李 松

（甕福（集團(tuán)）有限責(zé)任公司）

磷尾礦脫水是干堆前的重要工藝環(huán)節(jié)［1-2］，尾礦含水率決定倒運(yùn)、推排環(huán)節(jié)的可行度。尾礦含水率高，倒運(yùn)、推排難度大；含水率低，脫水成本高。因此，尋求一種滿足干堆尾礦規(guī)?；耐婆拧⒌惯\(yùn)要求并且成本低廉的脫水方式成為推動磷尾礦綜合利用的關(guān)鍵因素［3-5］。為深入了解和掌握新型帶式真空過濾機(jī)各項指標(biāo)及設(shè)備長周期穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性，通過試驗進(jìn)行了探索，找出運(yùn)行過程中存在的問題，以便于后期優(yōu)化改造，并全面了解產(chǎn)品干度、產(chǎn)能、成本等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，為后期尾礦干堆提供數(shù)據(jù)支撐；同時，通過對壓濾尾礦物料的轉(zhuǎn)運(yùn)、推排、堆放，初步了解物料可轉(zhuǎn)運(yùn)、可推排性。

1 試驗方案

1.1 試驗步驟

新型帶式真空過濾機(jī)安裝于充填站尾礦儲槽旁廠房內(nèi)，尾礦儲槽內(nèi)質(zhì)量濃度61%左右的尾礦漿自流輸送進(jìn)入過濾機(jī)布料槽，經(jīng)帶式真空過濾機(jī)脫水后形成一定含水率的干尾礦濾餅，濾餅自然散落至臨時堆場，使用3 m3斗容裝載機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至充填站細(xì)砂制備堆場堆放。濾液經(jīng)積水井收集后，經(jīng)管道自流輸送至充填系統(tǒng)沉淀池。

1.2 試驗內(nèi)容

對新型帶式真空過濾機(jī)產(chǎn)能、脫水尾礦干度、直接成本、電耗、運(yùn)行率、設(shè)備長周期穩(wěn)定運(yùn)行可靠性等指標(biāo)進(jìn)行收集，對設(shè)備運(yùn)行中存在的問題進(jìn)行整改完善并強(qiáng)化設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，最終對收集的指標(biāo)進(jìn)行分析、總結(jié)，為大規(guī)模工業(yè)試驗提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

2 試驗指標(biāo)分析

2.1 產(chǎn)能指標(biāo)

2.1.1 產(chǎn)能測算

產(chǎn)能測算依據(jù)下式

式中，L1為尾礦餅在設(shè)備上每小時移動的距離，L1取336 m；B為尾礦餅在設(shè)備上的寬度，B取1.5 m；L2為尾礦餅在設(shè)備上的厚度，mm；ρ為尾礦濾餅84%干度的密度，ρ取2.15 t/m3。

2019 年9 月17—27 日，設(shè)備經(jīng)過11 d 相對連續(xù)運(yùn)行，累計運(yùn)行188 h，生產(chǎn)含水率13.1%～17.1%的干尾礦總計1 977.89 t，設(shè)備最大產(chǎn)能13 t/h（濾餅厚度12 mm），最小產(chǎn)能為6.4 t/h（濾餅厚度6 mm），平均產(chǎn)能為10.52 t/h。

2.1.2 產(chǎn)能分析

（1）干尾礦產(chǎn)能影響因素。一是尾礦泡沫影響，由于其泡沫難以溶解（圖1），影響濾餅厚度（圖2）；正常情況下，理論測算的平均產(chǎn)能應(yīng)在11.39 t/h，在下步尾礦干堆生產(chǎn)過程中，需不斷檢驗其實際產(chǎn)能。二是尾礦漿由NT5 罐自流到皮帶真空過濾機(jī)，尾礦漿流量隨液位的下降而降低，設(shè)備的產(chǎn)能隨之下降；后期選用適合的砂漿泵控制流量，把產(chǎn)量穩(wěn)定在控制范圍內(nèi)。

（2）產(chǎn)能波動較大。從9 月17—22 日平均產(chǎn)能9.79 t/h 與9 月23—26 日平均產(chǎn)能11.39 t/h 相比，提升了1.6 t/h，新型帶式真空過濾機(jī)產(chǎn)能走勢見圖3。

（3）設(shè)備產(chǎn)能與濾餅厚度有關(guān)，厚度越大，其產(chǎn)能越高。

2.2 干度指標(biāo)

2.2.1 干度測算依據(jù)

取樣后采用電子稱稱重，采用加熱方式使其水分蒸發(fā)，稱重前后質(zhì)量比值為干度。

2.2.2 干度分析

從2019 年9 月17 日—27 日設(shè)備運(yùn)行過程中，工作人員基本保持2 h/次的頻次對濾餅含水率進(jìn)行檢測，累計取樣93 次，平均干度為84.92%，檢測的干尾礦含水率為13.1%～17.1%（圖4）。

由圖4可見：①干尾礦含水率的高低主要與濾餅厚薄有關(guān)，濾餅越厚，含水率越高，濾餅越薄，含水率越低；②干尾礦含水率的穩(wěn)定性主要受尾礦漿給料穩(wěn)定性影響，尾礦漿給料流量穩(wěn)定，干尾礦含水率則穩(wěn)定。試驗期間，過濾機(jī)尾礦漿給料采取從尾礦儲槽底部經(jīng)管道自流輸送的方式給料，尾礦儲槽液面高度是變化量，造成了自流流量的不穩(wěn)定，很難通過人為控制閥門開度保持穩(wěn)定給料，后續(xù)可通過使用變頻電機(jī)給料泵的方式解決該問題；③根據(jù)數(shù)據(jù)，濾餅厚度的變化與干度波動不太，后期試驗中，需不斷增加濾餅厚度，來監(jiān)測尾礦干度，同時也能在滿足下游需求的前提下，最大限度地發(fā)揮該設(shè)備的產(chǎn)能。

2.3 設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性分析

從9月17—27日，設(shè)備連續(xù)運(yùn)行188 h，運(yùn)行率達(dá)80.51%，共生產(chǎn)尾礦1 977.89 t，尾礦平均每時生產(chǎn)10.52 t；設(shè)備最大產(chǎn)能13 t/h（尾礦餅的厚度12 mm），最小產(chǎn)能6.4 t/h（尾礦餅的厚度6 mm）。

設(shè)備運(yùn)行期間，開停次數(shù)29 次，非正常停機(jī)12次，其中因為充填站沖洗管道、修理水泵、清理沉渣池達(dá)9次，電機(jī)線路發(fā)熱、聯(lián)軸器緩沖墊更換、剛性聯(lián)軸器設(shè)備維護(hù)3 次，其他17 次屬正常停機(jī)。其具體影響設(shè)備連續(xù)性運(yùn)行的原因：①由于設(shè)備連續(xù)性運(yùn)轉(zhuǎn)50 h 后，梅花聯(lián)軸器緩沖墊出現(xiàn)嚴(yán)重磨損（圖5），為防止后續(xù)維修頻繁，更改為剛性聯(lián)軸器（圖6）；②開機(jī)運(yùn)行8 h，停機(jī)1 h 交接班，檢查設(shè)備各項部件。從總體試驗結(jié)果來看，設(shè)備故障停機(jī)時間9.3 h，設(shè)備完好率97.41%，設(shè)備運(yùn)行率80.51%，設(shè)備故障率低，可保持連續(xù)生產(chǎn)。

2.4 電耗指標(biāo)

（1）該套設(shè)備總裝機(jī)功率為87.5 kW，其中水環(huán)式真空泵75 kW，驅(qū)動滾筒減速機(jī)5.5 kW，反洗泵4 kW，空壓機(jī)3 kW。

（2）通過電能計量表讀數(shù)得出，平均電耗63.7 kW/h，折合成6.06 kW（/h·t），按0.5 元（/kW/h）測算，電費(fèi)3.05 元/t。

2.5 設(shè)備運(yùn)行維護(hù)保養(yǎng)

（1）設(shè)備運(yùn)行維護(hù)情況。運(yùn)行期間除更換驅(qū)動滾筒減速機(jī)與電機(jī)聯(lián)軸器彈性塊外，未產(chǎn)生其他維修費(fèi)用。

（2）運(yùn)行維護(hù)保養(yǎng)分析。根據(jù)類似設(shè)備使用情況，該設(shè)備主要易損件為濾網(wǎng)，更換周期約3 月/次，濾網(wǎng)單價19 000 元/張，真空泵、控制系統(tǒng)等設(shè)備設(shè)施維護(hù)費(fèi)用按27 240 元/a 計，則設(shè)備維護(hù)費(fèi)用103 240元/a。按照330 d/a 計，則單日設(shè)備維護(hù)費(fèi)用312.85元，運(yùn)行11 d，生產(chǎn)尾礦總計1 977.89 t，折合噸礦過濾干尾礦設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用為1.74 元/t。

3 試驗總結(jié)

3.1 設(shè)備長周期穩(wěn)定運(yùn)行

通過連續(xù)試驗，從設(shè)備完好率97.41%、設(shè)備運(yùn)行率80.51%來看，設(shè)備故障率低，可保持連續(xù)生產(chǎn)。同時設(shè)備具備如下優(yōu)勢：①設(shè)備體積小，方便移動，基礎(chǔ)建設(shè)少；②設(shè)備反沖洗效果好，濾布不易堵塞，使用壽命長，不使用添加劑（草酸、硝酸）就能進(jìn)行網(wǎng)帶沖洗，成本低且環(huán)保；③設(shè)備維修維護(hù)方便，如更換濾布，2 人1 h 就能更換完成，成本低且工作效率高；④能連續(xù)完成均勻布料、濾餅吸干、卸料、濾布再生循環(huán)過程，均勻出料的同時，濾餅松散不會板結(jié)；⑤反沖洗水和各段濾餅濾液能夠分段收集，污水能更好地回收處理；⑥整體構(gòu)造模塊化規(guī)劃，可靈活拼裝，便于運(yùn)送和安裝。

3.2 直接成本分析

根據(jù)試驗情況，直接成本分析結(jié)果見表1。

4 結(jié)語

某磷尾礦應(yīng)用新型帶式真空過濾機(jī)試驗表明，設(shè)備故障率低，連續(xù)性、穩(wěn)定性較好，便捷靈活，操作簡單，投資成本低。新型帶式真空過濾機(jī)能有效運(yùn)用于磷尾礦的濃度提升，為實現(xiàn)露天干堆創(chuàng)造條件，降低現(xiàn)階段尾礦庫庫存壓力和堆存成本，延長礦山服務(wù)年限。后續(xù)將進(jìn)一步研究細(xì)粒級物料及濃度對產(chǎn)品水分及產(chǎn)量的影響，研究實現(xiàn)低成本磷尾礦干堆轉(zhuǎn)運(yùn)及推排的最佳含水率，為礦山可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航。