在德兴铜矿尾矿回收厂,一座5米高的蓝色“钢铁巨擘”巍然矗立。
它,便是全球首台毫米级粗颗粒沸腾浮选柱。当无数气泡在柱内“沸腾”翻滚,尽情地吸附着铜颗粒时,一个困扰德铜数十年的选矿难题,正在被悄然破解。
故事的起点,源于一个令人扼腕的现实。受限于传统浮选技术,德铜铜回收率常年在86%左右,其余铜金属近七成都“藏”在难以回收的粗颗粒里。
一个直接的想法是:把尾矿磨得更细,让矿物充分解离再选。但尾矿库的稳定,离不开粗颗粒的支撑,如同水泥需要沙子。如果将尾矿全部再磨,坝体将失去“骨料”,安全防线便会动摇。
安全与效益,似乎成了一道无解的题。
“能不能不磨,或者少磨,直接从粗颗粒里‘淘宝’?”这个看似违背选矿常识的想法,在最初立项时,几乎被立刻判了“死刑”。
然而,德兴铜矿与中南大学却从这设想中,看到了一丝破局的曙光。双方联合在大山选矿厂进行的小型试验,给了他们“顶着压力也要试”的底气。数据显示,利用一种全新的浮选设备,确实能从粗颗粒中捕获有价金属。
“我们要做第一个吃螃蟹的人!”德铜领导班子在反复论证后,最终拍板。这份勇于创新的魄力,为这项“不可能的任务”打开了一扇窗。
挑战,从实验室走向生产现场的那一刻,才真正开始。
试验机直径仅30厘米,而即将矗立在尾矿回收厂的,是一个直径3米、高5米的“钢铁巨擘”。这十倍的放大,意味着矿浆浓度、气泡通量、药剂用量等一切都是未知数。
“我们就像两眼一抹黑,只能摸着石头过河。”现场技术团队回忆道。工业化应用遇到的第一个难题,就给了他们一个下马威。
为精准控制尾矿排出量,设备底部安装了一个250毫米的大口径管夹阀。然而,只要阀门开度稍小,巨大的水流冲击就会让整个管路剧烈抖动,发出骇人的轰鸣,连接处似乎随时都会崩开。
“现场四个人看着,心里都发毛,这设备不稳定,谈何生产?”
是设计缺陷,还是原理问题?团队反复测试,最终发现症结所在:大阀门开度小,流速快,在精细微调时“力不从心”,极易造成流体不稳定。他们大胆决策:用150毫米小阀门,替换笨重的大家伙。
通过“小阀门、大开度”的方式,实现了同样的流量,却让矿浆如溪流般平稳淌过,剧烈的抖动消失了。
手动阀到电动阀的改造,则是另一个“被逼出来”的智慧。
浮选柱内的液位,是影响粗颗粒“沸腾”效果的关键。然而,维持液位稳定是一项艰巨的任务,操作工必须时刻关注来水量,频繁地在酷暑或深夜里奔波,手动调节阀门。稍有不及时,就可能影响生产。
面对这一痛点,团队巧设中间水池,通过加装电动阀与液位传感器,构建一套智能联动系统,实时控制中间水池液位,确保进入浮选柱内的水压稳定,彻底将人力从“疲于奔命”中解放出来。
三个多月的工业试验期,就是一场在不断发现问题、解决问题中精细雕琢的攻坚战。从旋流器沉砂嘴大小的毫厘之争,到充气量的细微优化,再到药剂制度的反复试验,每一个参数的稳定,都凝聚着团队的智慧与汗水。
曾经的“不可能”,终成现实。这套系统,将尾矿中品位仅为0.05%的铜,富集到了品位超过0.3%的粗精矿,达到了入选原矿的水平。单是这条日处理6000吨的示范线,每年就能为德铜额外“抢”回超过70吨的铜金属。
2025年5月,在北京召开的项目成果评审会上,由孙传尧、徐政和两位中国工程院院士领衔的专家组,在审阅了详实的数据后,给出了一致评价:毫米级粗颗粒沸腾浮选系统有效解决了大型矿山粗颗粒回收难题,新技术达到了国际领先水平。
从一个备受争议的设想,到一个行业领先的标杆。这座蓝色巨擘的每一次“沸腾”,仿佛都在诉说:在创新的驱动下,所谓的“废料”,终将成为可持续发展的“宝藏”。(陶孙林)