湿法铜冶炼中离絮凝剂的工业试验及生产实践

银红然

（西藏玉龙铜业股份有限公司，西藏 昌都 854100）

西藏玉龙铜业湿法铜冶炼采用全湿法生产工艺，工艺流程包括：铜氧化矿直接球磨生产矿浆加硫酸浸出—萃取—电积三大部分，构成三个循环。根据公司铜氧化矿泥化程度较高的特点，铜氧化矿浸出采用连续串联搅拌浸出工艺。液固分离是湿法冶炼主要生产工序之一同样浓密机使生产中重点设备之一。在氧化矿浸出部分除包括搅拌浸出外，还有氧化矿浆液固分离、浸出矿浆液固分离，浸出底流四级逆流洗涤液固分离。上述所有的液固分离均采用浓密机重力沉降分离。为了提高固体颗粒沉降分离速度及降低液体含固量，在液固分离过程中加入絮凝剂，以提高分离效果。如何最大限度的发挥絮凝剂的作用，使液固更快、更好的分离，液体含固料最少，同时使絮凝剂单耗最低是生产技术人员关注的一项核心工作。

1 浸出工序工艺流程及生产工艺参数要求

氧化铜原矿经简单的混合配矿后经颚式破碎机、半自磨机、球磨机、旋流器产出浓度为20%~23%、细度为-200目占比大于65%的矿浆进30米浓密机；30米浓密机上清溢流回球磨系统，底流为浓度45%~50%的氧化铜矿浆进入搅拌浸出槽加硫酸进行浸出反应；氧化铜矿浆经过连续6台串联的搅拌槽反应后，矿浆经矿浆泵泵入18米酸浸浓密机，上清溢流为高铜离子浸出料液经萃取铜离子进入有机相，氢离子进入浸出料液回到搅拌浸出槽；底流为浓度为45%~50%的酸浸出底流经矿浆泵泵入18米浓密机进行洗涤，进一步回收底流中的铜离子。由于要保证矿浆的细度，以及矿浆输送的距离及落差，碎磨不可能产出浓度为45%~50%细度合格的矿浆直接加入搅拌浸出槽，只能是先产出浓度为20%~23%的矿浆泵入30米浓密机进行液固沉降分离，产出浓度为45%~50%的矿浆加入搅拌浸出槽，搅拌浸出槽在加硫酸的同时加入经萃取后的浸出料液，整个浸出过程中矿浆的浓度基本保持在18%~20%,浓密机底流浓度在40%~50%。工艺流程见下图1。

图1 氧化矿搅拌浸出工艺流程

2 试验前生产现状

在设计阶段重点考虑了浸出浓密机及洗涤浓密机的沉降效果，因此所选用的絮凝剂更适合酸性矿浆的沉降，兼顾氧化矿中性矿浆的澄降。刚投产时由于各种原因，生产的连续性不强，氧化铜原矿每天处理量700吨/天~800吨/天，絮凝剂对生产的制约没能够显现出来。随着生产的不断好转，设备停机时间越来越短，生产运转率大幅度提高，原矿处理量不断提升，同时为了通过提高铜浸出率而提高铜回收率，要求进一步提高矿浆细度，外加氧化矿性质波动较大，有时氧化矿泥化程度较大，多种因素叠加增大了液固分离的难度。因仅有一台絮凝剂溶液制备设备，虽然通过提高絮凝剂溶液浓度、缩短制备时间，从而加大了絮凝剂溶液的制备量，仍难以满足正常生产。特别是30米浓密机因液固上清跑混每天碎磨至少停机两次共计3小时~4小时，不向30米浓密机供矿浆等矿浆澄清；18米浸出浓密机及CCD1洗涤浓密机上清溢流固量也明显上升；在制备絮凝剂溶液过程中由于絮凝剂溶解不充分，也造成了絮凝剂的浪费，处理吨原矿絮凝剂单耗显现升高。

3 工业生产试验

针对生产现状，公司决定在上一套絮凝剂溶液制备设备，并根据矿浆性质的不同，使用不同的絮凝剂，一方面提高产量，其次控制絮凝剂单耗。为了使所选用的絮凝剂达到公司预期目的，在絮凝剂选型实验室小型试验基础上，选用一种絮凝剂与生产现用絮凝剂进行了本次生产性能对比试验。

3.1 试验目的

①所选用的絮凝剂是否能够满足生产。②两种絮凝剂那种效果最佳。③处理吨原矿絮凝剂单耗对比。

3.2 试验过程

分别使用这两种絮凝剂在6台浓密机上进行对比试验，重点观察白班浓密机生产运行情况。30米浓密机生产运行要求，为了确保上清不跑混，当上清液深度低于0.4米时，碎磨停机停止氧化矿浆进入30米浓密机，底流继续泵入搅拌浸出槽，虽然液固分离继续，但不产生上清溢流。当30米浓密机上清液深度大于1.2米时，恢复碎磨生产，继续向30米浓密机泵入矿浆。18米浓密机除要求上清溢流不能跑混外，要求上清液尽可能清澈，不能含有明显固体颗粒。

3.3 试验过程中的主要观察指标

浓密机絮凝剂沉降效果主要反映在沉降速率及上清含固量上。当沉降速率大于或等于矿浆加入量时，上清深度保持不变或不断加大，就不会产生上清液跑混。当沉降速率小于矿浆加入量时，上清深度随时间推移会不断变小，最终造成上清液跑混。当絮凝剂絮凝效果不好时，上清液体中细小悬浮颗粒无法沉降仍然悬浮在液体中，造成上清液含固量升高，从而影响到后续工序的正常生产。因此，试验过程中重点观察浓密机上清液深度变化及上清液中固体含量。

3.4 实验数据及实验情况

现使用萃取剂编号1号、选用进行对比的萃取剂编号2号。在不同的生产时期内分别用两种萃取剂制成相同浓度的萃取剂溶液，分别加入30米浓密机及18浓密机，每个一小时记录浓密机上清液深度变化及浓密机上清液含固量。

3.4.1 上清液深度变化

表1 30米浓密机上清液深度变化

18米浓密机上清液深度变化情况。

18米浸出矿浆浓密机及CCD1底流洗涤浓密机的沉降效果直接关系到后序萃取的生产。因此，在实验过程中重点观察这两台浓密机上清液深度的变化，及上清溢流含固情况。在六天内的两种絮凝剂对比实验中，两台浓密机上清液深度均保持在1.2米，均能满足生产需求。

3.4.2 上清溢流含固量

在实验过程中，30米浓密机及18米浓密机均未出现跑混情况。30米浓密机上清溢流含固量不明显。重点取18米浓密机上清溢流样进行含固量测定，含固量对比见表2。

表2 两种絮凝剂上清溢流含固量对比

3.4.3 消耗对比

30米浓密机絮凝剂的加入量占絮凝剂总用量的60%~65%，由于矿浆浓度的不稳定，消耗对比性不强，重点观察了18米浓密机在保持1.2米上清液深度前提条件下，絮凝剂的加入量。1号絮凝剂的用量约低于2号絮凝剂用量的3.5%。

3.5 实验数据分析及结论

从30米浓密机上清液深度变化可以得出，在添加1号在絮凝剂沉降过程中，上清液深度变化为平均0.124米/小时，在添加2号在絮凝剂沉降过程中，上清液深度变化为平均0.109米/小时。上清液深度变化越慢说明絮凝剂沉降效果越好，从而可以得出新选用的絮凝剂在30米浓密机矿浆沉降的效果好于现使用的絮凝剂。在18米浸出浓密机及洗涤浓密机中沉降中，虽然都能满足生产要求，但从上清溢流含固量及使用量上看，现使用得絮凝剂的综合效果优于选用的絮凝剂。

4 生产实践

根据对两种絮凝剂的实验结果及现用絮凝剂难以满足生产的实际情况，公司决定再上一设备专门用于新选用的絮凝剂溶液制备，添加到30米浓密机中；原有设备继续用于原来的絮凝剂溶液制备，添加到18米浓密机中。工艺改进经过一段时间的生产实践，优势得到体现。

30米浓密机添加新选用的絮凝剂，沉降效果明显提高，原来每天平均停机3小时~4小时，现在基本不在因矿浆沉降原因停机，每天原矿处理量由原来每天平均850吨~900吨提升到1000吨~105吨。18米浓密机以前因絮凝剂溶液制备量不足，影响沉降效果，现在技改后，上清液含固量明显降低。两套絮凝剂溶液制备设备，解决了以前絮凝剂溶解时间不足造成絮凝剂浪费的难题。技改后，原矿处理量提高了10%~15%，絮凝剂单耗比原来降低了25克/吨原矿。

5 结语

通过实验为生产实践提供了决策依据，技术改造后，不仅提高了生产效率，而且通过降低了辅料单耗，创造了很好的经济效益。

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