永平铜矿提高硫精矿脱水效率技改实践

彭玉林

(江西铜业集团公司永平铜矿，江西铅山 334506)

永平铜矿提高硫精矿脱水效率技改实践

彭玉林

(江西铜业集团公司永平铜矿，江西铅山 334506)

分析了永平铜矿硫精矿脱水系统的技术参数和硫精矿主要矿物组成及相对含量，通过提高硫精矿品位、提高硫浓密池给矿矿浆pH值、减少浓密池水量循环负荷和加强设备维护管理等措施，2011年与2004年相比较:陶瓷过滤机台效由22.85t/台时提高到27.99t/台时，过滤水分由11.74%降低到10.32%，浓密池溢流水清澈，硫精矿金属流失问题得到了较好解决，技术改进方法和措施对同类矿山有参考借鉴意义。

硫精矿;陶瓷过滤机;浓密池;脱水效率，pH值;絮凝沉降

1 引言

江西铜业集团公司永平铜矿是以铜硫为主，伴生银、金、钼等有用金属的大型矿山，日处理能力1万t。采场西部扩邦开始出矿后，高岭土含量大、氧化率高的老窿粉矿进入选矿流程，严重影响硫精矿脱水效率，具体表现为硫精矿陶瓷过滤机台效降低、过滤水分偏高和浓密池溢流损失等问题。

2 硫精矿脱水工艺现状及存在问题

硫精矿脱水采用浓缩—过滤两段流程［1］，浓缩使用2台ф45m周边传动式浓缩机，一用一备，过滤采用4台45m2陶瓷过滤机，每天处理硫精矿量1200～1800t，平均1500t左右。主要工艺参数控制情况:硫精矿浓密机底流浓度60%～71%，陶瓷过滤机真空度－0.090～－0.097MPa，反冲洗压力0.06～0.10MPa，过滤机开车台数以浓密机底流浓度为主确定。

2004年，硫精矿陶瓷过滤机平均台效22.85t/台时，比试生产期间33.02t/台时低10.17t/台时，过滤水分11.74%，比试生产期间9.89%高2.85个百分点，浓密池溢流水浑浊，矿浆浓度在1%左右，沉淀池澄清处理后，仍然产生部分金属流失。过滤机台效低，需要延长系统开车时间、增加过滤机开动台数和选矿成本;过滤精矿水分高会造成运输途中的损失，增加运输费用;浓密池溢流金属流失造成产品损耗，因此，硫精矿脱水效率迫切需要提高。

3 技术攻关

2004年以来，选矿厂对硫精矿脱水系统进行了重点攻关，通过工艺流程改进和设备改造，改善了硫精矿物料性质，减少了干扰因素对生产的影响，提高了设备性能指标，从而有效提高了硫精矿脱水效率，取得了较好的经济效益和社会效益。

3.1 提高硫精矿品位

投产以来，硫精矿品位长期稳定在42%左右，达到国家优等品质量标准，但根据永平铜矿硫精矿矿物组成情况分析，见表1，在保证硫回收率稳定的前提下，提高硫精矿品位［2］有较大空间。

表1 硫精矿主要矿物及其相对含量/%

从表1可看出，硫精矿所含脉石矿物主要为石英、方解石、云母、石榴子石、阳起石等，脉石矿物的单体解离度为85%，主要是机械夹杂进入，通过增加硫精选工艺，将脉石与黄铁矿分离，可以有效提高硫精矿品位。

2008年11月，选矿厂开展了提高硫精矿品位工业试验［3－4］，浮选流程为一粗一扫一精，使用Φ1m搅拌桶加药调浆，浮选设备选用11台BF－0.37浮选机(粗选6台，扫选2台，精选3台)，见图1。浮选药剂为丁基黄药和2#油［5］。丁基黄药作为捕收剂，配制成浓度10%的溶液添加;2#油作为起泡剂，原液添加。试验原矿从1#系统硫精矿矿浆溜槽截取，pH值6～7，－200目粒级含量75%左右，矿浆浓度25%左右。

图1 试验流程及取样点分布图

经过18个连续班次的连续运转，试验获得了平均原矿硫品位41.28%、硫精矿品位50.02%、硫回收率93.29%的较好指标［6－7］。试验过程中，对代表性较强的原矿、精矿和尾矿进行筛析化验，考查粒级产率、品位和回收率情况，见表2。

表2 硫精选原矿、精矿和尾矿筛析化验结果

从表2可看出，硫精矿品位提高到50%以上后，硫精矿脱除了绝大部分比重小、颗粒微细的脉石矿物，硫精矿平均粒度d50从0.036mm提高到0.048mm、比重由4.3g/t提高到4.9g/t、所需过滤硫精矿量和水量减少了15%左右。硫精矿比重和粒度增加，提高了沉淀速度，减少了微细颗粒在浓密池内悬浮，有助于减少溢流水金属流失。硫精矿脱除了细泥，矿粒间隙增大，增加了过滤滤饼的孔隙度，滤液容易通过滤饼，有助于提高过滤台效、降低了过滤水分。

3.2 提高硫浓密池给矿矿浆pH值

硫浓密池给矿矿浆pH值［8］主要决定于浮选工艺。2007年5月以前，选矿厂主要使用混合浮选工艺，硫精矿主要是铜硫分选作业的浮选机槽内产品(底流)，分选作业加入2kg/t左右的石灰，硫精矿浆pH值为12左右;2007年5月以后，选矿厂使用优先浮选流程，硫精矿为选硫作业的泡沫产品，为活化受抑制的黄铁矿，选硫作业加入120m3/h的酸性水(矿山废水、pH3～4)，硫精矿浆pH值为6.5左右。

通过沉降试验可以清晰地验证pH值条件与自然沉降速度的关系。将浓度为25%的硫精矿矿浆搅拌均匀后，分别使用NaOH和Hcl溶液作为矿浆pH值调整剂，将矿浆pH值调整到4～13，装在1000mL的玻璃量筒中，将矿浆静置，悬浮矿粒开始以自然沉降速度下落，在容器底部形成矿粒堆积层，叫做压缩区，量筒上部有澄清的水层出现，叫做澄清区，量筒中间部分为沉降区，当澄清区高度近似于不再增加时，沉降试验结束。记录此时的沉降时间和澄清区高度，得到沉降速度数值，绘制矿浆pH值与自然沉降速度关系曲线，见图2。

图2 硫精矿矿浆pH值对自然沉降速度的影响

从图2可看出，硫精矿沉降速度对矿浆pH值比较敏感，高碱性矿浆有利于硫精矿沉降，pH值为10的硫精矿浆沉淀速度大致为pH值6.5的矿浆2倍左右。

碱性矿浆中石灰絮凝微细颗粒，有助于颗粒沉降。弱酸性矿浆中微细颗粒容易分散，沉淀速度慢。硫精矿矿浆pH值6.5时，黄铁矿容易发生氧化作用，化学反应式:4FeS2+11O2+6H2O=4Fe(OH)3+8SO2↑，产生黄褐色胶状薄膜，其主要成分Fe(OH)3附着在陶瓷滤板上，堵塞陶瓷滤孔，导致陶瓷过滤机台效降低、过滤精矿水分升高，需用草酸清洗，增加生产成本。

2008年5月，选矿厂在使用优先浮选流程时，在硫精矿浆中加入少量石灰乳，矿浆pH值提高到9以上，脱水效率明显改善。浓密池溢流水pH值提高后，可以中和矿山酸性废水，澄清后再作为厂前回水返回浮选使用，石灰乳循环利用，提高了生产效率。

3.3 提高超声波清洗效果

陶瓷过滤机卸矿区超声盒防护板处易积矿，造成超声盒渗水后损坏，超声波清洗效果不理想，陶瓷板容易被细颗粒硫精矿堵塞毛细孔［9］，影响过滤机的台效。对超声盒防护方式进行了改进。同时，用测波仪对超声波三组电源箱电流分别进行了测试调整，调整后的三组电流比调整前提高了3～4A，超声波功率增加，提高了清洗效果。改进前，陶瓷板颜色较灰，残留矿多;改进后，陶瓷板变白，毛细孔堵塞现象明显减少。

3.4 提高真空度和反冲洗压力

陶瓷过滤机分配头随着使用年限的增加，真空区、反冲区在分配头处串气，降低了真空度和反冲洗压力低，导致过滤推动力降低，陶瓷板滤孔堵塞现象严重，直接影响过滤效果。同时，生产操作人员习惯将反冲洗压力控制在较低的水平，以避免陶瓷板被反冲洗压力挤破。为提高真空度和反冲洗压力，一方面，加强设备检修，按照分配头的工艺要求，重新打磨并调整其间隙，对磨损严重的进行了更换，并对管路进行疏通;另一方面，选用耐冲击的新型陶瓷板，并及时对有裂纹的陶瓷过滤板进行检查更换，教育生产操作人员按照工艺参数进行规范操作。采取措施后，能够保证真空度0.093MPa以上，反冲洗压力0.06MPa以上，过滤效果得到明显改善。

3.5 减少浓密池水量循环负荷

矿物颗粒沉降末速必须大于水流上升速度，矿物颗粒才能顺利沉降进入浓密池压缩区。沉降末速主要决定于矿物颗粒大小、矿粒密度和水的黏度;水流上升速度主要决定于溢流水量、浓密池直径和溢流口的实际长度。降低水流上升速度相当于提高矿粒沉降末速的效果，因此，把减少浓密池水量负荷作为攻关重点，主要做法是清污分流和取消地沟冲洗水。

3.5.1 清污分流

陶瓷过滤机滤液水、真空泵水封水是符合环保标准的清水，原来与过滤机溢流等矿浆混合，返回浓密池，形成溢流水后外排，增加了浓密池水量负荷。通过安装管路，将陶瓷过滤机滤液水和真空泵水封水直接引入沉淀池外排，每天可以减少800t左右的水量负荷。

3.5.2 取消地沟清洗水

硫系统每台过滤机的溢流矿浆都需通过较长的地沟流入泵池，再扬送回浓密池。硫精矿粒度粗、沉淀速度快，为保证地沟畅通，在地沟上方设置了15根高压水管冲洗，每天用水量在2000m3左右。

为取消地沟冲洗水，重新规划了泵池的布局，将陶瓷过滤机溢流管直接引入新开挖的立泵池，改造后，矿浆借助高差产生的流速直接进入立泵池，每年可以节约生产用水68万t，节电9万kW·h，经济效益明显。

4 改造效果

通过改进工艺流程，改造设备内部结构，提高了硫精矿脱水效率。与攻关前比较，2011年陶瓷过滤机台效27.99t/台时，比2004年 22.85t/台时提高了5.14t/台时，2011年过滤水分10.32%，比2004年11.74%降低了1.42%，同时，浓密池溢流水清澈，浓密池金属损失问题得到了较好解决。

5 结束语

永平铜矿结合自身生产实际情况，通过系统思考、持续改进，对上下工序和相关工序的工艺设备进行技术改造，提高了硫精矿脱水系统生产效率，不仅取得了较好的经济效益，而且改善了职工作业环境、减少了环境污染，具有较好的社会效益和环保效益，对于国内同类型矿山有较好地参考借鉴意义。

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The Technological Transformation Practices of Pyrite Concentrate Dewater Efficiency Improvement，Yongping Copper Mine

PENG Yu－lin

(Yongping Copper Mine，Jiangxi Copper Corporation，Yanshan，Jiangxi 334506，China)

analyzed on technical parameters and sulphur concentrate main mineral composition content of sulfur concentrate dewater system，through increased sulfur concentrate grade and improved the charge pulp＇s PH value of thickener，reduced water cycle load of thickener and strengthened the equipment maintenance management and other measures;compared with the year 2011 and 2004，ceramic filter efficiency increased from 22.85 t/unit to 27.99t/unit，and the filtered water reduced from 11.74%to 10.32%，thickener overflow water was clean，concentrate metal loss problems were solved well，improvement Technical methods and measures had reference value to similar mines.

pyrite concentrate;ceramic filter;thickener;dewatering efficiency;PH value;flocculation subsidence

TD971

B

1009－3842(2012)05－0039－03

2012－04－26

彭玉林(1975－)，男，江西宜春人，工程硕士，工程师，主要从事选矿技术管理工作。E－mail:PYL7507@sina.com