劉迎春，董遂珍，于 玲，李衛(wèi)昌

(金堆城鉬業(yè)股份有限公司，陜西 華州 714102)

0 引 言

我國絕大多數(shù)選礦廠采用濕式選礦，在磨礦、分級和選別過程中，需向礦石里加入大量的水。這樣選出的精礦含有相當數(shù)量的水，如浮選精礦礦漿一般含水量為60%～80%。精礦含水量是精礦質(zhì)量標準之一，因此，國家制定了精礦水分限制標準，夏、秋季節(jié)應不大于10%，春、冬季節(jié)應不大于12%[1]。為了滿足用戶和運輸要求，必須對精礦產(chǎn)品進行脫水處理。

脫水一般由濃縮、過濾和干燥3個作業(yè)組成。選擇脫水方法時應根據(jù)物料的性質(zhì)(粒度、比重、磁性等)和脫水后產(chǎn)品的水分質(zhì)量要求來決定。

1 精礦脫水現(xiàn)狀及存在的問題

某鉬業(yè)公司年產(chǎn)硫精礦70余萬噸，硫精礦脫水工藝流程為：浮選后的硫精礦礦漿經(jīng)泵輸送到沉淀池先自然沉降脫水，然后經(jīng)倒運車多次露天翻曬，水分達到合格后用裝載車裝車外運?，F(xiàn)工藝存在以下問題：

(1)硫精礦露天堆放揚塵。硫精礦直接堆放在露天料場，產(chǎn)生粉塵，對周圍的環(huán)境以及人員身體健康會產(chǎn)生一定的危害。

(2)污染地下水。在硫料場地進行硫精礦晾曬脫水的過程中，大部分水揮發(fā)到空氣中，小部分水滲入地下，對周圍的地下水產(chǎn)生污染。

(3)自然晾曬，硫精礦水分波動大，受天氣影響較大。若出現(xiàn)長時間雨雪天氣，將無法進行硫精礦晾曬及運輸，因晾曬場地堆存能力限制，嚴重影響硫精礦生產(chǎn)組織。

(4)自然脫水，溢流水濃度大，溢流中硫精礦損失大。

(5)場地多，地方分散。3個硫精礦堆料場地，人員多、料場分散，不利于公司統(tǒng)一調(diào)配指揮，生產(chǎn)成本高。

(6)倒運費用較高。硫精礦在脫水晾曬過程中需要大量的機械設備(裝載機和倒運卡車)進行倒運，機械倒運費用高。

2 硫精礦機械脫水試驗研究

2.1 陶瓷過濾機脫水試驗

2.1.1 試驗設備與流程

試驗設備采用TT-2陶瓷過濾機(陶瓷板微孔為2～5 μm)，自制φ1 m深錐濃密機，ZJQ15-15-3潛水渣漿泵、烘箱等。試驗流程見圖1，即將試驗礦漿用潛水渣漿泵輸送到濃密機內(nèi)進行濃縮，濃縮后的礦漿自流到陶瓷過濾機槽體內(nèi)，通過陶瓷過濾機進行過濾脫水。濃密機溢流和陶瓷過濾機溢流及過濾水通過管道排放到生產(chǎn)事故泵池內(nèi)再回收。

圖1 陶瓷過濾機脫水試驗流程圖

2.1.2 試驗樣

從生產(chǎn)中直接截取一部分硫精礦礦漿進行試驗和采取不同場地自然晾曬干后的硫精礦加水兌成礦漿進行試驗。

2.1.3 試驗結(jié)果

生產(chǎn)礦漿進行陶瓷過濾機脫水試驗結(jié)果見表1，用干礦調(diào)漿進行陶瓷過濾機脫水試驗結(jié)果見表2。

表1 硫精礦礦漿陶瓷過濾機脫水試驗結(jié)果 %

表2 硫精礦調(diào)漿后陶瓷過濾機脫水試驗結(jié)果 %

從試驗現(xiàn)象觀察，硫精礦礦漿和自然晾干的硫精礦粉再調(diào)漿經(jīng)過濾機過濾后硫精礦濾餅顏色和厚度無明顯變化，說明選硫礦漿中遺留的少量起泡劑和捕收劑對陶瓷過濾效果無明顯影響。兩種試樣每平米每小時處理硫精礦均為400～1 000 kg。

從表1和表2可以看出:

(1)陶瓷過濾機對粒度較大的物料吸附能力有限。給料粒度粗時，不適宜用陶瓷過濾機脫水。當給料物料細度-0.074 mm小于52.0%，過濾機不吸量。

(2)陶瓷過濾機處理能力受給料濃度影響較大。給料濃度越大，濾餅越厚，過濾機處理能力越大。

(3)硫精礦過濾后的水分較低。過濾后濾餅水分在9.85%～8.51%之間，滿足硫精礦水分不大于10%產(chǎn)品質(zhì)量要求。

2.2 旋流器+脫水篩脫水試驗

陶瓷過濾機試驗過程中，當硫精礦粒度較粗時，過濾機不吸量，因此采用旋流器+脫水篩進行脫水試驗。

2.2.1 試驗設備與流程

試驗設備分別為FX350-GX-P旋流器，ZKJ1127脫水篩(篩孔0.3 mm，振動電機功率2.4 kW×2)，ZJQ15-15-3潛水渣漿泵、烘箱等。試驗流程見圖2。即硫精礦原礦漿用潛水渣漿泵輸送到旋流器進行濃縮分級，旋流器底流進入脫水篩進行脫水，旋流器溢流排放到生產(chǎn)事故泵池內(nèi)再回收，篩上物作為脫水后的產(chǎn)品，篩下物返回旋流器。

圖2 旋流器+脫水篩脫水試驗流程圖

2.2.2 試驗結(jié)果

試驗過程中，由于給料泵小，流量少，脫水篩篩面只用了三分之一。硫精礦篩析結(jié)果見表3，旋流器+脫水篩脫水試驗結(jié)果見表4。數(shù)質(zhì)量流程圖見圖3。

表3 硫精礦篩析結(jié)果

表4 旋流器+脫水篩脫水試驗結(jié)果 %

圖3 旋流器+脫水篩脫水試驗數(shù)質(zhì)量流程圖

從表3、表4和圖3可以看出：

(1)硫精礦細度-0.074 mm含量在50.81%～59.45%之間，大于0.180 mm的含量在10%左右。

(2)精礦中-0.150+0.038 mm粒級之間品位最高，粗粒級和細粒級品位較低。尤其是+0.180 mm粒級品位降低的幅度稍大一些，但都在45%以上，滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。篩上物濃度在89.01%～89.92%之間，即篩上物水分為10.99%～10.02%之間，平均為10.59%，滿足硫精礦水分不大于12%產(chǎn)品要求。

(3)篩上物-0.074 mm含量在5.20%～9.00%之間，平均為6.66%，篩上物中夾帶部分-0.074 mm細粒級。

(4)篩下物-0.074 mm含量在25.20%～34.20%之間，平均為28.97%，粒度較粗；篩下物濃度在23.00%～35.00%之間，平均為30.10%。

(5)旋流器沉砂-0.074 mm含量在17.15%～19.79%之間，平均為18.60%；旋流器沉砂濃度為75.81%～79.85%，平均為78.03%。

(6)旋流器溢流濃度為16.85%～18.27%，平均為17.90%。旋流器溢流細度-0.074 mm含量在78.93%～83.93%之間，平均為81.15%，該粒度適合陶瓷過濾機脫水。

3 脫水方案設計

3.1 設計工藝流程

根據(jù)試驗研究結(jié)果：陶瓷過濾機適用于給料粒度較細的硫精礦脫水，脫水后水分在8.51%～9.85%之間,每平米每小時處理硫精礦為400～1 000 kg，濾液清澈；旋流器+脫水篩適合較粗粒級的硫精礦脫水，脫水后硫精礦水分為10%～11%，篩下產(chǎn)物濃度較大，含細粒級較多，篩下物需要經(jīng)過過濾脫水。

從以往多次流程考察結(jié)果可知硫精礦粒度-0.074 mm在48%～68%之間，礦漿濃度為18%～35%，細度和濃度波動較大。因此結(jié)合生產(chǎn)實踐，采用旋流器+脫水篩+濃密機+陶瓷過濾機的工藝流程進行脫水。即將選礦廠的硫精礦礦漿直接由各生產(chǎn)單位用泵輸送到最大選礦廠硫精礦脫水廠房內(nèi)新建旋流器給礦泵池，然后經(jīng)泵輸送到旋流器進行濃縮分級，旋流器沉砂直接進入脫水篩進行脫水，篩上產(chǎn)物作為硫精礦產(chǎn)品經(jīng)皮帶輸送機輸送至硫精礦礦倉儲存，篩下產(chǎn)物返回旋流器給料泵池；旋流器溢流自流至濃密機進行濃縮，濃密機底流經(jīng)泵輸送至攪拌槽，由攪拌槽分料到陶瓷過濾機進行過濾；過濾后的硫精礦經(jīng)皮帶輸送機輸送至礦倉堆存；過濾后的濾液自流至濾液沉淀池，經(jīng)沉淀后部分水作為陶瓷過濾機清洗用水，多余的濾液和濃密機溢流水經(jīng)河西污水泵輸送入河東φ24 m濃密機進行回收利用?，F(xiàn)有硫精礦沉降池，作為硫精礦堆料場地。設備形象聯(lián)系圖見圖4。

圖4 設備形象聯(lián)系圖

3.2 設計指標

處理量：97.30 t/h；旋流器給料濃度：21%；過濾機給料濃度：50%；硫精礦產(chǎn)品水分為11%。設計礦漿流程圖見圖5。

圖5 設計礦漿流程圖

3.3 主要設備選型

根據(jù)設計工藝流程及設備選型計算并結(jié)合現(xiàn)有廠房情況選擇的主要設備見表5。

表5 硫精礦機械脫水主要設備選型表

4 工業(yè)應用

硫精礦機械脫水工業(yè)應用后各產(chǎn)物濃度考察結(jié)果見表6。篩上硫精礦水分平均為10.66%，過濾機過濾后濾餅水分平均為8.59%，混合后水分小于10%，達到了設計要求。

表6 硫精礦機械脫水各產(chǎn)物濃度考察結(jié)果 %

5 經(jīng)濟效益

硫精礦機械脫水應用后3個廠減少的成本為裝硫、倒硫、打掃料場及其他2個選礦廠硫精礦自然脫水崗位的人員工資，增加的成本主要是新增設備備件消耗，電費消耗及設備折舊費等費用。經(jīng)核算脫水運行成本降低600余萬元[5]。

6 結(jié) 論

(1)硫精礦機械脫水采用旋流器+脫水篩+濃密機+陶瓷過濾機工藝，生產(chǎn)中整個工藝暢通。

(2)實現(xiàn)了硫精礦機械脫水工業(yè)應用，篩上產(chǎn)品水分平均為10.66%，陶瓷過濾機過濾后水分平均在8.59%，脫水產(chǎn)品混合水分小于10%。

(3)硫精礦機械脫水工藝工業(yè)成功應用，減少了硫精礦損失，杜絕了環(huán)境污染，成功解決了硫精礦自然晾曬造成的揚塵污染和滲水污染，實現(xiàn)了清潔環(huán)保生產(chǎn)，滿足國家環(huán)保要求，節(jié)約了生產(chǎn)成本，減少了資源浪費。

(4)該工藝的成功應用可為類似礦山產(chǎn)品脫水提供參考。