梅山鐵礦尾礦處理工業(yè)應(yīng)用研究

衣德強(qiáng)

（南京梅山冶金發(fā)展有限公司礦業(yè)分公司，南京 210041）

為了解決梅山鐵礦尾礦庫(kù)容量不滿足礦山持續(xù)生產(chǎn)的矛盾，開(kāi)展了降磷尾礦壓濾工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)，2017年9月啟動(dòng)尾礦濃縮篩分工藝管線調(diào)整，新增1臺(tái)600 m2新型壓濾機(jī)，2017年11月24日調(diào)試并正式投入運(yùn)行，開(kāi)展了5種不同粒級(jí)組合物料的壓濾工業(yè)試驗(yàn)，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)銷售應(yīng)用，減少了尾礦排放堆存量，節(jié)約了尾礦庫(kù)庫(kù)容。

1 工藝流程和控制要求

1.1 工藝流程

工藝流程如圖1所示。

降磷尾礦經(jīng)過(guò)6#φ50 m和7#φ50 m濃縮后，輸送到再選廠房，經(jīng)細(xì)篩篩分，5#6#細(xì)篩篩下輸送到2#φ25 m濃縮，1#～4#細(xì)篩篩下進(jìn)φ150和φ250兩組旋流器分級(jí)，φ250旋流器溢流進(jìn)2#φ25 m，φ150旋流器溢流可以通過(guò)閘閥調(diào)整進(jìn)入1#φ25 m和2#φ25 m，實(shí)現(xiàn)粒級(jí)和礦量分配；旋流器沉砂進(jìn)陶瓷過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，濾餅稱為鐵尾砂；重選尾礦經(jīng)過(guò)細(xì)篩篩分后篩下進(jìn)1#φ25 m濃縮，兩臺(tái)φ25 m濃縮底流輸送給入隔膜泵，隔膜泵一段輸送到山景尾礦庫(kù)堆存；2#φ25 m2#底流泵輸送給入緩沖泵池，通過(guò)渣漿泵給入600 m2壓濾機(jī)，壓濾濾餅卸到皮帶上，皮帶運(yùn)載進(jìn)入破碎機(jī)攪拌破碎。

1.2 工藝參數(shù)

1.2.1 篩分和分級(jí)

降磷尾礦6臺(tái)細(xì)篩，1#～4#開(kāi)2～3臺(tái)，5#、6#開(kāi)1～2臺(tái)，每臺(tái)篩子安裝4張篩孔寬度0.5 mm的聚氨酯篩網(wǎng)，如有破損及時(shí)更換；φ150旋流器開(kāi)7～8臺(tái)，根據(jù)需要調(diào)整進(jìn)1#φ25 m或2#φ25 m；φ250旋流器開(kāi)5～6臺(tái)；旋流器給礦泵通過(guò)調(diào)整變頻，使給礦壓力達(dá)到0.10～0.25 MPa，做到泵池不漫礦。

1.2.2 濃縮供礦

根據(jù)底流濃度和清水層高度，調(diào)整φ25 m濃縮絮凝劑用量30～50 g/t干礦，2#φ25 m2#底流泵專供壓濾機(jī)用礦，輸送到壓濾泵池后，通過(guò)150ZJA70渣漿泵供給壓濾機(jī)進(jìn)漿，供礦壓力0.75～0.78 MPa，給礦濃度45%左右。

1.2.3 壓濾參數(shù)

壓濾參數(shù)如表1所示，根據(jù)壓濾機(jī)液壓推進(jìn)端濾板濾液流出量，確定進(jìn)漿停止時(shí)間，一般沒(méi)有水滴下時(shí)，停止進(jìn)漿。

1.3 處理物料性質(zhì)

降磷尾礦給入濃度14.52%，礦石比重3.2 t/m3，TFe 23.01%，S 0.845%，P 0.557%，粒度分析如表2所示。表2顯示，降磷尾礦中-400目微細(xì)粒級(jí)含量47.4%，-200目含量61.85%，中值粒徑為400目。

2 壓濾濾餅檢測(cè)

2.1 檢測(cè)制度

壓濾濾餅常規(guī)檢測(cè)每班送樣檢測(cè)水分、化驗(yàn)鐵硫，登錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺(tái)；給礦濃度每班濃度壺檢測(cè)兩次、濾餅厚度每班檢測(cè)一次；在壓濾濾餅礦倉(cāng)取樣11次，檢測(cè)不同工藝和粒級(jí)分布得到的濾餅細(xì)度和水分。

2.2 濾餅厚度

圖1 尾礦篩分濃縮壓濾工藝流程

表1 600 m2新型隔膜壓濾機(jī)工作參數(shù)

表2 降磷尾礦粒度分析

共檢測(cè)濾餅厚度38次，其中21次40 mm，還有39 mm、41 mm、42 mm、43 mm、45 mm、50 mm、58 mm，最厚58 mm、最薄39 mm。隔膜濾板邊部厚度90 mm、中部厚度60 mm，形成濾餅厚度30 mm；箱式濾板邊部厚度85 mm、中部厚度40 mm，形成濾餅厚度45 mm；隔膜濾板和箱式濾板交替排列，組成的濾室水平尺寸37.5 mm，濾板材質(zhì)是增強(qiáng)型聚丙烯，具有一定的彈性，當(dāng)壓力進(jìn)漿和壓榨時(shí)，濾板產(chǎn)生彈性變形，形成的濾餅厚度一般都大于37.5 mm。

2.3 水分和細(xì)度

水分和細(xì)度如表3所示。表3數(shù)據(jù)顯示，濾餅水分和細(xì)度密切相關(guān)，細(xì)粒級(jí)含量高則水分高，細(xì)粒級(jí)含量低則水分低；當(dāng)濾餅細(xì)度-400目占89.02%時(shí)，水分為17.06%；當(dāng)濾餅細(xì)度-400目占60.47%時(shí)，水分為12.43%。

2.4 成分檢測(cè)

壓濾濾餅42批鐵品位平均24.03%，硫品位平均0.993%。

2.5 松散性

濾餅水分與松散性關(guān)系，在一定范圍內(nèi)，水分降低，黏性降低，松散性提高，如果進(jìn)行曝曬，表面水迅速蒸發(fā)，急劇收縮，強(qiáng)度提高，松散性降低，沒(méi)有外力作用難以松散。即使不曝曬，緩慢風(fēng)干，水分降低，大塊仍不易破碎。因此，不能曝曬，可以緩慢風(fēng)干，需要盡快裝運(yùn)。

3 結(jié)果和分析

五種不同粒級(jí)組合壓濾指標(biāo)如表4所示。表4顯示，開(kāi)展了五種粒級(jí)組合濃縮和壓濾，處理量最高的是1臺(tái)細(xì)篩和Φ250旋流器溢流，達(dá)到20.64 t/h，處理量最低的是全溢流壓濾17.13 t/h。

在處理物料粒度最細(xì)全溢流礦漿時(shí)，需要兩臺(tái)藥劑泵向2#Φ25 m輸送絮凝劑，濃縮底流濃度只有42.35%，濾餅黏性大，水分最高18.34%、最低15.15%、平均17.07%；壓榨延時(shí)時(shí)間由6 min調(diào)整為7 min、8 min，濾餅水分降低幅度小，壓濾卸料時(shí)需要人工輔助卸料，因此卸料時(shí)間長(zhǎng)，壓濾濾餅卸到一樓礦倉(cāng)時(shí)，粉礦較少，大部分是大塊濾餅，鏟車裝料粘鏟，鏟車卸料卸不凈，汽車倒礦粘車廂。

3.1 壓榨和吹風(fēng)時(shí)間調(diào)整

為了降低水分，壓榨延時(shí)由6 min調(diào)整為7 min，調(diào)整后裝車明顯好轉(zhuǎn)，鏟車鏟礦裝車順利；而壓榨延時(shí)為6 min時(shí)，崗位工卸礦不暢，濾餅掉落時(shí)不是整塊，而是部分下落，剩余部分需人工用小鏟輕輕撥動(dòng)，同時(shí)鏟車鏟礦、鏟斗裝車、汽車卸料均存在卸不凈的現(xiàn)象。為了吹散進(jìn)漿中心孔余水和漿，正吹風(fēng)時(shí)間由20 s調(diào)整為30 s。

表3 壓濾濾餅水分細(xì)度

表4 不同粒級(jí)組合壓濾指標(biāo)

3.2 生產(chǎn)量

2017年11月24日開(kāi)始白班調(diào)試，12月8日開(kāi)始三班倒24 h運(yùn)行，到2018年3月25日，4個(gè)月停產(chǎn)檢修13 d，實(shí)際運(yùn)行94 d，累計(jì)壓濾1 503板，濾餅平均水分14.58%，平均干重24.375 7 t/板，濕重28.53 t/板，平均16板/d，干量390 t/d。壓濾生產(chǎn)量干重36 637 t，減少向山景庫(kù)尾礦排放量36 637 t，節(jié)約庫(kù)容17 700 m3。

3.3 生產(chǎn)成本

使用濾布單復(fù)絲加襯×2 000，截止3月25日更換濾布63塊，其中膜布39塊、配布24塊，150ZJA70渣漿泵過(guò)流件1套，止推板濾布1塊，止推板1塊，翻板傳感器1只，翻板氣缸1只，液壓油10桶，機(jī)油8桶。估算生產(chǎn)成本約15元/t干礦。

4 濾餅破碎

JJP1500-80濾餅破碎機(jī)，安裝在皮帶首輪?wèn)|側(cè)，箱體內(nèi)裝有兩只帶鋸齒的水平攪拌軸，壓濾機(jī)濾餅卸下進(jìn)入皮帶，皮帶運(yùn)輸濾餅進(jìn)入破碎機(jī)，破碎后下落到礦倉(cāng)堆存。兩只水平攪拌軸向內(nèi)旋轉(zhuǎn)則頻繁跳閘，改為向外旋轉(zhuǎn)。當(dāng)濾餅單塊下落時(shí)，它進(jìn)入破碎機(jī)攪拌后能夠順利通過(guò)，破碎后大部分濾餅呈團(tuán)粒狀；如果濾餅卸料密集時(shí)，一部分經(jīng)過(guò)破碎后下料，一部分未經(jīng)破碎懸在上部的大塊濾餅，堆積翻出。經(jīng)過(guò)破碎后的濾餅，呈團(tuán)粒狀，最大20 mm，大部分在10 mm以下；未經(jīng)破碎的濾餅呈塊狀，最大尺寸300 mm×300 mm，大部分在200 mm×200 mm。

5 工藝完善

5.1 吹風(fēng)管加固

為了解決φ219吹風(fēng)管抖動(dòng)問(wèn)題，新裝3根φ219支撐管，通過(guò)角鋼與廠房混凝土橫梁固定。

5.2 噴漿改進(jìn)

為了解決反吹時(shí)氣漿混合物噴漿外濺，在濾液泵池南側(cè)鋼平臺(tái)上增設(shè)體積1.2 m3的緩沖箱，經(jīng)過(guò)釋放緩沖，吹風(fēng)氣漿壓力充分釋放，極大減輕了對(duì)池內(nèi)水漿的劇烈沖擊，外濺現(xiàn)象消除。

5.3 監(jiān)控和操作箱

安裝1臺(tái)電腦和7只探頭，兩臺(tái)泵操作箱從一樓移到三樓排班室，方便操作和監(jiān)控。

5.4 調(diào)整進(jìn)料粒度

卸料時(shí)，有時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)料中心孔有部分粗粒級(jí)沉積，進(jìn)料壓力波動(dòng)大5～8 kg/cm2，影響進(jìn)漿量和濾餅厚度，濾餅不成型。通過(guò)延長(zhǎng)反吹風(fēng)時(shí)間，調(diào)整進(jìn)漿粒度，更新篩網(wǎng)，確保粗顆粒不進(jìn)入壓濾機(jī)。

5.5 空壓機(jī)噪音

為了充分利用已有的壓濾廠房，空壓機(jī)安裝于壓濾機(jī)北側(cè)，開(kāi)啟時(shí)噪音比較大，后續(xù)擴(kuò)建考慮和壓濾機(jī)操作空間分開(kāi)，減少影響。

6 結(jié)論

完成了五種粒級(jí)組合的礦漿濃縮和壓濾擴(kuò)大工業(yè)試驗(yàn)，進(jìn)一步確定了運(yùn)行參數(shù)：給礦濃度≥45%，給礦壓力≤8 kg，壓榨壓力≤1.3 MPa，壓榨延時(shí)6～8 min，正吹時(shí)間20 s，反吹時(shí)間20 s。試驗(yàn)表明，不同粒級(jí)組成的降磷尾礦均能通過(guò)壓濾脫水，1臺(tái)細(xì)篩和1組旋流器溢流壓濾過(guò)濾效率最高、濾餅水分最低。

處理量和濾餅水分分別是：1臺(tái)細(xì)篩和1組旋流器溢流 20.64 t/h、13.56%；1臺(tái)細(xì)篩 19.88 t/h、15.08%；兩臺(tái)細(xì)篩和1組旋流器溢流19.185 t/h、13.81%；1臺(tái)細(xì)篩和兩組旋流器溢流18.62 t/h、16.33%；全溢流17.13 t/h、17.07%。

定型壓濾機(jī)濾板材質(zhì)和結(jié)構(gòu)參數(shù)決定了濾餅厚度，過(guò)厚過(guò)薄均對(duì)濾板的強(qiáng)度和使用壽命不利。濾餅破碎機(jī)成功應(yīng)用，大塊濾餅經(jīng)過(guò)全部破碎后大部分呈團(tuán)粒狀，粒度明顯降低，松散性能改善。

細(xì)篩的質(zhì)量和運(yùn)行維護(hù)非常關(guān)鍵，篩網(wǎng)一旦破損或孔隙加大立即更新，防止大顆粒進(jìn)入隔膜泵引起單向閥卡堵，進(jìn)入壓濾引起進(jìn)漿中心孔堵塞和濾布破損。工業(yè)試驗(yàn)為繼續(xù)擴(kuò)大壓濾產(chǎn)能提供了可靠依據(jù)，提高壓濾產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售量，可以提高尾礦資源利用率，緩解尾礦庫(kù)庫(kù)容不足，促進(jìn)礦山生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。