何种方法，要根据渣中金属存在形态和经济效果的对比来决定。魏明安[]研究了转炉渣的特性和铜转炉渣选矿的一般特点。并在此基础上，针对国内某铜转炉渣中铜赋存状态复杂、嵌布粒度细及难磨等的特点，提出处理该转炉渣的适宜技术条件为阶段磨矿阶段选别，在浮选机充气量3.3L和高浓度浮选的条件下，取得了铜精矿铜品位、回收率为的实验室闭路试验指标。云南耿马铜渣由于其含铜品位低，回收利用难，研究结果表明，浮选可以很好地对其进行回收利用，浮选条件为：磨矿细度-0.074mm占、捕收剂用量为162g、活化剂硫化钠用量为3.4kg的条件下得到了品位、回收率的较好试验结果[]。宋温等[]针对某转炉冶炼厂的炉渣硬度大、难磨且氧化程度较高的情况，采用一粗一精二扫中矿循序返回的浮选流程。药剂采用丁黄药、松醇油。原矿品位为，得到了铜精矿品位，铜回收率的浮选指标。 采用选矿方法从炉渣中可以回收大部分铜，不但可获得一定的经济效益，而且还可实现铜资源最大限度的合理利用，这符合当前发展循环经济，建设节约型社会的基本国策。 铜渣的工艺矿物学研究 楚雄滇中有色金属有限责任公司冶炼厂采用的铜冶炼工艺为：富氧顶吹熔炼电炉沉降转炉吹炼，沉降电炉排出的渣含铜品位约～左右，转炉渣不返入电炉（品位约），转炉渣分解破碎后大部分进入艾萨熔炼系统，使得生产成本急剧增加，同时也会造成电炉渣含铜增加，每年损失大量铜金属，为此，需要对炉渣贫化进行专门研究。 铜渣的物理特性 楚雄滇中有色金属有限责任公司冶炼铜渣经缓冷后，外观呈黑色，松散容重2.4g，密度。性质比较稳定，嵌布粒度较细。铜渣含铁量很高，故它的质地致密、坚硬，莫氏硬度达到度，
《铜冶炼炉渣回收铜》国家标准
《铜冶炼炉渣回收铜》国家标准 编制说明 铜陵有色金属集团控股有限公司 2010年8月
《铜冶炼炉渣回收铜》国家标准编制说明 1、任务来源 根据中色协综字［2010］015号文件，关于下达2009年第二批有色金属国家、行业标准制（修）订项目计划通知，《铜冶炼炉渣回收铜》由铜陵有色金属集团控股有限公司负责起草，参加起草单位大冶有色金属集团控股有限公司。负责起草单位接到通知后立即成立标准编制小组。经过半年的相关准备，制定出本讨论稿。 2、铜冶炼炉渣回收铜产品简介 目前国内铜冶炼所采用的主要是熔炼和吹炼二道炼铜工艺，以往第一道工艺所产生的熔炼渣由于含铜量较低基本上作为废料丢弃，也有部分作为建筑行业添加剂销售。第二道工艺所产生的吹炼渣由于含铜量相对较高，有的厂家返回上道工序使用，有的采用选矿富集再利用。 由于近年来铜价较高，不少厂家对含铜量较低熔炼渣在投入和产出比进行了测算；同时，随着选矿回收技术的提高，各冶炼厂纷纷上马选矿厂回收熔炼渣中铜金属。 无论是熔炼渣还是吹炼渣所回收的铜，与井下和地表开采的铜矿物所选的铜精矿相比除含硫品位较低和粒度较细外，其性质基本相同，各冶炼厂都是把该产品与铜精矿配料使用。 3、标准编制前期工作 在编制标准期间，首先，进行了相关信息和资料的搜集。标准编制小组于今年6月至7月，先后前往云南铜业公司、大冶有色金属控
股公司、江西铜业公司、金川有色金属公司、中条山有色金属集团公司、祥光铜业公司、铜陵有色稀贵金属公司、铜陵有色金口岭矿业公司、铜陵有色天马山矿业公司进行实地考察调研，收集了大量的相关数据和资料，并取样进行了分析。 通过调研，基本掌握国内铜冶炼炉渣回收铜的生产和需求厂家的情况，覆盖面达到90%以上，应当说具有广泛的代表性。具体收集和分析的相关数据见附表。 4、标准编制原则 4.1本标准格式按照GB/T1.1-2009最新版本要求编写。 4.2本标准参考YS/T 318-2007《铜精矿》标准进行编写。 4.3本标准编制遵循“先进性、实用性、统一性、规范性”的原则，使标准制定具有可操作性。 4.4本标准充分考虑了使用单位的意见和建议。 5、标准中主要内容确定 5.1关于标准名称 标准的名称有三个可采用：“铜冶炼炉渣回收铜”、“铜冶炼炉渣回收铜精矿”、“铜冶炼炉渣渣精矿”，我们建议采用“铜冶炼炉渣回收铜”作为该产品的标准名称。该产品名称确定是为了区别于井下或地表开采铜矿物所选的铜精矿，来源于铜冶炼中。 5.2关于产品分类 根据调研所收集和取样分析的资料，按照精矿含铜品位高低不同确定为三个品级，三级品含铜品位不小于15%，一级品含铜品位不小
铜冶炼渣中单质铜对浮选指标的影响及控制方案研究
铜冶炼渣中单质铜对浮选指标的影响及控制方案研究 我国铜冶炼企业在每年都会产生大量的铜冶炼渣，其中单质铜对于浮选指标是有一定程度影响的。本文主要分析了铜冶炼渣当中的单质铜对于浮选指标的影响以及提出了相应的控制方法，对铜渣的浮选提出工艺上的意见，予以相关企业参考与借鉴。 标签：铜冶炼；单质铜；浮选指标；影响；控制方案 1 铜渣的性质 铜冶炼渣是一种人工矿石，其理化性质，物理组成，矿物之间的共生关系与矿物之间的嵌布粒度粗细与冶炼的技术，设备以及冷却方式等因素相关，所以炉渣性质一般都是不太稳定的。铜渣一般呈现黑色，块状，易碎难磨，性脆是铜渣的主要性质。其矿物组成成分中绝大多数是铁橄榄石，其次是磁铁矿，还有少量脉石组成的玻璃体。其中的铜矿物多呈硫化物形态存在。由于冶炼技术的不同，硫化铜矿、氧化铜矿、金属铜及化合铜矿等以不同含量分布于炉渣之中，部分渣料因处理的铜矿石原料特殊，產生的炉渣中含有金、银等贵重金属以及铅、锌、钴、镍等有价成分。铜渣当中还含有铝，钙，镁等重要元素，其主要是以氧化镁，氧化钙，三氧化二铝的形式所存在。铜矿物或被硅铁氧化物所包裹，或与铜铁矿物共同形成斑状结构及多矿物共生嵌于铁橄榄石基体中。炉渣的冷却方式有三种：自然冷却、水淬、保温冷却+水淬，其中保温冷却+水淬有利于铜的浮选回收，根据其不同的冷却方式，铜渣可以分为自然冷却渣、水淬渣与缓冷渣。铜渣中铜矿物的结晶粒度大小和炉渣的冷却速度密切相关，炉渣缓冷有利于铜相粒子迁移聚集长大，即在炉渣的缓冷过程中，炉渣溶体的初析微晶可通过溶解-沉淀形成成长，形成结晶良好的自形晶或半自形晶，同时有用矿物因此扩散迁移、聚集并长大成相对集中的独立相，使其易于单体解离和选别回收。铜渣的冷却方式对于炉渣的结晶过程与铜渣组分颗粒的凝聚长大都有着一定程度的影响，而且还会影响铜渣的结晶颗粒大小与每种矿物之间的共生关系。渣中铜如果在自然缓慢的冷却那么其结晶的速度是很快的，若采用水淬冷却的方式，在高温的铜渣冷却速度则会更快，有可能会出现非结晶质的结构，与此同时还会阻碍铜矿物质的颗粒聚集长大，铜颗粒分布呈现树状又或者是针状的其他矿物当中。目前自然冷却铜渣与缓冷渣铜渣浮选回收铜成功的案例较多，但水淬铜渣由于其矿物成分多，物相复杂，且相互连生包裹，使得铜矿物与脉石难以分离，从而加大了回收难度。因此，我们要采用水淬冷却的铜渣让其细磨将大部分的铜颗粒与同脉石进行解离，这样就会使得铜渣很难磨矿之后使用浮选的方式进行回收。这样也有利于析出铜细颗粒在缓慢的冷却过程中借助扩散与凝结的作用慢慢的聚集在一起。若冷却速度足够缓慢，那么缓慢成长的结果是形成结晶良好的自形晶和半自形晶，借扩散和迁移作用，铜渣熔体的初析微晶就能通过溶解一沉淀形式缓慢成长；此两类铜晶体微粒将成长为独立的晶像，易于磨矿工序的单体解离和浮选过程的药剂作用。 2 水淬浮选工艺
铜冶炼渣包使用与管理技术标准
铜冶炼渣包使用与管理技术标准 1. 适用范围 本标准规定了渣包的使用、维修与管理技术标准，适用于铜冶炼行业的渣包管理工作。 2. 渣包的使用与维修 2.1 渣包的正确使用 2.1.1新渣包在使用前必须有半年以上的自然失效时间，使用前对渣包进行认真的检查，确认渣包是否符合制作订货技术要求之检验要求。确认旧渣包焊缝是否达到渣包修理的焊接技术要求。 2.1.2 将渣包预热至250至300℃，条件允许应在包底垫0.5——1立方米的铜渣。 2.1.3 渣包在接渣时，要确保渣液的落点在渣包的底部中点，以避免渣液冲刷包壁。 2.1.4 装渣量要适中，在确保渣包车安全运行的前提下，力争多装。渣线应控制在包口下250——300mm处。 2.1.5 渣包满载状态下，不容许长时间让耳轴受力。如包体外表面温度达到300℃没能及时运往渣场，则只能让渣包就近缓冷至倾渣温度后再运往渣场，否则将会引起渣包变形。 2.1.6 满载后的渣包要及时运往渣场，坐包时，渣包底部应悬空，更不得将包底浸泡在积水中。 2.1.7 在满足渣选工艺的前提下，满载的渣包应自然缓冷四小时后再进行水淬处理。倾渣时，铜渣的温度应在200℃以上，即倾渣后渣包的余温应在150℃以上（至少应高于气温50℃以上并及时运往下渣口接渣）。 2.1.8 除在线所需的渣包数量外，至少还需要30%以上的备用包，用于在线轮换修整，即定期将一定数量的渣包退出生产线进行长达2——3个月的自然失效以
消除应力。 2.1.9 应有专职人员在每次使用前（即倾渣后）检查渣包是否有裂纹、变形、耳轴磨损、局部超温等现象存在。在点检中一旦发现微裂纹，及时退出生产线，进行修理。不得强行带伤使用。否则随着使用次数的增加，裂纹会不断扩展，最终导致修复困难，以致报废。 2.2 渣包的维修 2.2.1 渣包维修资质要求 2.2.1.1从事渣包修理的单位不仅要取得相应的焊接资质、具有一定的焊接技术、施工和管理实力，由于渣包的材料是通过特殊处理，不同于一般的铸钢件，所以应以对此材料有一定的了解、有过此类渣包修理经验的单位为优先单位。 2.2.1.2参与修理渣包的技术人员要求：技术人员需具备专业知识，焊工需具备焊接高级工以上资质。 2.2.2清除缺陷处理 2.2.2.1 清除缺陷前的加热处理：如果是开放性裂纹，最好是在倾渣后，渣包有一定的余温（温度150℃以上）及时对缺陷进行处理，否则需采用陶瓷电加热的方法将缺陷部位加热到150——200℃，然后对缺陷进行处理。 2.2.2.2 缺陷的清除：除较大的开放性裂纹采取碳弧气刨清除缺陷外，一般采用电动铣刀进行清除（清除时可以在常温状态下进行），以避免裂纹扩展。清除完成后采用着色探伤的方式确认缺陷是否彻底清除。 2.2.3 焊接 2.2. 3.1 焊前准备 （1）焊条（焊材）准备：根据缺陷所在位置的母材材质选用与之相匹配的焊条（焊材），按焊条的使用要求进行烘烤后转入焊条保温箱，随用随取。 （2）破口准备：对用电弧气刨处理的缺陷部位，打磨至金属光泽并修磨成“U”或破口角度大于45°小于60°以利于焊接。
铜冶炼渣中铜的综合回收
世上无难事，只要肯攀登 铜冶炼渣中铜的综合回收 铜冶炼渣选矿与自然矿石相比，选矿多一道炉渣缓冷工序，这也是渣选矿与自然矿石选矿最大差别之处，钢冶炼炉渣实际是一种人造矿石，这种矿石中的铜矿物颗粒与相组成取决于炉渣冷却方式与冷却速度，炉渣的冷却方式有三种：自然冷却、水淬、保温冷却+水淬，其中保温冷却+水淬有利于铜的浮选回收。炉渣中铜矿物的结晶粒度大小和炉渣的冷却速度密切相关，炉渣缓冷有利于铜相粒子迁移聚集长大，即在炉渣的缓冷过程中，炉渣溶体的初析微晶可通过溶解-沉淀形成成长，形成结晶良好的自形晶或半自形晶，同时有用矿物因此扩散迁移、聚集并长大成相对集中的独立相，使其易于单体解离和选别回收。目前，我国铜冶炼渣年产1100 万吨，含铜27.5 万吨，是二次铜资源的重要组成部分。铜冶炼炉渣的处理方式主要有火法贫化、湿法浸出和选矿富集几种。火法贫化的弃渣含铜高、能耗高、环境污染严重;选矿富集工艺虽然渣缓冷场占地面积大，基建投资较高，但铜回收率较高，选矿尾渣含铜可以控制在0.3%以内，并且渣中金银回收率较高、能耗低、成本低，因而被广泛应用。国内采用选矿富集处理铜冶炼渣的企业主要有白银有色集团、江西铜业集团、铜陵有色集团、大冶有色集团及祥光铜业集团等。 江西铜业贵溪冶炼厂、山东阳谷祥光铜业冶炼厂目前已成功应用铜冶炼渣缓 冷半自磨+球磨铜矿物浮选。新工艺，有效解决了铜冶炼渣中铜晶体粒度过细 导致难以单体解离、常规破碎因冶炼渣中夹带冰铜块导致的中细碎设备生产能力和运转率低等一系列技术难题，实现了钢冶炼渣中铜的有效回收。3 年应用数据表明，对于含铜2.7%左右的铜冶炼渣，获得的铜精矿品位大于26%，尾渣品位含铜低于0.3%。 白银有色集团排渔场堆存的白银炉渣约为700 万吨，并且毎年还在产出新的