李品福， 韓 彬

(云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司， 云南 文山 663701)

1 前言

隨著易選礦產(chǎn)資源的枯竭，低品位復(fù)雜難選礦物則需要采用細(xì)磨甚至超細(xì)磨才能使有用礦物充分解離，才能選別出合格的精礦品位和滿意的回收率。然而，細(xì)磨在使有用礦物充分解離的同時(shí)也導(dǎo)致了最終的選礦產(chǎn)品粒度極細(xì)，其濃縮、過(guò)濾、干燥等脫水過(guò)程的阻力變得更大，選礦產(chǎn)品的濃縮過(guò)濾問(wèn)題隨之突顯出來(lái)。由于脫水困難，精礦水份偏高，在輸送過(guò)程中既污染環(huán)境又增加動(dòng)力消耗，造成成本增加。因此，有效降低微細(xì)粒選礦產(chǎn)品的含水量成為國(guó)內(nèi)外的一個(gè)重要研究課題[1-2]。

壓濾機(jī)已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用的重要設(shè)備[3-4]。壓濾機(jī)是傳統(tǒng)的固液分離設(shè)備之一，從僅有壓濾過(guò)程的第一臺(tái)板框式壓濾機(jī)，到目前包含了壓濾、擠壓、洗滌、吹氣4個(gè)過(guò)程的全自動(dòng)壓濾機(jī)，經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展壓濾機(jī)大大提高了工作效率，提高了壓濾質(zhì)量。都龍礦區(qū)新田選礦車間生產(chǎn)的錫富中礦具有含泥量大、粒度細(xì)等特點(diǎn)，采用陶瓷過(guò)濾機(jī)存在精礦產(chǎn)品含水率過(guò)高、過(guò)濾效率低而不能滿足生產(chǎn)要求等問(wèn)題。2016年引進(jìn)了立式壓濾機(jī)，經(jīng)過(guò)不斷探索、優(yōu)化及研究，大大提高了錫富中礦過(guò)濾干燥效率、降低濾餅含水率，保證新田選礦車間錫富中礦生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)捻樌\(yùn)行。

2 錫富中礦性質(zhì)及過(guò)濾現(xiàn)狀

2.1 錫富中礦性質(zhì)

為了了解錫富中礦的性質(zhì)，對(duì)錫富中礦進(jìn)行了原礦多元素分析，結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，錫富中礦中金屬元素主要為錫、銅、鋅和鐵，其中有價(jià)元素為錫，含量為3.24%；非金屬元素主要為硫、二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鈣和氧化鎂，其含量分別為10.52%、28.43%、8.24%、12.19%和9.47%。錫富中礦中鈣、鎂、鋁的氧化物含量較高，意味著錫富中礦鈣鎂礦泥含量較高。

表1 錫富中礦多元素分析結(jié)果

為了了解錫富中礦的粒度分布情況，對(duì)錫富中礦進(jìn)行了水析試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，該錫富中礦粒度非常細(xì)，-0.037mm(400目)含量占88.11%；其中-0.01mm含量高達(dá)24.39%。錫金屬量主要集中在-0.019mm，金屬分布率高達(dá)71.74%。因此可以判斷該錫富中礦屬于高泥微細(xì)粒難過(guò)濾礦漿。

表2 錫富中礦粒級(jí)分布結(jié)果

2.2 錫富中礦過(guò)濾現(xiàn)狀

都龍礦區(qū)新田選礦車間錫富中礦采用陶瓷過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，由于物料粒度細(xì)，造成陶瓷板堵塞嚴(yán)重，陶瓷板使用壽命過(guò)短(2～4個(gè)月)，運(yùn)行成本大幅度增加。錫富中礦現(xiàn)在的粒度與設(shè)計(jì)值相比要細(xì)(設(shè)計(jì)值為-200目，含量小于90%，-400目含量占80%左右)，同時(shí)礦漿黏度較大(錫石浮選藥劑的影響)，導(dǎo)致陶瓷過(guò)濾機(jī)實(shí)際處理能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求(設(shè)計(jì)選型為15m2)，且水份遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)值，改造前錫富中礦水份超過(guò)17%，具體情況見(jiàn)表3。水份過(guò)高不僅給錫富中礦的倒裝、運(yùn)輸帶來(lái)較大困難，而且增加了運(yùn)輸費(fèi)用和物料裝袋費(fèi)用(運(yùn)輸費(fèi)用為130元/噸濕物料，人工物料裝袋費(fèi)用為45.5元/噸物料)，同時(shí)由于過(guò)濾能力及水份高的問(wèn)題，濃密機(jī)出現(xiàn)溢流跑礦但又不能添加絮凝劑，導(dǎo)致錫金屬流失。

表3 陶瓷過(guò)濾機(jī)過(guò)濾錫富中礦水份

3 立式壓濾機(jī)工藝參數(shù)的確定

立式壓濾機(jī)是根據(jù)加壓過(guò)濾原理，在壓差的作用下，物料經(jīng)過(guò)濾布過(guò)濾實(shí)現(xiàn)固液分離。過(guò)濾方式采用單面過(guò)濾、單面擠壓、雙側(cè)卸料的方式，主要實(shí)現(xiàn)過(guò)濾、一次隔膜擠壓、濾餅洗滌、二次隔膜擠壓、濾餅吹干、濾餅排出和濾布洗滌7個(gè)過(guò)程[5-6]。

為了探索出一套適合高泥型微細(xì)粒錫富中礦的操作參數(shù)，2016年5月，壓濾機(jī)安裝后開(kāi)始對(duì)立式壓濾機(jī)的給料時(shí)間、一次隔膜擠壓壓力、擠壓時(shí)間及風(fēng)干時(shí)間等重要參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)探索。

3.1 給料時(shí)間對(duì)濾餅厚度的影響

本次試驗(yàn)的原料來(lái)源于車間生產(chǎn)的錫富中礦，濃密機(jī)脫水后得到濃度約為50%的壓濾機(jī)給料，給料時(shí)間作為變量，其余保持不變。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 給料時(shí)間條件試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由給料時(shí)間條件試驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)給料時(shí)間低于50s時(shí)，濾餅的厚度太薄，過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力低，且板框受力大，對(duì)設(shè)備不利；當(dāng)給料時(shí)間50～80s時(shí)，濾餅厚度合適；當(dāng)給料時(shí)間大于80s時(shí)，雖然濾餅厚度仍有一定的增長(zhǎng)，但是增長(zhǎng)的幅度較小；當(dāng)給料時(shí)間大于100s時(shí)，基本達(dá)到最大的濾餅厚度而無(wú)法再增長(zhǎng)，且給料時(shí)間過(guò)長(zhǎng)對(duì)設(shè)備的生產(chǎn)能力有一定的影響。因此適宜的給料時(shí)間為80s。

3.2 擠壓壓力對(duì)濾餅水份的影響

為了確定最佳的一次隔膜擠壓壓力，在給料時(shí)間、擠壓時(shí)間、風(fēng)干時(shí)間等其他變量不變的前提下，改變一次隔膜擠壓壓力進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 一次隔膜擠壓壓力與濾餅水份的關(guān)系

由圖1試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著一次隔膜擠壓壓力的不斷增大，濾餅的水份呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，擠壓壓力與濾餅水份呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系。但是擠壓壓力過(guò)高，壓力機(jī)板框受力過(guò)大，對(duì)設(shè)備的使用壽命不利，在滿足銷售水份的前提下，擠壓壓力盡可能的小，因此最終確定的一次隔膜擠壓壓力為1.3MPa。

3.3 擠壓時(shí)間對(duì)濾餅水份的影響

為了確定最佳的擠壓時(shí)間，在固定給料時(shí)間、擠壓壓力、風(fēng)干時(shí)間等其他變量前提下，改變一次隔膜擠壓時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，隨著一次擠壓時(shí)間越長(zhǎng)，錫富中礦濾餅水份越低，但是當(dāng)擠壓時(shí)間大于240s時(shí)，錫富中礦水份下降的趨勢(shì)大大減小，逐漸趨于恒定，因此，適宜的一次擠壓時(shí)間為240s。

圖2 擠壓時(shí)間與濾餅水份的關(guān)系

3.4 風(fēng)干時(shí)間對(duì)濾餅的影響

固定給料時(shí)間為80s，擠壓壓力1.3MPa，擠壓時(shí)間240s，進(jìn)行風(fēng)干時(shí)間的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。由試驗(yàn)結(jié)果分析可得：風(fēng)干時(shí)間越長(zhǎng)，錫富中礦水份越低，但是風(fēng)干時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，需要大量壓縮空氣，壓濾成本大大增加。當(dāng)風(fēng)干時(shí)間大于230s時(shí)，濾餅水份趨于恒定，因此，適宜風(fēng)干時(shí)間為230s。

圖3 風(fēng)干時(shí)間和濾餅水份的關(guān)系

4 立式壓濾機(jī)生產(chǎn)實(shí)踐

在手動(dòng)和半自動(dòng)確認(rèn)最佳參數(shù)的前提下，2016年6月3日，錫富中礦立式壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，使用陶瓷過(guò)濾機(jī)與立式壓濾機(jī)的效果進(jìn)行了對(duì)比，詳見(jiàn)表5。由表5可知，使用立式壓濾機(jī)錫富中礦銷售水份約13.04%，相對(duì)于之前陶瓷過(guò)濾機(jī)的17.37%濾餅含水率下降了4.33%，降低了錫富中礦的運(yùn)輸成本(主要考慮到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)能力及過(guò)濾成本等問(wèn)題，錫富中礦濾餅水份控制在13%左右，若需要再降低濾餅含水率，還可通過(guò)調(diào)整壓濾機(jī)參數(shù)而達(dá)到)。正常運(yùn)行后立式壓濾機(jī)處理量可達(dá)到9t/h，日(20h)處理量為150t干礦量，濾液固含固量≤300mg/L。

表5 錫富中礦壓濾機(jī)、陶瓷過(guò)濾機(jī)效果對(duì)比

注：表中水份數(shù)據(jù)來(lái)源于銷售水份，時(shí)間周期均為半年。

此外，立式壓濾機(jī)處理能力的提高，成本大大的降低，解決了陶瓷過(guò)濾機(jī)處理能力不足等問(wèn)題，避免了錫富中礦因過(guò)濾不及時(shí)跑渾而導(dǎo)致錫金屬損失在濃縮溢流中，實(shí)現(xiàn)了錫富中礦的正常生產(chǎn)、運(yùn)輸。

5 總結(jié)

(1)都龍礦區(qū)新田選礦車間錫富中礦-0.037mm含量占88.11%；其中-0.01mm高達(dá)24.39%。且非金屬元素主要為二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鈣和氧化鎂，屬于高泥微細(xì)粒難過(guò)濾物料。

(2)通過(guò)試驗(yàn)探索出了一套適合高泥型微細(xì)粒錫富中礦的操作參數(shù)。即給料時(shí)間80s、一次隔膜擠壓壓力為1.3MPa、擠壓時(shí)間為240s及風(fēng)干時(shí)間為230s。

(3)與陶瓷過(guò)濾機(jī)相比，立式壓濾機(jī)具有對(duì)高泥微細(xì)粒錫富中礦處理能力高、濾餅含水率低，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。