HRC25高压浓密机在歪头山铁矿的应用

2015-03-09李明碧程永维

现代矿业 2015年6期

关键词：浓缩机底流处理量

李明碧程永维郑颖

(本钢歪头山铁矿)

HRC25高压浓密机在歪头山铁矿的应用

李明碧程永维郑颖

(本钢歪头山铁矿)

简述了歪头山铁矿选矿车间的尾矿输送现状及存在的问题，介绍了高压浓密机的研制、发展及其特点，依据尾矿粒度、沉降试验结论，并参照类似矿山的情况，确定了设备的规格型号及数量，介绍了现场生产工艺，并总结了3 a多的应用效果。结果表明，HRC25高压浓密机是一种处理量大，运行稳定，自动化程度高，操作简单，占地面积小的高效浆体浓缩设备。

尾矿性质高压浓密机底流浓度絮凝剂

1 尾矿处理系统现状

歪头山铁矿是集采矿、选矿、运输为一体的大型综合性矿山，是本钢两大主要原料基地之一。选矿车间年尾矿生产量达320万t，尾矿浆体积约为 7 500 m3/h，浓度约为5.48%，现有φ30 m中心传动浓密机6台，φ53 m周边传动浓密机2台，浓密机底流总体积量约为1 500 m3/h，浓度在22.5%左右。

随着近年选矿厂生产能力的提升，自产尾矿量不断增大，加之周围小选厂的约500 m3/h、浓度约8%的尾矿浆也需纳入现有的浓缩系统处理，导致浓缩系统处理量显著增加，浓密机处理能力明显不足，严重影响生产的正常运行。目前存在的主要问题是：

(1)由于浓密机超负荷运行，溢流水水质恶化，含固量偏高，造成部分选别、筛分供水管路堵塞，影响选别指标及筛分效率。

(2)浓缩机底流浓度下降，矿浆量增大，造成尾矿输送泵站处理能力不足，出现泵站跑尾现象，且尾矿输送能耗显著上升。

(3)浓缩机故障率上升，耙齿、耙架曾出现严重变形现象。

(4)现有浓密机处理能力不足，无法满足河套回输尾矿的处理需要。

要实现现场尾矿浓缩及输送的正常运行，必须对浓缩系统进行提能改造。为不影响生产，需另建1台φ50 m普通浓密机用于河套回输尾矿的处理，但现场场地明显不足，因此开展了高压浓密机的引进研究与论证。

2 HRC系列高压浓密机及其特点

20世纪90年代初，国外开始研究可以产生极高底流浓度的浓缩设备——高压浓密机，1995年在澳大利亚昆士兰Mt.Leyshon金矿的试验表明，浓密机的底流浓度可达到63%左右，比普通浓密机提高2～3倍；加拿大的Kidd Creek铜锌矿将φ33 m的高压浓密机用于尾矿充填前的浓缩作业，其底流浓度达到63%以上。

目前，国内高压浓密机已经走向系列化，且可根据用户的需求进行个性化设计，提供最适合的浓密机，确保达到最佳的生产工艺指标。其中长沙矿冶研究院研发的HRC系列高压浓缩机主要为中心驱动，按规格大小可分为3个小系列，分别是深锥型高压浓密机、陡锥型高压浓密机和浅锥型高压浓密机。浅锥型高压浓缩机应用絮凝技术、薄层沉降理论及最新的计算流体动力学成果，与普通浓密机相比，单位面积处理量提高数倍，因而占地面积小，可以获得很高的底流浓度，可以大型化；深锥形高压浓密机规格比浅锥形小，不能大型化；陡锥形高压浓密机结合了浅锥形和深锥形的技术特点，规格大，处理能力强，底流浓度可达55%～60%，直径一般可达25～30 m，主要用于膏体制备。

高压浓密机的处理量最高可达500 kg/(m2·h)(给矿浓度10%～13%)，1台φ25 m高压浓密机的处理量与1台φ50 m普通浓密机相当。其特点主要有：①浓缩效率高、处理量大、能耗低、占地面积小；②设备运行稳定、自动化程度高、操作简单、故障率低；③溢流水质清，较深的池体使浓密机中心部位的流体紊动降低，同时提高了压缩床层的压力，可提高压缩层的浓度，细粒的扩散也得到抑制，有利于保证溢流水质；④底流浓度高，大的池底坡度和浓缩机的搅拌机构结合对压缩床层产生非平衡的挤压作用，可快速得到很高的底流浓度；⑤絮凝效果好，给料方式独特，对给矿进行消能，降低给矿对浓缩机内床层的扰动，实现絮凝剂和物料的有效作用，形成絮片状絮团，强化絮凝剂的作用效果。

3 尾矿性质与沉降试验结论

尾矿主要由阳起石、石英、赤铁矿、黄铁矿组成，密度为2.6 t/m3，粒度筛析结果见表1。

表1 尾矿的筛分分析

从表1可见，尾矿粒度较细，-0.037、-0.010 mm粒级含量分别高达31.53%和8.11%。

从尾矿自然沉降和加药沉降试验过程看，尾矿浆在自然沉降之初，粗细粒离析快，粗粒很快沉降，但微细粒漂浮时间长，要达到浓密机溢流水含固量的标准要求，浓密机的单位处理能力仅为15 kg/(m2·h)；加药后，矿浆中的粗细粒絮凝在一起，粗粒成为细粒的载体，成为典型的受阻沉降，沉降速度大大加快，但絮凝体极不稳定，易破裂，因此，浓密机中应严格控制给矿速度。

4 高压浓密机的选型与应用

4.1 高压浓密机的选型

参照长沙矿冶研究院对首钢水厂铁尾矿、铜兴矿业公司尾矿等相似物料的试验结论，根据歪头山选矿厂铁尾矿性能，在适量添加絮凝剂情况下，采用高压浓密机浓缩，浓密机的处理能力可达300 kg/(m2·h)，计算确定采用1台长沙矿冶研究院研发的HRC25重型高压浓缩机较为适宜。

4.2 HRC25重型高压浓缩机的结构

高压浓缩系统由HRC25型高压浓密机、给矿管线、给矿缓冲箱、底流泵、药剂配制系统、室外底流输送管组成。HRC25型高压浓密机由钢筋混凝土池体、桥架、多齿轮驱动系统、主轴耙子、给料井、给料箱、给矿管等结构组成。

4.3 生产工艺

尾矿由精尾车间内原有的渣浆泵送至HRC25重型高压浓缩机顶部的给料箱，给料箱中安装有隔渣筛，隔除杂物后的矿浆通过管道自流至位于HRC25型高压浓密机中心的给料井，经浓缩处理后，浓密机底流经底流泵送至精尾车间1#尾矿泵站。为加速尾矿的沉降，调制好的絮凝剂与矿浆混合后再进入浓密机中。

4.4 生产实践效果

HRC25型高压浓密机自2011年11月30日投产以来，运行稳定可靠，技术指标先进。在给矿浓度约为5%、给矿量约为80 t/h情况下，底流浓度高达48.75%，溢流水质清澈，含固量仅为30 mg/L，低于70 mg/L的澄清水含固量标准要求。由于现场沉降速度快，澄清效果好，絮凝剂用量仅为其他普通浓密机药剂耗量的10%左右，极大地降低了尾矿处理及输送环节的各种消耗。因此，HRC25型高压浓密机完全满足生产需求。