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        云南某膠磷礦選礦廠部分設(shè)備改造及優(yōu)化的研究

        2023-03-02 02:58:38龍德柱吳小珠
        廣州化工 2023年19期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        龍德柱,吳小珠,傅 彪,王 廷

        (云南磷化集團(tuán)有限公司,云南 昆明 650600)

        云南某公司下屬的兩個膠磷礦選礦廠,其一位于??诠I(yè)園區(qū),原礦處理量為200萬t/a,當(dāng)前旋流器組分級系統(tǒng)故障率較高,分級后的產(chǎn)品難以滿足后續(xù)分選作業(yè)的入料要求(濃度:(35%±2%),細(xì)度:-200目>80%),只有各個旋流器實際工作壓力和流量相同才能確保其分級效果[1];另一位于二街工業(yè)園區(qū),原礦處理量為450萬t/a,經(jīng)浮選后的低濃度精礦漿由濃密機提高濃度以便泵送至各下游單位,但精礦粒度過小(~38 μm占比57%),需使用大量絮凝劑來加速沉降。然而絮凝劑的投加過程存在攪拌時間較短,絮凝劑溶解不徹底的問題,絮凝效果遠(yuǎn)達(dá)不到要求,間接地增大了絮凝劑的使用量[2]。此外,絮凝劑溶解不徹底精礦底流濃度偏低,造成水量損失和精礦輸送壓力大,還會導(dǎo)致濃密機溢流水渾濁,造成精礦損失,產(chǎn)率減低[3-4]。

        本文通過對上述的旋流器組進(jìn)行閘閥改造以及磨礦后增加選擇篩分工序,設(shè)計及改造絮凝劑制備系統(tǒng),以實現(xiàn)對兩選礦廠的分級和濃密工序進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)實踐證明,該改造和優(yōu)化具有良好的應(yīng)用效果,對選礦廠實現(xiàn)節(jié)能降耗、提質(zhì)提產(chǎn)的目標(biāo)具有重要意義。

        1 旋流器組分級系統(tǒng)技術(shù)改造

        1.1 旋流器分級系統(tǒng)工藝簡介

        海口工業(yè)園區(qū)200萬t/a選礦裝置的分級作業(yè)所使用的旋流器組為FXJ-500×8型,磨礦工藝流程為兩段一閉路,一段為棒磨機,分級后底流進(jìn)入二段球磨機,球磨產(chǎn)品進(jìn)入旋流器組,該磨礦分級系統(tǒng)構(gòu)成閉路循環(huán),工藝流程如圖1所示。由圖1可知,分級系統(tǒng)的故障將導(dǎo)致磨浮工序、精尾礦濃密工序全線停機,在選礦廠作業(yè)中具有重要影響。

        圖1 磨礦分級系統(tǒng)工藝流程示意圖

        1.2 原旋流器分級系統(tǒng)運行情況

        根據(jù)生產(chǎn)崗位原始記錄,2019年3-12月期間浮選裝置旋流器分級系統(tǒng)運行情況統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1。此期間旋流器分級系統(tǒng)的故障類型統(tǒng)計見表2。

        表1 旋流器分級系統(tǒng)故障的停機統(tǒng)計表

        表2 旋流器分級系統(tǒng)故障類型統(tǒng)計表

        由表1和表2可知,旋流器分級系統(tǒng)故障率高達(dá)6.25%,降低了分級系統(tǒng)的設(shè)備運行效率,且嚴(yán)重影響后續(xù)的選別作業(yè);旋流器溢流細(xì)度偏低引起的管道堵塞和沉砂嘴堵塞導(dǎo)致的停機率高達(dá)4.9%,兩項占所有故障停機率的79.41%,是旋流器分級系統(tǒng)主要故障停機類型。

        根據(jù)以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析,結(jié)合生產(chǎn)過程中的實際情況發(fā)現(xiàn):

        (1)旋流器組實際工作壓力和流量不一致。旋流器進(jìn)漿閥門為內(nèi)螺紋手動閘閥,各個旋流器閥門開度大小因操作人員的操作習(xí)慣存在差異,導(dǎo)致進(jìn)漿壓力達(dá)不到生產(chǎn)要求,進(jìn)而影響分級效果。此外,溢流細(xì)度偏低,大量粗顆粒礦石進(jìn)入輸送管道,導(dǎo)致管道堵塞。

        (2)旋流器分級系統(tǒng)進(jìn)漿粒度較大。使用的棒磨機為MBS3245型,濕式溢流型球磨機為MQY4067型。設(shè)計棒磨機給料粒度為~15 mm。為了提高破碎工序生產(chǎn)能力,將原礦破碎粒度控制為~30 mm,所以實際生產(chǎn)中最大給料粒度達(dá)30 mm。棒磨機磨礦細(xì)度偏低,且球磨機排礦中也帶有大顆粒磨損鋼球,使得旋流器進(jìn)漿粒度偏大或帶有大顆粒雜質(zhì),造成旋流器沉砂嘴易堵塞。

        1.3 分級系統(tǒng)的優(yōu)化改造

        根據(jù)以上分析的原因,采取如下措施對旋流器進(jìn)行優(yōu)化改造:

        (1)將手動閘閥更換為自動閘閥。氣動刀閘閥運用充氣產(chǎn)生的力量打開閥門,按動啟動按鈕后,氣動刀閘閥將自動充氣啟動,直到閥門開到最大開度時停止,確保旋流器組所有旋流器開度大小一致,各個旋流器進(jìn)漿壓力和進(jìn)漿量相同,保證了旋流器分級效果。

        (2)在棒磨機、球磨機溢流出口處增加選擇篩分工序,保持棒磨機最大給礦粒度保持30 mm不變,分離出棒磨機、球磨機排礦中較大的顆粒礦石和雜質(zhì),避免其進(jìn)入旋流器導(dǎo)致沉砂嘴堵塞。棒磨機排礦口選擇篩分篩孔為20 mm×20 mm,球磨機排礦口篩孔為10 mm×10 mm。篩子為圓筒形篩,固定在棒磨機排礦口處隨棒磨機一起轉(zhuǎn)動,圓筒內(nèi)安裝導(dǎo)料螺紋便于將大顆粒礦石順利分離出來。

        1.4 改造后的使用情況

        經(jīng)過此次技術(shù)改造和三個月的生產(chǎn)實踐,浮選廠分級系統(tǒng)因溢流礦漿中大顆粒較多導(dǎo)致的旋流器沉沙嘴堵塞、輸送管道堵塞等情況再沒發(fā)生,故障停機時間明顯下降,設(shè)備運行更加穩(wěn)定,工藝流程更加順暢,故障停機率從6.25%降低到0.95%,為浮選工藝的連續(xù)生產(chǎn)提供了有效保證。表3和表4分別為2020年3-5月旋流器分級系統(tǒng)的故障率和故障類型的統(tǒng)計表。

        表3 旋流器分級系統(tǒng)故障率統(tǒng)計表

        表4 旋流器分級系統(tǒng)故障類型統(tǒng)計表

        2 絮凝劑制備系統(tǒng)技術(shù)改造

        2.1 絮凝劑制備系統(tǒng)簡介

        現(xiàn)二街工業(yè)園區(qū)450萬t/a選礦廠昆陽系列絮凝劑制備系統(tǒng)容積尾礦為1.7 m3,精礦為7.2 m3,為保證生產(chǎn)需要將絮凝劑攪拌時間壓縮為20 min,精礦絮凝劑轉(zhuǎn)移泵處理量為8 m3/h,轉(zhuǎn)移時間約為50 min,總體精礦絮凝劑制備周期約為70 min,由于攪拌時間較短絮凝劑溶解不徹底導(dǎo)致絮凝劑沉降效果欠佳,間接增大了絮凝劑的使用量,一方面使得精礦底流濃度偏低,造成水量損失和精礦輸送壓力增大,另一方面會導(dǎo)致濃密機溢流水渾濁,造成精礦損失,產(chǎn)率降低[5-6]。

        2.2 絮凝劑制備系統(tǒng)的設(shè)計及改造

        選礦廠濃密工序使用的絮凝劑為聚丙烯酰胺(PAM),為使絮凝劑充分溶解,總體配藥周期設(shè)置為120 min,則絮凝劑配制量為40 kg,配制體積為6.7~20 m3/h,絮凝劑配置濃度2‰,需要制備體積為10 m3/h,轉(zhuǎn)移泵流量選擇為20 m3/h,輸送泵選擇8 m3/h,制備系統(tǒng)對比設(shè)計如圖2所示,兩臺轉(zhuǎn)移泵分別聯(lián)通兩個制備桶,儲存桶并聯(lián)兩臺輸送泵聯(lián)通精礦尾礦濃密機。為防止絮凝劑分子鏈?zhǔn)艿狡茐模刂扑巹┲苽洳鄣娜~輪轉(zhuǎn)速為285 r/min,儲槽葉輪轉(zhuǎn)速為231 r/min。

        圖2 絮凝劑制備系統(tǒng)對比改造設(shè)計圖

        根據(jù)圖2對絮凝劑制備系統(tǒng)進(jìn)行改造,絮凝劑配制槽體積為21.7 m3,儲存槽容積為21.2 m3;轉(zhuǎn)移泵額定流量為20 m3/h,揚程60 m;輸送泵額定流量為8 m3/h,揚程60 m,電機為變頻控制。

        2.3 改造后的使用情況

        為防止絮凝劑飛濺,有效容積按改造后實際容積的90%使用,絮凝劑制備槽和儲槽的有效容積分別為19.53 m3,19.08 m3。按照2‰的濃度配制,每次可配制38.16 kg的絮凝劑。濃密機處理量在300 t/h以下的時間占80%以上,則每配制一次絮凝劑可使用2.5 h,改造后絮凝劑最大輸送量約為10 m3/h,若意外跑渾可迅速調(diào)清。提高了絮凝劑的沉降效果,同時還降低了勞動負(fù)荷,改造后使用5個月的濃密數(shù)據(jù)統(tǒng)計如表5所示。

        表5 改造后的濃密工序運行情況

        通過表5對比分析可以看出,改造后,絮凝劑單耗降低了11.22 g/t,濃密機底流濃度提高了3.03%,溢流水渾濁次數(shù)每月減少了4.4次,溢流水含固量降低了24 mg/L,精尾礦處理系統(tǒng)的效率得到了有效提高。

        3 結(jié) 論

        本文通過對選礦廠內(nèi)的旋流器分級系統(tǒng)和絮凝劑制備系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造,提高了分級工序和濃密工序的作業(yè)效率。其中,旋流器分級系統(tǒng)自改造后,運行效果良好,在未來還應(yīng)不斷觀察設(shè)備改造后帶來的工藝技術(shù)改變,摸索出對應(yīng)不同原礦性質(zhì)、濃度、細(xì)度要求的選礦工藝,切實提高精礦產(chǎn)率、回收率;改造后的絮凝劑制備系統(tǒng)攪拌充分,PAM溶解更加徹底,提高了濃密工序的生產(chǎn)效率。

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