硫精矿机械脱水研究及应用

2022-07-06刘迎春董遂珍李卫昌

中国钼业 2022年3期

刘迎春，董遂珍，于玲，李卫昌

(金堆城钼业股份有限公司，陕西华州 714102)

0 引言

我国绝大多数选矿厂采用湿式选矿，在磨矿、分级和选别过程中，需向矿石里加入大量的水。这样选出的精矿含有相当数量的水，如浮选精矿矿浆一般含水量为60%～80%。精矿含水量是精矿质量标准之一，因此，国家制定了精矿水分限制标准，夏、秋季节应不大于10%，春、冬季节应不大于12%[1]。为了满足用户和运输要求，必须对精矿产品进行脱水处理。

脱水一般由浓缩、过滤和干燥3个作业组成。选择脱水方法时应根据物料的性质(粒度、比重、磁性等)和脱水后产品的水分质量要求来决定。

1 精矿脱水现状及存在的问题

某钼业公司年产硫精矿70余万吨，硫精矿脱水工艺流程为：浮选后的硫精矿矿浆经泵输送到沉淀池先自然沉降脱水，然后经倒运车多次露天翻晒，水分达到合格后用装载车装车外运。现工艺存在以下问题：

(1)硫精矿露天堆放扬尘。硫精矿直接堆放在露天料场，产生粉尘，对周围的环境以及人员身体健康会产生一定的危害。

(2)污染地下水。在硫料场地进行硫精矿晾晒脱水的过程中，大部分水挥发到空气中，小部分水渗入地下，对周围的地下水产生污染。

(3)自然晾晒，硫精矿水分波动大，受天气影响较大。若出现长时间雨雪天气，将无法进行硫精矿晾晒及运输，因晾晒场地堆存能力限制，严重影响硫精矿生产组织。

(4)自然脱水，溢流水浓度大，溢流中硫精矿损失大。

(5)场地多，地方分散。3个硫精矿堆料场地，人员多、料场分散，不利于公司统一调配指挥，生产成本高。

(6)倒运费用较高。硫精矿在脱水晾晒过程中需要大量的机械设备(装载机和倒运卡车)进行倒运，机械倒运费用高。

2 硫精矿机械脱水试验研究

2.1 陶瓷过滤机脱水试验

2.1.1 试验设备与流程

试验设备采用TT-2陶瓷过滤机(陶瓷板微孔为2～5 μm)，自制φ1 m深锥浓密机，ZJQ15-15-3潜水渣浆泵、烘箱等。试验流程见图1，即将试验矿浆用潜水渣浆泵输送到浓密机内进行浓缩，浓缩后的矿浆自流到陶瓷过滤机槽体内，通过陶瓷过滤机进行过滤脱水。浓密机溢流和陶瓷过滤机溢流及过滤水通过管道排放到生产事故泵池内再回收。

图1 陶瓷过滤机脱水试验流程图

2.1.2 试验样

从生产中直接截取一部分硫精矿矿浆进行试验和采取不同场地自然晾晒干后的硫精矿加水兑成矿浆进行试验。

2.1.3 试验结果

生产矿浆进行陶瓷过滤机脱水试验结果见表1，用干矿调浆进行陶瓷过滤机脱水试验结果见表2。

表1 硫精矿矿浆陶瓷过滤机脱水试验结果 %

表2 硫精矿调浆后陶瓷过滤机脱水试验结果 %

从试验现象观察，硫精矿矿浆和自然晾干的硫精矿粉再调浆经过滤机过滤后硫精矿滤饼颜色和厚度无明显变化，说明选硫矿浆中遗留的少量起泡剂和捕收剂对陶瓷过滤效果无明显影响。两种试样每平米每小时处理硫精矿均为400～1 000 kg。

从表1和表2可以看出:

(1)陶瓷过滤机对粒度较大的物料吸附能力有限。给料粒度粗时，不适宜用陶瓷过滤机脱水。当给料物料细度-0.074 mm小于52.0%，过滤机不吸量。

(2)陶瓷过滤机处理能力受给料浓度影响较大。给料浓度越大，滤饼越厚，过滤机处理能力越大。

(3)硫精矿过滤后的水分较低。过滤后滤饼水分在9.85%～8.51%之间，满足硫精矿水分不大于10%产品质量要求。

2.2 旋流器+脱水筛脱水试验

陶瓷过滤机试验过程中，当硫精矿粒度较粗时，过滤机不吸量，因此采用旋流器+脱水筛进行脱水试验。

2.2.1 试验设备与流程

试验设备分别为FX350-GX-P旋流器，ZKJ1127脱水筛(筛孔0.3 mm，振动电机功率2.4 kW×2)，ZJQ15-15-3潜水渣浆泵、烘箱等。试验流程见图2。即硫精矿原矿浆用潜水渣浆泵输送到旋流器进行浓缩分级，旋流器底流进入脱水筛进行脱水，旋流器溢流排放到生产事故泵池内再回收，筛上物作为脱水后的产品，筛下物返回旋流器。

图2 旋流器+脱水筛脱水试验流程图

2.2.2 试验结果

试验过程中，由于给料泵小，流量少，脱水筛筛面只用了三分之一。硫精矿筛析结果见表3，旋流器+脱水筛脱水试验结果见表4。数质量流程图见图3。

表3 硫精矿筛析结果

表4 旋流器+脱水筛脱水试验结果 %

图3 旋流器+脱水筛脱水试验数质量流程图

从表3、表4和图3可以看出：

(1)硫精矿细度-0.074 mm含量在50.81%～59.45%之间，大于0.180 mm的含量在10%左右。

(2)精矿中-0.150+0.038 mm粒级之间品位最高，粗粒级和细粒级品位较低。尤其是+0.180 mm粒级品位降低的幅度稍大一些，但都在45%以上，满足产品质量要求。筛上物浓度在89.01%～89.92%之间，即筛上物水分为10.99%～10.02%之间，平均为10.59%，满足硫精矿水分不大于12%产品要求。

(3)筛上物-0.074 mm含量在5.20%～9.00%之间，平均为6.66%，筛上物中夹带部分-0.074 mm细粒级。

(4)筛下物-0.074 mm含量在25.20%～34.20%之间，平均为28.97%，粒度较粗；筛下物浓度在23.00%～35.00%之间，平均为30.10%。

(5)旋流器沉砂-0.074 mm含量在17.15%～19.79%之间，平均为18.60%；旋流器沉砂浓度为75.81%～79.85%，平均为78.03%。

(6)旋流器溢流浓度为16.85%～18.27%，平均为17.90%。旋流器溢流细度-0.074 mm含量在78.93%～83.93%之间，平均为81.15%，该粒度适合陶瓷过滤机脱水。

3 脱水方案设计

3.1 设计工艺流程

根据试验研究结果：陶瓷过滤机适用于给料粒度较细的硫精矿脱水，脱水后水分在8.51%～9.85%之间,每平米每小时处理硫精矿为400～1 000 kg，滤液清澈；旋流器+脱水筛适合较粗粒级的硫精矿脱水，脱水后硫精矿水分为10%～11%，筛下产物浓度较大，含细粒级较多，筛下物需要经过过滤脱水。

从以往多次流程考察结果可知硫精矿粒度-0.074 mm在48%～68%之间，矿浆浓度为18%～35%，细度和浓度波动较大。因此结合生产实践，采用旋流器+脱水筛+浓密机+陶瓷过滤机的工艺流程进行脱水。即将选矿厂的硫精矿矿浆直接由各生产单位用泵输送到最大选矿厂硫精矿脱水厂房内新建旋流器给矿泵池，然后经泵输送到旋流器进行浓缩分级，旋流器沉砂直接进入脱水筛进行脱水，筛上产物作为硫精矿产品经皮带输送机输送至硫精矿矿仓储存，筛下产物返回旋流器给料泵池；旋流器溢流自流至浓密机进行浓缩，浓密机底流经泵输送至搅拌槽，由搅拌槽分料到陶瓷过滤机进行过滤；过滤后的硫精矿经皮带输送机输送至矿仓堆存；过滤后的滤液自流至滤液沉淀池，经沉淀后部分水作为陶瓷过滤机清洗用水，多余的滤液和浓密机溢流水经河西污水泵输送入河东φ24 m浓密机进行回收利用。现有硫精矿沉降池，作为硫精矿堆料场地。设备形象联系图见图4。