孔匯賢 趙 勇 孫騰飛

（1.甕福（集團(tuán)）有限責(zé)任公司技術(shù)研究院；2.中國(guó)黃金集團(tuán)陜西有限公司）

磷礦石中往往含有一定量的黏土礦物，在生產(chǎn)加工過(guò)程中這些礦物容易泥化，造成篩孔堵塞，礦漿黏度增大，流動(dòng)性降低，磨礦效率下降，球磨機(jī)“脹肚”，浮選泡沫發(fā)黏，浮選效率下降，消泡困難等一系列問(wèn)題。因此，要獲得理想的選磷指標(biāo)，磷礦浮選過(guò)程中常采用預(yù)先脫泥工藝。為提高水資源的利用率，可對(duì)脫泥礦漿進(jìn)行沉降處理。

突尼斯加夫薩省OM ELKHECHEB 磷礦礦石洗礦脫泥水量大，為了準(zhǔn)確掌握礦泥的沉降特性，使?jié)饷軝C(jī)的選型更加合理，開展了有針對(duì)性的濃密試驗(yàn)。

1 試 樣

試樣為突尼斯加夫薩省磷礦洗礦廠的脫泥旋流器溢流，pH=7，干礦泥的密度為2.86 g/cm3。礦泥的粒度組成對(duì)礦泥的沉降、濃密有直接影響，通常粒度越細(xì)越不利于礦物的沉降［1］與固液分離。試樣粒度篩析結(jié)果見(jiàn)表1。

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由表 1 可知，-23 μm 粒級(jí)產(chǎn)率為 65.2%，表明試樣屬于超細(xì)礦泥，自然沉降難度大。

2 試驗(yàn)方法

2.1 量筒靜態(tài)沉降試驗(yàn)

量筒靜態(tài)沉降試驗(yàn)采用直接觀測(cè)沉降界面法［2］，試驗(yàn)時(shí)，將不同濃度的礦漿分別倒入貼有坐標(biāo)紙的量筒內(nèi)，根據(jù)需要加入絮凝劑攪拌均勻，并觀測(cè)記錄不同時(shí)間量筒內(nèi)澄清層高度。根據(jù)沉降曲線計(jì)算沉降速度及沉降面積［3］。

2.2 小型動(dòng)態(tài)絮凝沉降試驗(yàn)

在量筒靜態(tài)沉降試驗(yàn)基礎(chǔ)上，使用圖1 所示的直徑120 mm 動(dòng)態(tài)沉降試驗(yàn)裝置進(jìn)行連續(xù)的濃密試驗(yàn)，以便為濃密機(jī)的選型提供依據(jù)。試驗(yàn)前連接好各部件，加滿清水，調(diào)試絮凝劑添加泵和給料泵。加滿清水空運(yùn)行10 min 后依次開啟絮凝劑添加泵、給料泵。給料開始時(shí)先少量加入，觀察濃縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)及渣層變化并調(diào)整濃縮機(jī)耙子轉(zhuǎn)速，從而減少對(duì)底部物料的擾動(dòng)，然后逐步提高給礦量。試驗(yàn)過(guò)程中準(zhǔn)確記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并取樣供后續(xù)分析［4］。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 靜態(tài)自然沉降試驗(yàn)

靜態(tài)自然沉降試驗(yàn)在不添加絮凝劑情況下進(jìn)行，礦漿濃度試驗(yàn)澄清層高度與沉降時(shí)間的關(guān)系見(jiàn)圖2，不同礦漿濃度下的沉降速度與單位面積干礦處理量見(jiàn)圖3。

從圖2、圖3可以看出，各濃度下的自然沉降速度均很慢，這與試樣粒度微細(xì)有關(guān)；濃度越低，沉降速度越快，這與礦漿濃度低有利于沉降有關(guān)，因?yàn)榈V漿濃度低意味著礦物顆粒間距較大，相互干擾小，因而越有利于顆粒沉降；各濃度下的單位面積干礦處理量基本沒(méi)有變化。

3.2 靜態(tài)絮凝沉降試驗(yàn)

3.2.1 絮凝劑用量試驗(yàn)

由于靜態(tài)自然沉降速度過(guò)慢，根本無(wú)法達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)的需要，又進(jìn)行了靜態(tài)絮凝沉降試驗(yàn)。試驗(yàn)所用絮凝劑為TNS，由突尼斯加夫薩省磷礦洗礦廠提供。絮凝劑用量試驗(yàn)固定礦漿濃度為5%，TNS 溶液質(zhì)量濃度為0.03%，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4、圖5。

從圖4、圖5 可以看出，添加絮凝劑TNS 后，沉降速度顯著加快，且TNS 用量越大沉降速度越快，這是因?yàn)門NS 對(duì)礦漿中的礦泥顆粒發(fā)揮了吸附、橋聯(lián)作用，使細(xì)小顆粒橋聯(lián)成大顆粒群絮團(tuán)［5］，有效提高了礦泥的沉降速度；隨著TNS 用量的增加，沉降速度加快、相應(yīng)單位面積干礦處理能力上升。

3.2.2 不同濃度絮凝沉降試驗(yàn)

為進(jìn)一步了解絮凝劑TNS 對(duì)礦泥沉降的影響，考查了不同礦漿濃度下的絮凝沉降情況。試驗(yàn)固定TNS 溶液質(zhì)量濃度為0.03%，添加量為50 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6、圖7。

從圖6、圖7可以看出，礦漿濃度越高絮凝沉降速度越慢，單位面積干礦處理量先升后降，礦漿濃度為5%時(shí)的單位面積干礦處理量最大。綜合考慮，確定后續(xù)試驗(yàn)濃密機(jī)的進(jìn)料濃度為5%。

3.3 動(dòng)態(tài)絮凝沉降試驗(yàn)

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的絮凝沉降情況比靜態(tài)絮凝沉降過(guò)程復(fù)雜得多，不僅礦漿給入速度和濃度不斷變化，而且入料性質(zhì)也在不斷變化，還有濃密機(jī)耙架移動(dòng)的影響。為給后續(xù)濃密機(jī)選型提供依據(jù)，探究了在濃密機(jī)底流濃度、溢流水濃度變化情況下的動(dòng)態(tài)絮凝沉降規(guī)律。試驗(yàn)固定TNS 溶液質(zhì)量濃度為0.03%，添加量為50 g/t，礦漿濃度為5%，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖8。

從圖8 可以看出，隨著礦漿給料速度的加快，動(dòng)態(tài)絮凝沉降的底流濃度下降，溢流水濃度升高。為確保底流濃度大于25%，綜合考慮，確定礦漿給料速度為0.10 m3/h。

4 結(jié) 論

（1）突尼斯加夫薩省磷礦洗礦廠的脫泥旋流器溢流pH=7，干礦泥密度為2.86 g/cm3，-23 μm 粒級(jí)產(chǎn)率為65.2%，屬自然沉降難度大的超細(xì)礦泥。

（2）靜態(tài)自然沉降試驗(yàn)表明，無(wú)論礦漿濃度高低，自然沉降速度均很慢；濃度越低，沉降速度越快；各濃度下的單位面積干礦處理量基本沒(méi)有變化。

（3）靜態(tài)絮凝沉降試驗(yàn)表明，添加絮凝劑TNS后，沉降速度顯著加快，且TNS 用量越大，沉降速度越快，相應(yīng)的單位面積干礦處理能力上升；礦漿濃度越高，絮凝沉降速度越慢，單位面積干礦處理量先升后降，適宜的礦漿濃度為5%。

（4）動(dòng)態(tài)絮凝沉降試驗(yàn)表明，隨著礦漿給料速度的加快，動(dòng)態(tài)絮凝沉降的底流濃度下降，溢流水濃度升高。為確保底流濃度大于25%，確定動(dòng)態(tài)濃密試驗(yàn)裝置適宜的給料速度為0.10 m3/h。