水口山铜矿生产车间设计能力的提升

水口山铜矿生产车间设计能力的提升

0银金公司的水口山银锭项目水口山金矿开采池正式成立于1982年。1983年，黄金产量为9.431kg，白银为4.135吨。当时，它主要是铜阳极泥。随着电解铜产量的增加,金银产量也随之增加。1987年黄金产量达53.288kg,白银9.106t。1987年水口山三厂2.5万t电铅车间投产,铅阳极泥进入铜矿金银车间。由于生产能力不足,金银车间进行了扩产,之后产量逐年上升。1992年产量达到最高,其中黄金198.234kg,白银46.363t。1991年后,由于公司电铅产量达标,铜矿金银车间的生产能力和技术指标已不适应生产发展的要求。为了扩大金银生产能力,加强管理,提高效益,水口山矿务局决定将金银车间易地改造,由柏坊铜矿迁至松柏六厂。1991年12月完成了“金银车间易地改造”可行性研究报告,1992年初得到主管部门批准。新的金银车间设计能力为年产黄金1t,白银80t,精铋100t。项目总投资800万元。1992年7月改造工程正式开始施工,原计划1993年底试车投产。但由于资金不到位及当时阳极泥销售状况尚好等原因,工程1995年5月才投产。随着集团电铅产量的快速增长,金银车间以技术进步为先导,对工艺流程进行了诸多改进,产量不断提高。2002年黄金产量641.72kg,白银230.7t。2003年水口山银锭在伦敦金属交易所成功注册。预计2006年白银产量在250t以上。水口山金银车间投产十多年来,其生产能力、技术指标、综合回收效果都达到了较好的水平,对整个企业的资金运作、效益提高起到了重要的作用。1提高流程顺序1.1阳极泥湿法处理土地资源利用,将其作为水口山金柏坊铜矿金银车间采用传统的火法流程。铜阳极泥经脱硒除铜后,先还原熔炼,再在同一炉内氧化熔炼,产出金银合金板,再电解,熔铸,得到成品银。银电解所产黑金粉,经电解精炼后得成品金。1987年以前的设计能力只有银18t/a。1987年三厂电铅投产,柏坊铜矿金银车间进行了扩产,设计能力为白银50t/a,黄金550kg/a,相应的处理能力为铜泥30t铅泥300t,但是仍然不能满足电铅增长的要求。1989年以水口山科研所为主的有关单位进行了湿法处理阳极泥的研究,目的是使阳极泥经过处理后品位提高,再运到柏坊金银车间,以提高金银的生产能力,即用火法、湿法联合流程来替代原单一的火法流程。阳极泥湿法处理的流程为:阳极泥烘干氧化,氯盐浸出,含金银的浸出渣送火法熔炼,浸出液经水解沉锑、中和沉铋、置换沉铜后分别获得锑、铋、铜精矿,最终废液进行氧化除砷处理。经过小型试验和扩大试验,1990年7月年处理量约300t的铅泥处理车间建成。阳极泥处理车间运行了一年,取得了许多成功的经验,金银产量得到提高,有关指标也略有改善。虽然湿法流程产能大,综合回收效果好,但存在以下问题:处理费用高,平均每处理1t阳极泥花费3631元(不包括处理过程回收率损失),1t成品银需要47200元的湿法处理费用(按13t阳极泥生产1t银计算)。另外,过程中产生大量的废水,每处理1t阳泥产生约15m3的废水,而且废水中的砷含量很高。相比之下,火法的成本较低,工艺成熟,过程简单。柏坊金银车间指标低,效益差,一方面是工艺不完善,另一方面是管理差。新建的车间只要在这两方面加强工作,一定能改变水口山金银生产的局面。因此,金银车间易地改造仍然采用传统的火法流程。1.2哌渣的湿法处理金银车间易地改造,铋冶炼按火法炼铋流程设计,即还原熔炼得到粗铋和冰铜,粗铋再进行精炼。1995年5月2日,六厂金银车间正式点火开炉。由于当时只有两段熔炼、银电解工序及其辅助设备建成,投产后一段时间内,氧化分银产生的铋渣未处理。而生产1t银要产出2t铋渣,银含量平均约5%,给资金的周转造成巨大压力。在这种情况下六厂建立了如图1所示的流程处理铋渣。相对阳极泥的湿法处理,铋渣的处理量大大减少,约为15%;铋渣的成分相对简单,砷、锑很少,处理流程简单,省去了水解除锑;废水中的砷含量降低,量也大大减少;产出的氯氧铋含铋量高,含铜、银低,炼铋工艺简化;而铋车间厂房未建,也是原因之一。铋渣湿法处理从1996年底开始试运行,1998年运转正常。1998～2000年10月,银的回收率为99.24%,铋的回收率为90%,铜的回收率为80%。铋渣湿法处理的原料及中间产品的成分见表1。从表1可以看出,氯氧铋和海绵铜中的银含量很低,说明银的富集率高。每吨铋渣的处理成本为3833元,与处理阳极泥的成本差不多,每生产1t白银铋渣的处理费用为7700元,比阳极泥处理费用下降了39500元。银的损失量也由占总量的1.3%,降到0.13%。据统计:平均每生产1t白银要回收铋含量0.6t,回收海绵铜0.39t(与原料含量有关)。铋渣的处理量每天为3t,当月产出的铋渣下月即可反回熔炼,资金占用少。1999年精铋车间建成,处理产出的氯氧铋,用反射炉炼粗铋。从氯氧铋到精铋的回收率为93%。处理1t铋渣约产生10m3(相当1t银20m3)的废水(置换沉铜后废液),实际生产过程中每天产生30m3,主要的有害物为砷(0.49g/L),用石灰中和至pH8～9,砷可降到0.0001g/L,不会对环境产生危害,见表2。1.3损失100.g原设计中金的提取方法是电解法。电解法周期长,资金周转缓慢。为了加速周转,当时没有生产纯金,而是黑金粉用硝酸将其中的贱金属和银溶解后,铸成粗金出售。当时纯金和粗金的价差为1800元/kg,按年产500kg计,每年损失90万元。1997年水口山科研所和六厂共同完成了水氯法分金、二次还原生产纯金的试验,其流程见图2。粗金粉用盐酸和氯气溶解,金进入溶液,银以氯化银存留渣中。然后将含金的溶液进行第一次还原,大部分金以纯金形式沉淀下来,铸成金锭。第一次还原后溶液中残留的金进行第二次还原,得到的金含有较多的杂质,返回粗金粉溶解工序。1998年下半年水氯法、二次还原提纯金流程在水口山六厂正式投入生产,其具有简单、快速的优点,黑金粉产出后一个星期内,纯金锭可出厂,没有中间物料,不占用资金,设备投资也少。而且使用普通化学试剂,材料费用低,质量稳定。1.4砖渣选准及价值分析每年金银车间熔炼炉小修、中修、大修产生约80t的废砖渣,砖渣含银0.1%～6%,总的银量1600～1800kg,占全年银产量的0.6%～0.8%。过去是将部分砖渣磨细搭配进贵铅炉,但搭配后,稀渣中银的含量增高,为此,建立了砖渣分选流程。首先用手工凭经验把砖渣按含银量分成高、中、低三类,对于不同类别的砖渣采用不同的选矿处理方法。金银砖渣分类及处理方法见表3。砖渣分选富集流程见图3。图3中产出的所有精矿(每年约25t)全部反回贵铅炉配料熔炼,由于品位适当,物料均匀,生产无异常。经浮选后的尾矿(每年约55t)银总量约16kg,作为损失计算。2水口山金银花生产流程的主流程水口山有色金属有限总公司的金银生产是一种封闭的生产模式,即阳极泥进厂到产品出厂进行独立核算。金银原料尽可能在厂内变成成品金银,减少向铅系统、铜系统的返还。这样的思路,促成了上述独立流程的建立,并形成了以传统火法流程为主的具有企业自身特性的水口山金银生产流程。经过改进和完善的水口山金银生产流程见图4。2.1哌渣的湿法处理氧化铋渣湿法处理工艺参考了水口山科研所的阳极泥湿法处理技术,同时也利用了现有的厂房和设备,短时间内就形成了相应的处理能力,并正常运行。多年的生产表明:氧化铋渣湿法处理,银几乎全部集中在浸出渣中,回收率达99%;铜和铋分离简单有效,铋直接回收率达90%,铜直接回收率80%;氯氧铋含铋高(约60%),含铜低(2%左右),给精铋的冶炼创造了有利条件。铋渣的湿法处理作为火法生产金银的一种辅助工艺,适合水口山的实际情况,是水口山六厂金银生产走上良性循环的一项重大技术进步。目前水口山六厂每月可处理铋渣100t,有足够的能力支持金银的发展。2.2次还原,金的纯度高相对电解法生产纯金,水氯法二次还原提金过程简单,不需要复杂的设备,不需造电解液和制作始极片,而且快速,从黑金粉到成品金锭只需1个星期的时间。这些都有利于减少资金占用和加速资金周转。由于采用二次还原,金的纯度有保障。二次还原实际上是分两阶段还原,第一阶段还原出金量的95%,由于金没有完全还原,其它金属就不会被还原出来。余下的5%金待二次还原时沉淀下来,因为它的纯度低,返回盐酸、氯气溶解工序。通过控制一次还原的比率,还可以调节金的纯度,如将一次还原量降到90%,有可能使金的品位达99.995%,这也是该提纯方法的优点之一。2.3传统流程和技术砖渣分选富集流程是水口山金银生产封闭管理方式和传统技术优势相结合的产物。选矿技术用于砖渣的分选在技术和设备上都没有难度,通过简单的协调,这项工作很快走上正常。水口山的金银生产采用传统的火法流程,企业根据自身的实际情况将一些常用的技术和方法整合起来运用到生产中,使传统流程变得完善、经济、适应。这是水口山金银生产快速发展在技术层面上的原因。3存在的问题3.1水口山银的回收率水口山有色金属集团有限公司2002～2006年金、银的产量和直接回收率见表4。现有流程生产过程的有名损失有:稀渣、贵铅炉烟灰、分银炉前期灰、铋渣处理损失、砖渣处理损失、碲渣损失等6项。根据2006年3～4月作的测算,银在各种损失的比例如下:稀渣0.41%,贵铅炉烟灰0.42%,分银炉前期灰0.72%,铋渣处理损失0.1%,碲渣损失0.1%,砖渣损失0.2%,合计1.95%。如果银的直接回收率为95.44%计,则总的回收率为97.77%,比国内外先进指标99.5%低1.73%。金的各种损失比例如下:稀渣0.086%,贵铅炉烟灰0.076%,分银炉前期灰0.092%,铋渣处理损失0.1%,碲渣损失0.0032%,砖渣损失0.1%,合计0.457%。按金的直接回收率96.64%计,则总的回收率为97.097%,比国内外先进指标99.8%低2.71%。总的来看,水口山银的直收率95.44%可与同行相比,金的直收率96,64%偏低。金银的总回收率都偏低,说明生产过程无名损失大。为了进一步挖掘金银生产的潜力,应该在物料的管理和物料平衡方面采取更严格的措施。3.2增加了收尘系统操作环境质量2002年上半年对金银车间原有收尘系统进行了全面改造,表面冷却器总面积增加到1440m2,增加了约2倍。尘气分离改成高效低阻快速低压脉冲布袋,总面积为1080m2,增加约1.5倍。改进后的收尘系统自动控制水平提高,操作环境改善,收尘效率大大提高。目前,从防护的角度看,贵铅炉出料、分银炉升温的阶段总有一些烟气不能顺利的进入收尘系统,而使作业环境恶化。从物料回收角度看,现在贵铅炉烟灰、分银炉前期灰和后期灰各自独立成为一个系统,有利于高银、低银烟灰的分开,分别回收利用。问题是分银炉后期灰的回收系统布袋阻力高,效率低,有时不得已并入分银炉前期灰系统,导至前期灰银含量升高,造成回收率损失。3.3水氯分金二次还原提纯二次还原后的溶液,通过中和、还原后,产出Pt、Pd泥,可进一步回收Pt、Pd。根据测定,二次还原后液中的Pd很低,这可能是因为用硝酸溶煮黑金粉时,大量的