河南某选厂精选尾矿斜板浓缩试验

王 明，许鸿国，杨朝琪，曾军龙，郭腾博，李蒲洲

(金堆城钼业汝阳有限责任公司，河南 汝阳 471231)

0 引 言

河南某选矿厂为日处理量2万t的钼选矿厂，自2015试车投产以来，精选段经过多次改造、优化，精尾品位仍波动较大，跑高现象时有发生，为加强对钼资源的回收利用，前期该选厂与中国矿大合作完成了精尾再选半工业试验。斜板浓缩作为精尾再选试验的前提，以提升精尾浓度。

采用与该选矿厂工艺流程相似的一选厂的精尾矿浆为试验给矿，该精选尾矿浓度为8%～13%，细度为-0.038 mm占90%以上，精尾给矿量约为80 m3/h[1]，采用两台过滤面积为100 m2的斜板浓密机进行精尾浓缩条件试验。试验预期目标底流浓度达到20%以上，溢流浓度低于1%。

1 斜板浓密机工作原理

斜板浓密机的工作原理[2]是利用重力沉降作用把矿浆中的固体颗粒分离出来,其沉降作用是发生在设备中的各倾斜板之间的空腔内,倾斜板之间的间距很小,其间流体易形成层流,且固体颗粒只需沉降很小的距离就可以落到板上,然后沿倾斜板下滑,进入机体下部的排料漏斗。而且斜板通过层层叠放,充分利用了空间高度,所以同样占地面积的斜板浓密机的沉降面积要远大于普通耙式浓密机。

2 斜板浓缩条件试验

2.1 沉砂嘴型号

斜板浓密机分别为1#斜板和2#斜板，两台浓密机分配给矿量分别为50%，即40 m3/h。试验所用沉砂嘴型号及测得各阶段对应底流浓度见表1。

表1 沉砂嘴型号试验浓度结果表

由表1可以看出：沉砂嘴直径越小，对应1#和2#斜板浓密机的底流浓度也越高，而溢流的变化幅度较小。根据试验目的要求底流浓度达20%以上，初步确定沉砂嘴直径18 mm及以下进行后续试验。

2.2 斜板给矿量

表2 不同给矿量试验浓度结果表

由表2可以看出：在保持其他变量不变的情况下，随着给矿量的增加，1#和2#斜板浓密机的底流浓度都会增加，但对应的溢流浓度也呈现增高趋势；当给矿量为5 m3/h时，此时溢流浓度最低，但溢流量也较小，导致底流浓度与给矿浓度差距较小，浓缩效果较差。可见给矿量低于5 m3/h时，斜板浓密机溢流断流呈现不正常状态，因此单一斜板的给矿量暂定应高于5 m3/h。

3 絮凝剂沉降实验室试验

3.1 絮凝剂沉降试验

从沉砂嘴直径以及分配给矿量试验可以得知，只改变这两种条件因素，并不能实现底流浓度高于20%、溢流浓度低于1%的指标。而在矿浆中添加合适的絮凝剂可以加快矿泥的沉降速度，加大底流和溢流的浓度差距，进而提升浓缩效果。选择聚丙烯酰胺作为絮凝剂，分别做了絮凝剂用量为5、10、15、20、25 g/t的精尾沉降试验。试验给矿采用一选厂精尾矿浆，精尾矿浆浓度为10%，采用1 000 mL的量筒做絮凝剂浓度影响沉降试验，沉降试验结果见表3，体积为上部澄清区的体积。

表3 絮凝剂沉降试验

由表3可以看出：精尾矿浆在自然沉降时，速度较慢，可能导致斜板浓密机作用时间内不能较好达到浓缩的效果；添加絮凝剂可以显著增加矿浆沉降的速度，在絮凝剂单耗为20 g/t时，在4 min之内就几乎能够完成沉降。

3.2 两选厂精尾沉降对比试验

考虑到一选厂和二选厂精尾性质存在差异，经过测定发现一选厂精尾浓度为10.11%，细度-0.038 mm占91.5%；二选厂精尾浓度为4.63%，细度-0.038 mm占92.51%。浓度差异较大，细度接近。因此通过实验室沉降试验来探究其沉降效果差异性，具体结果见表4～表6。

表4 两选厂精尾自然沉降对比结果

表5 两选厂精尾相同浓度下自然沉降结果

表6 两选厂精尾相同浓度下添加絮凝剂沉降结果

3.2.1 两选厂精尾自然沉降对比试验

该试验分别取两选厂精尾，不调整浓度、不添加药剂条件下，使用1 000 mL量筒进行自然沉降对比试验。

由表4可以看出：一选厂的精尾比二选厂精尾沉降速度明显慢。

3.2.2 两选厂精尾调为相同浓度自然沉降对比试验

二次渐伐可以有效的利用资源，取得木材，更重要的是为了更新下一代森林创造良好的条件，特别是在干旱的气候条件和瘠薄的土壤条件的影响下，对油松主伐后更新有很大难度的迹地更具现实意义。

为了消除浓度对沉降速度的影响，将一选厂精尾浓度加水调到和二选厂精尾浓度一致(4.63%)，使用500 mL量筒进行沉降对比试验。

由表5可以看出：相同浓度下，一选厂的精尾比二选厂精尾沉降速度仍然偏慢。

3.2.3 絮凝试验

为了加快沉降速度，添加絮凝剂40 g/t，一选厂精尾浓度调到和二选厂精尾浓度一致(4.63%)，使用500 ml量筒进行沉降对比试验。

由表6可以看出：在添加絮凝剂、相同浓度条件下，两选厂精尾沉降速度明显增加，说明添加絮凝剂能有效提高精尾沉降速度。

4 絮凝剂工业试验

4.1 直径18 mm沉沙嘴絮凝剂用量试验

絮凝剂能够加快沉降速度，增强浓缩效果。考虑到底流浓度的增大会造成堵塞现象，絮凝剂工业试验首先采用直径18 mm的沉砂嘴，絮凝剂从一选厂精尾矿箱添加，絮凝剂浓度为0.12%，在单一斜板给矿量为10 m3/h，探索添加絮凝剂不同单耗条件下溢流和底流浓度的变化情况，试验结果见表7。

表7 φ18 mm沉砂嘴絮凝剂试验

由表7可以看出：絮凝剂的添加能够降低溢流的浓度。但随着絮凝剂单耗的增加，溢流浓度下降的同时，底流的浓度也小幅下降，因此采用直径18 mm的沉砂嘴不能满足试验的要求条件。

4.2 直径12 mm沉沙嘴絮凝剂用量试验

在沉砂嘴直径12mm条件下，通过调整絮凝剂单耗，以达到降低溢流浓度和增加底流浓度的目的。在单一斜板给矿量均为8 m3/h的情况下，探索添加絮凝剂不同单耗条件下溢流和底流浓度的变化情况，试验结果见表8。

表8 φ12 mm沉砂嘴絮凝剂试验

由表8可以看出:絮凝剂的单耗由12 g/t增加到20 g/t，溢流浓度降低不明显，仍为1%～2%，而增加到35 g/t后，溢流的浓度稳定在1%以下，底流的浓度稳定在17%左右，不能满足要求。

4.3 直径10 mm沉沙嘴絮凝剂用量试验

为进一步提高底流浓度，采用φ10 mm的沉砂嘴进行试验。在单一斜板给矿量为8 m3/h情况下，探索添加絮凝剂不同单耗条件下溢流和底流浓度的变化情况，试验结果见表9。

表9 φ10 mm沉砂嘴絮凝剂试验

由表9可以看出:当沉砂嘴直径为10 mm，絮凝剂单耗不低于35 g/t时，在保证底流浓度高于20%的条件下，溢流浓度才能稳定低于1%。

5 稳定连续试验

根据前期条件试验结果，确定最优的试验条件进行连续试验。采用沉砂嘴直径为10 mm、絮凝剂单耗为35 g/t条件下，每半小时测量给矿、溢流、1#底流和2#底流浓度，并分别取样化验分析，并对各工艺阶段测实际流量以及密度计算实际产率以及回收率，具体结果见表10。

由表10可以看出：在两台斜板给矿量均保持在8～9 m3/h，使用沉砂嘴直径为10 mm、絮凝剂单耗为35 g/t条件下，可以使得浓缩底流含钼金属回收率达到92.85%。

表10 浓缩回收试验结果

6 结 论

(1)斜板浓密机沉砂嘴直径越小，对应斜板的底流浓度就越高，对溢流浓度的影响较小；斜板给矿量越小，溢流浓度就越小，同时溢流的量也变小。

(2)钼精选尾矿利用斜板自然沉降速度较慢，絮凝剂单耗达到20 g/t以上时，能够使得矿泥迅速沉降，提高浓缩效果。

(3)通过不同条件试验，当沉砂嘴直径为10 mm、絮凝剂单耗为35 g/t时，能够保证溢流浓度低于1%时，底流的浓度保持在20%以上。