陶瓷过滤机在尾矿脱水生产中的研究与实践

于兴良，苟敏刚，黄光洪

（1.陕西铅硐山矿业有限公司，陕西凤县 721707；2.长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南长沙 410011）

陶瓷过滤机在尾矿脱水生产中的研究与实践

于兴良1，苟敏刚1，黄光洪2

（1.陕西铅硐山矿业有限公司，陕西凤县 721707；2.长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南长沙 410011）

为了解决后续尾矿的堆存问题，需要对尾矿进行脱水干堆。采用浓密机＋陶瓷过滤机进行尾矿脱水，并通过实验及生产实践优化了工艺参数，提高了产能，降低了滤饼水分和脱水成本，为选厂创造了效益。

尾矿浆脱水；陶瓷过滤机；浓度；滤饼；成本

陕西铅硐山矿业有限公司选矿厂于1996年10月投产，选矿规模为1 100 t／d，年产尾矿干量约为33.7万t。原尾矿库已服务了17 a，接近闭库。为了解决后续尾矿的堆存问题，2012年初，由长沙有色冶金设计研究院和业主共同确定实施尾矿干堆方案，釆用浓缩－过滤两段脱水工艺流程，特别是使用TT－60陶瓷过滤机对尾矿浆进行脱水后，降低了尾砂水分，用皮带输送机运至尾矿库堆存。简化了筑坝方案，新增库容286万m3，延长了尾矿库服务年限，便于运行管理，利于回收水资源和环境保护。

1 尾矿性质

尾矿中的矿物达十余种，主要金属矿物为微量的闪锌矿、方铅矿和黄铁矿，脉石矿物主要为方解石、白云石、碳质等。尾矿密度为1.45 t／m3，矿浆浓度约为21.74%，－0.074 mm粒级占82.07%，粒度粗细整体分布较均匀，尾矿粒度分析见表1。

表1 尾矿粒度分析

2 小型过滤试验

从现场取回代表性物料，在充分搅拌情况下，用陶瓷板在实验室进行研究，试验数据见表2。

表2 铅锌尾矿矿样化学多元素分析结果

根据表2数据得出以下结论：（1）由于物料粒度分布较均匀，吸附效果较理想，较易脱水；（2）物料浓度的变化对处理能力有一定的影响，浓度越高，处理能力越大；反之，随着物料浓度的降低，处理能力随之减小［1］；（3）真空度恒定、转速相同，尾矿浆浓度变化时，尾砂含水量和设备处理能力随之变化：尾矿浆浓度≥65%时，设备处理能力大，而尾砂含水量偏高；尾矿浆浓度≤55%时，尾砂含水量低，但设备处理量小；尾矿浆浓度＜50%时，矿浆中的粗粒物料沉降速度加快，吸附在滤板上的滤饼，出现分层现象，同时由于悬浮中的细粒物料较多，导致滤饼的含水量增大；尾矿浆浓度为60%左右时，尾砂含水量低、设备处理能力大幅提高；（4）过滤后的物料卸料时，成块状、粉状落下，在实际生产时，便于运输和堆存。

3 陶瓷过滤机基本原理及选型

陶瓷过滤机结构包括转子、搅拌器、料浆槽、排液系统、反冲洗系统、联合清洗系统（化学清洗和超声波清洗）、自动控制系统等，主体结构如图1所示。陶瓷过滤机工作过程主要分为吸料区、干燥区、卸料区、清洗区四个区域，由此反复循环［2］。

图1 主体结构图

本次选用四台（其中一台备用）TT系列60 m2陶瓷过滤机用于尾矿浆浓缩后的过滤，参数见表3。

表3 陶瓷过滤机基本参数

4 生产实践

尾矿脱水工艺流程具体如图2所示。

图2 脱水工艺流程

2013年9月开始试生产，实行三班制连续生产，每班3台过滤机作业，1台备用，连续运行11 h，清洗1 h。经过4个月的试运行，过滤机进浆浓度在48.5%～50.2%之间徘徊，滤饼薄、含水高、效率低、易粘料，设备效能没有发挥出来。试生产数据见表4。

表4 2013年9～12月尾矿脱水试生产抽查数据

为了解决过滤机效能低、滤饼含水高等问题，采取以下措施调整工艺参数：（1）提高进浆浓度，把浓度由试生产的48.5%提高到58%～60%之间；（2）降低过滤机转速，转速由1 r／min降为0.8 r／min；（3）调整过滤机矿浆液位，矿浆液位处于550～600 mm之间时，吸料区和干燥区作用时间有所延长。

由于措施适宜，平均滤饼厚度由试生产的5.8mm增加到9.2mm，平均滤饼含水量由15%降至11.74%，平均处理量由228 kg／m2·h提高至384 kg／m2·h（干量）。与小试结果相比，产量低，而滤饼含水量大幅下降，解决了皮带输送机粘料跑偏问题。

随着转速降低，浓度提高，滤饼厚度与处理量逐渐增大，设备效能得到大幅提高，使用两台陶瓷过滤机作业，就能完成过滤任务，节省了一台过滤机费用，生产情况良好。

提高过滤进浆浓度，虽然有利于提高过滤机产量，但因担心浓缩机压耙，在生产中，严格控制浓缩机底流浓度在62%以下。2014年1月～6月尾矿脱水生产情况见表5。给矿浓度与处理量、滤饼水分的关系如图3所示。

表5 2014年1月～6月尾矿脱水生产抽查数据

图3 矿浆浓度与处理量、滤饼水分的关系

综上可知，陶瓷过滤机工作时，过滤浓度控制较高的范围内（58%～60%），转速稳定在0.8 r／min，矿浆液位控制在550～600 mm时，滤盘上形成滤饼厚、含水低，为运输、筑坝和堆存创造了良好条件。

5 脱水成本分析

尾矿脱水成本主要由能耗、材料消耗和人工费用组成。过滤机由3台减为2台后，装机容量减少了29.58 kW，材料消耗下降和岗位工减少1人，脱水费用得到降低，年节省费用约35.73万元，结果见表6。

表6 试生产与正式生产脱水成本对比

6 结语

1.运行结果表明，使用陶瓷过滤机进行尾矿浆脱水，操作简单，生产稳定可靠，处理能力大，滤饼水分低，自动化程度高，具有推广价值。

2.脱水效果与进浆浓度有直接关系，当矿浆浓度为58%～60%时，滤饼水分控制在11.74%左右，效果良好，满足堆坝储存要求，有利于环境保护。

3.陶瓷过滤机滤液循环使用，无需补加新水，节约水资源。

4.使用陶瓷过滤机，有利于现场清洁生产。

［1］ 申恩武.探讨影响陶瓷过滤机生产能力的因素［J］.矿业快报，2006，（10）：118－119.

［2］ 胡岳华，冯其明.矿物资源加工技术与设备［M］.北京：科学出版社，2009.395－398.

Study and Practice of Ceram ic Filter in Tailings’Dewatering Production

YU Xing-liang1，GOU Min-gang1，HUANG Guang-hong2
（1.Shanxi Qiandongshan Mining Co.，Ltd.，Feng County 721707，China；2.Changsha Engineering and Research Institute Ltd of NonferrousMetallurgy，Changsha 410011，China）

The tailingmust be dewatered to storemore tailing.Filter are used for dewatering the tailing slurry，which can meet the production requirements，optimize the process parameters，increase productivity，reduce the filter cake moisture and cost of the dehydration and increase the economic benefit.

tailing slurry dewater；ceramic filter；concentration；filter cake；cost

TD926.4＋1

：A

：1003－5540（2014）04－0010－03

2014－06－06

于兴良（1965－），男，工程师，主要从事有色金属选矿技术管理工作。