鉬精礦脫水新工藝研究及應用

劉迎春，李九洲，張美鴿

（金堆城鉬業(yè)股份有限公司，陜西華縣714102）

0 前言

百花嶺選礦廠于1983年11月建成投產，設計規(guī)模15 000 t/d，鉬精選段分3個系統(tǒng)，鉬精礦品位45％。通過多次工藝改造，生產技術指標逐年提高，目前日處理能力達到2.2萬 t，鉬精礦品位達到52％以上。尤其是2007完成了鉬精礦脫水新工藝及產業(yè)化研究，2、3系統(tǒng)可生產57％高品質鉬精礦。高品質鉬精礦采用浮選柱與浮選機聯(lián)合生產的工藝流程，2系統(tǒng)在精選段增加了一次立磨，3系統(tǒng)增加了兩次立磨，高品質鉬精礦產品粒度變細，利用現脫水工藝難以滿足生產，為了滿足鉬產品后續(xù)加工作業(yè)，對鉬精礦脫水新工藝研究應用顯得非常重要。

1 現生產工藝現狀及其存在的問題

1.1 鉬精礦脫水工藝現狀

百花嶺選礦廠現鉬精礦脫水生產工藝流程為濃縮、過濾、干燥。濃縮作業(yè)為3臺φ12 m中心傳動式濃縮機，濃密機底流經泵給入TZG－5圓筒真空過濾機，濾餅經螺旋輸送機給入ZLG－5蒸汽螺旋干燥機進行干燥，干燥后鉬精礦水分小于10％，然后經螺旋輸送機送到精礦倉。存在主要問題如下：

（1）工藝流程繁瑣，設備陳舊老化，所需設備臺套多，能耗大，生產過程中產生的熱蒸汽、煙氣、粉塵等造成了一定的環(huán)境污染。

（2）3個精礦系統(tǒng)共用一條過濾、干燥工藝生產線，造成了高品質鉬精礦與普通鉬精礦交叉污染，污染情況考察結果見表1。從表1看出：經過濾、干燥后，高品質鉬精礦品位先后降低了0.79、0.82個百分點，共降低1.61個百分點；而普通鉬精礦先后升高了0.49、0.80個百分點，共升高1.29個百分點。

（3）隨著高品位（57％）鉬精礦的生產，產品細度變細，導致生產過程中堵塞濾布，造成濾餅水份大，脫水生產效率降低，細度對比見表2，生產考察情況見表3。

表1 過濾、干燥過程中鉬品位交叉污染情況 ％

為了保證高品質鉬精礦的正常生產，徹底改變鉬精礦脫水生產過程對環(huán)境的污染現狀，對舊的精礦脫水工藝進行改造已勢在必行。研究的重點就是去掉干燥作業(yè)，用高效的過濾設備取代現有的設備，變三段脫水工藝為二段脫水工藝。

表2 普通鉬精礦與高品位鉬精礦細度對比

表3 普通鉬精礦與高品位鉬精礦脫水生產指標

2 過濾設備考察和試驗

2.1 過濾設備考察

為了鉬精礦脫水新工藝的設計，筆者分別對快開式壓濾機、折帶式過濾機、閃蒸干燥機、微波、電磁螺旋干燥機、LAROX全自動壓濾機進行了考察。通過考察了解到快開式壓濾機和帶式過濾機過濾后的濾餅水份較高，過濾之后仍需要干燥；閃蒸干燥機、微波和電磁螺旋干燥機的給料水份要求在20％左右，入料之前需過濾，在干燥過程中產生部分煙氣、粉塵污染；LAROX壓濾機給料濃度范圍大，壓濾后精礦水份可以達到10％以下，自動化水平高，處理量大，可以縮短脫水工藝流程、降低設備臺套、節(jié)約能耗。因此選擇LAROX壓濾機進行試驗。

LAROX M系列全自動壓濾機工作原理是通過以下5個階段實現的。

（1）過濾階段：當過濾板框關閉后，料漿通過料漿管進入每個濾腔，邊進料邊過濾。濾液通過濾布進入濾液腔，然后進入濾液軟管，最后到達濾液管排出。

（2）洗滌：洗滌液使用與料漿相同的方式被泵送到過濾腔，洗滌液在通過濾餅和濾布后流入排放管。

（3）擠壓：高壓水通過高壓水軟管進入隔膜上方，隔膜向濾布表面擠壓濾餅，從而將濾液擠出濾餅。

（4）空氣干燥：通過分配管進入的空氣充滿了過濾腔，提起隔膜，使隔膜上的高壓空氣排出過濾機。通過氣流減少濾餅水份含量到最佳程度，同時排空濾液腔。

（5）濾餅排放：當干燥過程完成后，板框組件打開，濾布驅動機構開始運行，濾布上的濾餅從過濾機兩邊排出，濾餅排出時進行濾布洗滌。

2.2 LAROX壓濾試驗機小型試驗

使用試驗壓濾機對不同的試樣進行壓濾試驗，試驗結果見表4。從試驗結果及試驗現象看出：在給料濃度2.44％～46.97％范圍，不論是高品位還是低品位鉬精礦，經壓濾后濾餅水份都可以保證在10％以內；壓濾后濾餅較硬，容易從濾布上脫落，濾布不太粘鉬精礦很容易清洗；壓濾后濾餅需要破碎以便于后續(xù)加工作業(yè)。

表4 ALROX壓濾機小型試驗結果

3 鉬精礦脫水新工藝設計

設計原則為：（1）鉬精礦含水指標≤10％，混礦產品呈粉狀，便于下道工序作業(yè)；（2）設備選型可靠，自動化水平高，并具有節(jié)能減排的特點；（3）系統(tǒng)處理能力滿足2個系統(tǒng)的生產（3 t/h）；（4）盡量利用現有廠房、設施；（5）方案實施不影響正常生產。

高品位鉬精礦脫水新工藝擬采用全自動壓濾機替代現生產工藝中使用的真空圓筒過濾機和蒸汽螺旋干燥機，使?jié)饷軝C底流直接壓濾后水份達到10％以下，省卻干燥作業(yè)，簡化脫水工藝，達到節(jié)能減排，降低工人勞動強度的目的。根椐LAROX全自動壓濾試驗結果，設計的流程為：濃密機底流經泵連續(xù)給入攪拌槽，攪拌槽中的礦漿由給料泵給入壓濾機，壓濾機與給料泵為自動化間斷式作業(yè)，壓濾后的濾餅進螺旋運輸機送到粉碎機粉碎后，通過螺旋運輸機輸送到精礦倉。

根據百花嶺選礦廠目前的生產能力，鉬精礦脫水新工藝應滿足2個系統(tǒng)，生產處理能力為3 t/h。選取LAROXPF 7.9/12.6M145壓濾機1臺，φ2.0 m× 2.5 m高濃度攪拌槽、進料泵、管道沖洗泵、濾布沖洗泵、GX300螺旋運輸機等輔助設備。利用現有脫水廠房進行改造。設備布置方案為：濃密機底流池旁再建一濃密機底流泵池；原空壓機跨擺放攪拌槽、水箱；原過濾機旁余留地擺放LAROX壓濾機。主機放在哪？該配置優(yōu)點：充份利用了現有精礦倉、精礦庫，便于生產管理；充分利用現有的空壓機跨、過濾機跨的余留空間，設備布置緊湊合理；礦漿輸送，空壓機給氣行程短，生產供水、供電便捷；大大減少了整體施工工程量。

4 鉬精礦脫水新工藝運轉調試

在調試及試生產過程中對出現的以下問題進行了改進：

（1）壓濾機給料泵上料不穩(wěn)定。找出其主要原因是，由濃密機底流泵輸送到攪拌槽的料漿中帶進部分空氣和藥劑，加之攪拌槽攪拌速度太快，容易形成氣蝕所致。

改進措施：①改變給料攪拌槽運轉方式，在壓濾機進料過程中停止攪拌，隔2 h攪拌2 min；②降低攪拌槽電機轉速，將6級電機改為8級。

（2）壓濾機處理能力達不到設計要求。找出主要原因是濾布透氣性差。

改進辦法：進行各種濾布試驗，最后將透氣性為3.3 L/m2·s濾布換成透氣性為40 L/m2·s透氣性高的濾布。經過5個多月的調試，對生產工藝不斷完善，達到了設計要求：鉬精礦水份≤10％，處理能力3 t/h。調試階段和正常運轉時期的平均生產指標見表5。

表5 2010年壓濾機各階段數據

5 新老精礦脫水工藝對比

5.1 生產成本

新工藝應用LAROX全自動壓濾機替代圓筒真空過濾機和蒸汽螺旋干燥機，其中省掉了真空泵、過濾機、干燥機、鍋爐及其他附助設備，而需用破碎機、泵及其他附助設備。鉬精礦脫水新工藝與老工藝生產成本對比見表6，從表中看出每生產1 t鉬精礦可節(jié)約生產成本90.02元。其中，煤耗占65％，電耗占30％。另外，新工藝還每年減少鍋爐水質化驗費、排污費共20多萬元，減少3個崗位節(jié)約人工21人。新工藝年共節(jié)約生產費用300多萬元。

表6 鉬精礦脫水新工藝與老工藝生產成本對比

5.2 環(huán)保、社會效益

一是杜絕了鍋爐煙氣排放，保護了大氣環(huán)境；二是杜絕了生產現場蒸汽的泄漏和鉬精礦粉塵飛揚，保護了生產環(huán)境；三是縮短了工藝流程，減少了占地面積，有利于現場管理和保持現場環(huán)境清潔，同時降低了工人勞動強度。

濃縮－壓濾兩段脫水工藝在鉬精礦脫水中的首次成功應用，是鉬選礦領域的一項重大突破，為同類性質精礦脫水工藝的改造提供了借鑒。

6 結論及建議

（1）采用濃縮－壓濾兩段脫水新工藝成功取代了濃縮－過濾－干燥三段脫水常規(guī)工藝是鉬選礦領域的一項重大突破。徹底消除了干燥作業(yè)帶來的環(huán)境污染，保證了細粒高品位鉬精礦的產出，大幅度降低了生產成本。

（2）可將高品位鉬精礦和普通鉬精礦在脫水過程中完全分開，避免了兩種鉬精礦在脫水過程中的相互污染。

（3）繼續(xù)進行不同規(guī)格的濾布試驗，尋找更加適合鉬精礦特性的濾布，是今后進一步提高新工藝處理能力的一項重要工作。

（4）由于鉬精礦中含有選礦藥劑，對隔膜具有一定腐蝕性，隔膜易變形。研究應用更耐油、耐腐蝕性材質的隔膜，延長易損件使用壽命亦是今后的重要工作。

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