水口山銅礦生產車間設計能力的提升

0銀金公司的水口山銀錠項目水口山金礦開采池正式成立于1982年。1983年，黃金產量為9.431kg，白銀為4.135噸。當時，它主要是銅陽極泥。隨著電解銅產量的增加,金銀產量也隨之增加。1987年黃金產量達53.288kg,白銀9.106t。1987年水口山三廠2.5萬t電鉛車間投產,鉛陽極泥進入銅礦金銀車間。由于生產能力不足,金銀車間進行了擴產,之后產量逐年上升。1992年產量達到最高,其中黃金198.234kg,白銀46.363t。1991年后,由于公司電鉛產量達標,銅礦金銀車間的生產能力和技術指標已不適應生產發展的要求。為了擴大金銀生產能力,加強管理,提高效益,水口山礦務局決定將金銀車間易地改造,由柏坊銅礦遷至松柏六廠。1991年12月完成了“金銀車間易地改造”可行性研究報告,1992年初得到主管部門批準。新的金銀車間設計能力為年產黃金1t,白銀80t,精鉍100t。項目總投資800萬元。1992年7月改造工程正式開始施工,原計劃1993年底試車投產。但由于資金不到位及當時陽極泥銷售狀況尚好等原因,工程1995年5月才投產。隨著集團電鉛產量的快速增長,金銀車間以技術進步為先導,對工藝流程進行了諸多改進,產量不斷提高。2002年黃金產量641.72kg,白銀230.7t。2003年水口山銀錠在倫敦金屬交易所成功注冊。預計2006年白銀產量在250t以上。水口山金銀車間投產十多年來,其生產能力、技術指標、綜合回收效果都達到了較好的水平,對整個企業的資金運作、效益提高起到了重要的作用。1提高流程順序1.1陽極泥濕法處理土地資源利用,將其作為水口山金柏坊銅礦金銀車間采用傳統的火法流程。銅陽極泥經脫硒除銅后,先還原熔煉,再在同一爐內氧化熔煉,產出金銀合金板,再電解,熔鑄,得到成品銀。銀電解所產黑金粉,經電解精煉后得成品金。1987年以前的設計能力只有銀18t/a。1987年三廠電鉛投產,柏坊銅礦金銀車間進行了擴產,設計能力為白銀50t/a,黃金550kg/a,相應的處理能力為銅泥30t鉛泥300t,但是仍然不能滿足電鉛增長的要求。1989年以水口山科研所為主的有關單位進行了濕法處理陽極泥的研究,目的是使陽極泥經過處理后品位提高,再運到柏坊金銀車間,以提高金銀的生產能力,即用火法、濕法聯合流程來替代原單一的火法流程。陽極泥濕法處理的流程為:陽極泥烘干氧化,氯鹽浸出,含金銀的浸出渣送火法熔煉,浸出液經水解沉銻、中和沉鉍、置換沉銅后分別獲得銻、鉍、銅精礦,最終廢液進行氧化除砷處理。經過小型試驗和擴大試驗,1990年7月年處理量約300t的鉛泥處理車間建成。陽極泥處理車間運行了一年,取得了許多成功的經驗,金銀產量得到提高,有關指標也略有改善。雖然濕法流程產能大,綜合回收效果好,但存在以下問題:處理費用高,平均每處理1t陽極泥花費3631元(不包括處理過程回收率損失),1t成品銀需要47200元的濕法處理費用(按13t陽極泥生產1t銀計算)。另外,過程中產生大量的廢水,每處理1t陽泥產生約15m3的廢水,而且廢水中的砷含量很高。相比之下,火法的成本較低,工藝成熟,過程簡單。柏坊金銀車間指標低,效益差,一方面是工藝不完善,另一方面是管理差。新建的車間只要在這兩方面加強工作,一定能改變水口山金銀生產的局面。因此,金銀車間易地改造仍然采用傳統的火法流程。1.2哌渣的濕法處理金銀車間易地改造,鉍冶煉按火法煉鉍流程設計,即還原熔煉得到粗鉍和冰銅,粗鉍再進行精煉。1995年5月2日,六廠金銀車間正式點火開爐。由于當時只有兩段熔煉、銀電解工序及其輔助設備建成,投產后一段時間內,氧化分銀產生的鉍渣未處理。而生產1t銀要產出2t鉍渣,銀含量平均約5%,給資金的周轉造成巨大壓力。在這種情況下六廠建立了如圖1所示的流程處理鉍渣。相對陽極泥的濕法處理,鉍渣的處理量大大減少,約為15%;鉍渣的成分相對簡單,砷、銻很少,處理流程簡單,省去了水解除銻;廢水中的砷含量降低,量也大大減少;產出的氯氧鉍含鉍量高,含銅、銀低,煉鉍工藝簡化;而鉍車間廠房未建,也是原因之一。鉍渣濕法處理從1996年底開始試運行,1998年運轉正常。1998～2000年10月,銀的回收率為99.24%,鉍的回收率為90%,銅的回收率為80%。鉍渣濕法處理的原料及中間產品的成分見表1。從表1可以看出,氯氧鉍和海綿銅中的銀含量很低,說明銀的富集率高。每噸鉍渣的處理成本為3833元,與處理陽極泥的成本差不多,每生產1t白銀鉍渣的處理費用為7700元,比陽極泥處理費用下降了39500元。銀的損失量也由占總量的1.3%,降到0.13%。據統計:平均每生產1t白銀要回收鉍含量0.6t,回收海綿銅0.39t(與原料含量有關)。鉍渣的處理量每天為3t,當月產出的鉍渣下月即可反回熔煉,資金占用少。1999年精鉍車間建成,處理產出的氯氧鉍,用反射爐煉粗鉍。從氯氧鉍到精鉍的回收率為93%。處理1t鉍渣約產生10m3(相當1t銀20m3)的廢水(置換沉銅后廢液),實際生產過程中每天產生30m3,主要的有害物為砷(0.49g/L),用石灰中和至pH8～9,砷可降到0.0001g/L,不會對環境產生危害,見表2。1.3損失100.g原設計中金的提取方法是電解法。電解法周期長,資金周轉緩慢。為了加速周轉,當時沒有生產純金,而是黑金粉用硝酸將其中的賤金屬和銀溶解后,鑄成粗金出售。當時純金和粗金的價差為1800元/kg,按年產500kg計,每年損失90萬元。1997年水口山科研所和六廠共同完成了水氯法分金、二次還原生產純金的試驗,其流程見圖2。粗金粉用鹽酸和氯氣溶解,金進入溶液,銀以氯化銀存留渣中。然后將含金的溶液進行第一次還原,大部分金以純金形式沉淀下來,鑄成金錠。第一次還原后溶液中殘留的金進行第二次還原,得到的金含有較多的雜質,返回粗金粉溶解工序。1998年下半年水氯法、二次還原提純金流程在水口山六廠正式投入生產,其具有簡單、快速的優點,黑金粉產出后一個星期內,純金錠可出廠,沒有中間物料,不占用資金,設備投資也少。而且使用普通化學試劑,材料費用低,質量穩定。1.4磚渣選準及價值分析每年金銀車間熔煉爐小修、中修、大修產生約80t的廢磚渣,磚渣含銀0.1%～6%,總的銀量1600～1800kg,占全年銀產量的0.6%～0.8%。過去是將部分磚渣磨細搭配進貴鉛爐,但搭配后,稀渣中銀的含量增高,為此,建立了磚渣分選流程。首先用手工憑經驗把磚渣按含銀量分成高、中、低三類,對于不同類別的磚渣采用不同的選礦處理方法。金銀磚渣分類及處理方法見表3。磚渣分選富集流程見圖3。圖3中產出的所有精礦(每年約25t)全部反回貴鉛爐配料熔煉,由于品位適當,物料均勻,生產無異常。經浮選后的尾礦(每年約55t)銀總量約16kg,作為損失計算。2水口山金銀花生產流程的主流程水口山有色金屬有限總公司的金銀生產是一種封閉的生產模式,即陽極泥進廠到產品出廠進行獨立核算。金銀原料盡可能在廠內變成成品金銀,減少向鉛系統、銅系統的返還。這樣的思路,促成了上述獨立流程的建立,并形成了以傳統火法流程為主的具有企業自身特性的水口山金銀生產流程。經過改進和完善的水口山金銀生產流程見圖4。2.1哌渣的濕法處理氧化鉍渣濕法處理工藝參考了水口山科研所的陽極泥濕法處理技術,同時也利用了現有的廠房和設備,短時間內就形成了相應的處理能力,并正常運行。多年的生產表明:氧化鉍渣濕法處理,銀幾乎全部集中在浸出渣中,回收率達99%;銅和鉍分離簡單有效,鉍直接回收率達90%,銅直接回收率80%;氯氧鉍含鉍高(約60%),含銅低(2%左右),給精鉍的冶煉創造了有利條件。鉍渣的濕法處理作為火法生產金銀的一種輔助工藝,適合水口山的實際情況,是水口山六廠金銀生產走上良性循環的一項重大技術進步。目前水口山六廠每月可處理鉍渣100t,有足夠的能力支持金銀的發展。2.2次還原,金的純度高相對電解法生產純金,水氯法二次還原提金過程簡單,不需要復雜的設備,不需造電解液和制作始極片,而且快速,從黑金粉到成品金錠只需1個星期的時間。這些都有利于減少資金占用和加速資金周轉。由于采用二次還原,金的純度有保障。二次還原實際上是分兩階段還原,第一階段還原出金量的95%,由于金沒有完全還原,其它金屬就不會被還原出來。余下的5%金待二次還原時沉淀下來,因為它的純度低,返回鹽酸、氯氣溶解工序。通過控制一次還原的比率,還可以調節金的純度,如將一次還原量降到90%,有可能使金的品位達99.995%,這也是該提純方法的優點之一。2.3傳統流程和技術磚渣分選富集流程是水口山金銀生產封閉管理方式和傳統技術優勢相結合的產物。選礦技術用于磚渣的分選在技術和設備上都沒有難度,通過簡單的協調,這項工作很快走上正常。水口山的金銀生產采用傳統的火法流程,企業根據自身的實際情況將一些常用的技術和方法整合起來運用到生產中,使傳統流程變得完善、經濟、適應。這是水口山金銀生產快速發展在技術層面上的原因。3存在的問題3.1水口山銀的回收率水口山有色金屬集團有限公司2002～2006年金、銀的產量和直接回收率見表4。現有流程生產過程的有名損失有:稀渣、貴鉛爐煙灰、分銀爐前期灰、鉍渣處理損失、磚渣處理損失、碲渣損失等6項。根據2006年3～4月作的測算,銀在各種損失的比例如下:稀渣0.41%,貴鉛爐煙灰0.42%,分銀爐前期灰0.72%,鉍渣處理損失0.1%,碲渣損失0.1%,磚渣損失0.2%,合計1.95%。如果銀的直接回收率為95.44%計,則總的回收率為97.77%,比國內外先進指標99.5%低1.73%。金的各種損失比例如下:稀渣0.086%,貴鉛爐煙灰0.076%,分銀爐前期灰0.092%,鉍渣處理損失0.1%,碲渣損失0.0032%,磚渣損失0.1%,合計0.457%。按金的直接回收率96.64%計,則總的回收率為97.097%,比國內外先進指標99.8%低2.71%。總的來看,水口山銀的直收率95.44%可與同行相比,金的直收率96,64%偏低。金銀的總回收率都偏低,說明生產過程無名損失大。為了進一步挖掘金銀生產的潛力,應該在物料的管理和物料平衡方面采取更嚴格的措施。3.2增加了收塵系統操作環境質量2002年上半年對金銀車間原有收塵系統進行了全面改造,表面冷卻器總面積增加到1440m2,增加了約2倍。塵氣分離改成高效低阻快速低壓脈沖布袋,總面積為1080m2,增加約1.5倍。改進后的收塵系統自動控制水平提高,操作環境改善,收塵效率大大提高。目前,從防護的角度看,貴鉛爐出料、分銀爐升溫的階段總有一些煙氣不能順利的進入收塵系統,而使作業環境惡化。從物料回收角度看,現在貴鉛爐煙灰、分銀爐前期灰和后期灰各自獨立成為一個系統,有利于高銀、低銀煙灰的分開,分別回收利用。問題是分銀爐后期灰的回收系統布袋阻力高,效率低,有時不得已并入分銀爐前期灰系統,導至前期灰銀含量升高,造成回收率損失。3.3水氯分金二次還原提純二次還原后的溶液,通過中和、還原后,產出Pt、Pd泥,可進一步回收Pt、Pd。根據測定,二次還原后液中的Pd很低,這可能是因為用硝酸溶煮黑金粉時,大量的