李明碧 程永維 鄭 穎

(本鋼歪頭山鐵礦)

HRC25高壓濃密機(jī)在歪頭山鐵礦的應(yīng)用

李明碧 程永維 鄭 穎

(本鋼歪頭山鐵礦)

簡(jiǎn)述了歪頭山鐵礦選礦車間的尾礦輸送現(xiàn)狀及存在的問題，介紹了高壓濃密機(jī)的研制、發(fā)展及其特點(diǎn)，依據(jù)尾礦粒度、沉降試驗(yàn)結(jié)論，并參照類似礦山的情況，確定了設(shè)備的規(guī)格型號(hào)及數(shù)量，介紹了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝，并總結(jié)了3 a多的應(yīng)用效果。結(jié)果表明，HRC25高壓濃密機(jī)是一種處理量大，運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，占地面積小的高效漿體濃縮設(shè)備。

尾礦性質(zhì) 高壓濃密機(jī) 底流濃度 絮凝劑

1 尾礦處理系統(tǒng)現(xiàn)狀

歪頭山鐵礦是集采礦、選礦、運(yùn)輸為一體的大型綜合性礦山，是本鋼兩大主要原料基地之一。選礦車間年尾礦生產(chǎn)量達(dá)320萬t，尾礦漿體積約為 7 500 m3/h，濃度約為5.48%，現(xiàn)有φ30 m中心傳動(dòng)濃密機(jī)6臺(tái)，φ53 m周邊傳動(dòng)濃密機(jī)2臺(tái)，濃密機(jī)底流總體積量約為1 500 m3/h，濃度在22.5%左右。

隨著近年選礦廠生產(chǎn)能力的提升，自產(chǎn)尾礦量不斷增大，加之周圍小選廠的約500 m3/h、濃度約8%的尾礦漿也需納入現(xiàn)有的濃縮系統(tǒng)處理，導(dǎo)致濃縮系統(tǒng)處理量顯著增加，濃密機(jī)處理能力明顯不足，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。目前存在的主要問題是：

(1)由于濃密機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，溢流水水質(zhì)惡化，含固量偏高，造成部分選別、篩分供水管路堵塞，影響選別指標(biāo)及篩分效率。

(2)濃縮機(jī)底流濃度下降，礦漿量增大，造成尾礦輸送泵站處理能力不足，出現(xiàn)泵站跑尾現(xiàn)象，且尾礦輸送能耗顯著上升。

(3)濃縮機(jī)故障率上升，耙齒、耙架曾出現(xiàn)嚴(yán)重變形現(xiàn)象。

(4)現(xiàn)有濃密機(jī)處理能力不足，無法滿足河套回輸尾礦的處理需要。

要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)尾礦濃縮及輸送的正常運(yùn)行，必須對(duì)濃縮系統(tǒng)進(jìn)行提能改造。為不影響生產(chǎn)，需另建1臺(tái)φ50 m普通濃密機(jī)用于河套回輸尾礦的處理，但現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地明顯不足，因此開展了高壓濃密機(jī)的引進(jìn)研究與論證。

2 HRC系列高壓濃密機(jī)及其特點(diǎn)

20世紀(jì)90年代初，國(guó)外開始研究可以產(chǎn)生極高底流濃度的濃縮設(shè)備——高壓濃密機(jī)，1995年在澳大利亞昆士蘭Mt.Leyshon金礦的試驗(yàn)表明，濃密機(jī)的底流濃度可達(dá)到63%左右，比普通濃密機(jī)提高2～3倍；加拿大的Kidd Creek銅鋅礦將φ33 m的高壓濃密機(jī)用于尾礦充填前的濃縮作業(yè)，其底流濃度達(dá)到63%以上。

目前，國(guó)內(nèi)高壓濃密機(jī)已經(jīng)走向系列化，且可根據(jù)用戶的需求進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，提供最適合的濃密機(jī)，確保達(dá)到最佳的生產(chǎn)工藝指標(biāo)。其中長(zhǎng)沙礦冶研究院研發(fā)的HRC系列高壓濃縮機(jī)主要為中心驅(qū)動(dòng)，按規(guī)格大小可分為3個(gè)小系列，分別是深錐型高壓濃密機(jī)、陡錐型高壓濃密機(jī)和淺錐型高壓濃密機(jī)。淺錐型高壓濃縮機(jī)應(yīng)用絮凝技術(shù)、薄層沉降理論及最新的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)成果，與普通濃密機(jī)相比，單位面積處理量提高數(shù)倍，因而占地面積小，可以獲得很高的底流濃度，可以大型化；深錐形高壓濃密機(jī)規(guī)格比淺錐形小，不能大型化；陡錐形高壓濃密機(jī)結(jié)合了淺錐形和深錐形的技術(shù)特點(diǎn)，規(guī)格大，處理能力強(qiáng)，底流濃度可達(dá)55%～60%，直徑一般可達(dá)25～30 m，主要用于膏體制備。

高壓濃密機(jī)的處理量最高可達(dá)500 kg/(m2·h)(給礦濃度10%～13%)，1臺(tái)φ25 m高壓濃密機(jī)的處理量與1臺(tái)φ50 m普通濃密機(jī)相當(dāng)。其特點(diǎn)主要有：①濃縮效率高、處理量大、能耗低、占地面積??；②設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單、故障率低；③溢流水質(zhì)清，較深的池體使?jié)饷軝C(jī)中心部位的流體紊動(dòng)降低，同時(shí)提高了壓縮床層的壓力，可提高壓縮層的濃度，細(xì)粒的擴(kuò)散也得到抑制，有利于保證溢流水質(zhì)；④底流濃度高，大的池底坡度和濃縮機(jī)的攪拌機(jī)構(gòu)結(jié)合對(duì)壓縮床層產(chǎn)生非平衡的擠壓作用，可快速得到很高的底流濃度；⑤絮凝效果好，給料方式獨(dú)特，對(duì)給礦進(jìn)行消能，降低給礦對(duì)濃縮機(jī)內(nèi)床層的擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)絮凝劑和物料的有效作用，形成絮片狀絮團(tuán)，強(qiáng)化絮凝劑的作用效果。

3 尾礦性質(zhì)與沉降試驗(yàn)結(jié)論

尾礦主要由陽起石、石英、赤鐵礦、黃鐵礦組成，密度為2.6 t/m3，粒度篩析結(jié)果見表1。

表1 尾礦的篩分分析

從表1可見，尾礦粒度較細(xì)，-0.037、-0.010 mm粒級(jí)含量分別高達(dá)31.53%和8.11%。

從尾礦自然沉降和加藥沉降試驗(yàn)過程看，尾礦漿在自然沉降之初，粗細(xì)粒離析快，粗粒很快沉降，但微細(xì)粒漂浮時(shí)間長(zhǎng)，要達(dá)到濃密機(jī)溢流水含固量的標(biāo)準(zhǔn)要求，濃密機(jī)的單位處理能力僅為15 kg/(m2·h)；加藥后，礦漿中的粗細(xì)粒絮凝在一起，粗粒成為細(xì)粒的載體，成為典型的受阻沉降，沉降速度大大加快，但絮凝體極不穩(wěn)定，易破裂，因此，濃密機(jī)中應(yīng)嚴(yán)格控制給礦速度。

4 高壓濃密機(jī)的選型與應(yīng)用

4.1 高壓濃密機(jī)的選型

參照長(zhǎng)沙礦冶研究院對(duì)首鋼水廠鐵尾礦、銅興礦業(yè)公司尾礦等相似物料的試驗(yàn)結(jié)論，根據(jù)歪頭山選礦廠鐵尾礦性能，在適量添加絮凝劑情況下，采用高壓濃密機(jī)濃縮，濃密機(jī)的處理能力可達(dá)300 kg/(m2·h)，計(jì)算確定采用1臺(tái)長(zhǎng)沙礦冶研究院研發(fā)的HRC25重型高壓濃縮機(jī)較為適宜。

4.2 HRC25重型高壓濃縮機(jī)的結(jié)構(gòu)

高壓濃縮系統(tǒng)由HRC25型高壓濃密機(jī)、給礦管線、給礦緩沖箱、底流泵、藥劑配制系統(tǒng)、室外底流輸送管組成。HRC25型高壓濃密機(jī)由鋼筋混凝土池體、橋架、多齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸耙子、給料井、給料箱、給礦管等結(jié)構(gòu)組成。

4.3 生產(chǎn)工藝

尾礦由精尾車間內(nèi)原有的渣漿泵送至HRC25重型高壓濃縮機(jī)頂部的給料箱，給料箱中安裝有隔渣篩，隔除雜物后的礦漿通過管道自流至位于HRC25型高壓濃密機(jī)中心的給料井，經(jīng)濃縮處理后，濃密機(jī)底流經(jīng)底流泵送至精尾車間1#尾礦泵站。為加速尾礦的沉降，調(diào)制好的絮凝劑與礦漿混合后再進(jìn)入濃密機(jī)中。

4.4 生產(chǎn)實(shí)踐效果

HRC25型高壓濃密機(jī)自2011年11月30日投產(chǎn)以來，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)。在給礦濃度約為5%、給礦量約為80 t/h情況下，底流濃度高達(dá)48.75%，溢流水質(zhì)清澈，含固量?jī)H為30 mg/L，低于70 mg/L的澄清水含固量標(biāo)準(zhǔn)要求。由于現(xiàn)場(chǎng)沉降速度快，澄清效果好，絮凝劑用量?jī)H為其他普通濃密機(jī)藥劑耗量的10%左右，極大地降低了尾礦處理及輸送環(huán)節(jié)的各種消耗。因此，HRC25型高壓濃密機(jī)完全滿足生產(chǎn)需求。

5 結(jié) 論

(1)歪頭山鐵礦根據(jù)尾礦自身的特點(diǎn)及沉降試驗(yàn)結(jié)論，選用長(zhǎng)沙礦冶研究院的HRC25高壓濃密機(jī)對(duì)尾礦進(jìn)行濃縮處理，解決了原有濃縮系統(tǒng)處理能力不足的問題，提高了底流輸送濃度，降低了尾礦輸送能耗和絮凝劑耗量，改善了溢流水水質(zhì)，達(dá)到了預(yù)期效果。

(2)HRC25高壓濃密機(jī)是一種處理量大，運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，占地面積小的高效漿體濃縮設(shè)備。

2015-04-18)

李明碧(1972—)，女，工程師，117006 遼寧省本溪市。