陶瓷過濾機在尾礦脫水生產(chǎn)中的研究與實踐

于興良，茍敏剛，黃光洪

（1.陜西鉛硐山礦業(yè)有限公司，陜西鳳縣 721707；2.長沙有色冶金設(shè)計研究院有限公司，湖南長沙 410011）

陶瓷過濾機在尾礦脫水生產(chǎn)中的研究與實踐

于興良1，茍敏剛1，黃光洪2

（1.陜西鉛硐山礦業(yè)有限公司，陜西鳳縣 721707；2.長沙有色冶金設(shè)計研究院有限公司，湖南長沙 410011）

為了解決后續(xù)尾礦的堆存問題，需要對尾礦進(jìn)行脫水干堆。采用濃密機＋陶瓷過濾機進(jìn)行尾礦脫水，并通過實驗及生產(chǎn)實踐優(yōu)化了工藝參數(shù)，提高了產(chǎn)能，降低了濾餅水分和脫水成本，為選廠創(chuàng)造了效益。

尾礦漿脫水；陶瓷過濾機；濃度；濾餅；成本

陜西鉛硐山礦業(yè)有限公司選礦廠于1996年10月投產(chǎn)，選礦規(guī)模為1 100 t／d，年產(chǎn)尾礦干量約為33.7萬t。原尾礦庫已服務(wù)了17 a，接近閉庫。為了解決后續(xù)尾礦的堆存問題，2012年初，由長沙有色冶金設(shè)計研究院和業(yè)主共同確定實施尾礦干堆方案，釆用濃縮－過濾兩段脫水工藝流程，特別是使用TT－60陶瓷過濾機對尾礦漿進(jìn)行脫水后，降低了尾砂水分，用皮帶輸送機運至尾礦庫堆存。簡化了筑壩方案，新增庫容286萬m3，延長了尾礦庫服務(wù)年限，便于運行管理，利于回收水資源和環(huán)境保護(hù)。

1 尾礦性質(zhì)

尾礦中的礦物達(dá)十余種，主要金屬礦物為微量的閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦，脈石礦物主要為方解石、白云石、碳質(zhì)等。尾礦密度為1.45 t／m3，礦漿濃度約為21.74%，－0.074 mm粒級占82.07%，粒度粗細(xì)整體分布較均勻，尾礦粒度分析見表1。

表1 尾礦粒度分析

2 小型過濾試驗

從現(xiàn)場取回代表性物料，在充分?jǐn)嚢枨闆r下，用陶瓷板在實驗室進(jìn)行研究，試驗數(shù)據(jù)見表2。

表2 鉛鋅尾礦礦樣化學(xué)多元素分析結(jié)果

根據(jù)表2數(shù)據(jù)得出以下結(jié)論：（1）由于物料粒度分布較均勻，吸附效果較理想，較易脫水；（2）物料濃度的變化對處理能力有一定的影響，濃度越高，處理能力越大；反之，隨著物料濃度的降低，處理能力隨之減?。?］；（3）真空度恒定、轉(zhuǎn)速相同，尾礦漿濃度變化時，尾砂含水量和設(shè)備處理能力隨之變化：尾礦漿濃度≥65%時，設(shè)備處理能力大，而尾砂含水量偏高；尾礦漿濃度≤55%時，尾砂含水量低，但設(shè)備處理量??；尾礦漿濃度＜50%時，礦漿中的粗粒物料沉降速度加快，吸附在濾板上的濾餅，出現(xiàn)分層現(xiàn)象，同時由于懸浮中的細(xì)粒物料較多，導(dǎo)致濾餅的含水量增大；尾礦漿濃度為60%左右時，尾砂含水量低、設(shè)備處理能力大幅提高；（4）過濾后的物料卸料時，成塊狀、粉狀落下，在實際生產(chǎn)時，便于運輸和堆存。

3 陶瓷過濾機基本原理及選型

陶瓷過濾機結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子、攪拌器、料漿槽、排液系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、聯(lián)合清洗系統(tǒng)（化學(xué)清洗和超聲波清洗）、自動控制系統(tǒng)等，主體結(jié)構(gòu)如圖1所示。陶瓷過濾機工作過程主要分為吸料區(qū)、干燥區(qū)、卸料區(qū)、清洗區(qū)四個區(qū)域，由此反復(fù)循環(huán)［2］。

圖1 主體結(jié)構(gòu)圖

本次選用四臺（其中一臺備用）TT系列60 m2陶瓷過濾機用于尾礦漿濃縮后的過濾，參數(shù)見表3。

表3 陶瓷過濾機基本參數(shù)

4 生產(chǎn)實踐

尾礦脫水工藝流程具體如圖2所示。

圖2 脫水工藝流程

2013年9月開始試生產(chǎn)，實行三班制連續(xù)生產(chǎn)，每班3臺過濾機作業(yè)，1臺備用，連續(xù)運行11 h，清洗1 h。經(jīng)過4個月的試運行，過濾機進(jìn)漿濃度在48.5%～50.2%之間徘徊，濾餅薄、含水高、效率低、易粘料，設(shè)備效能沒有發(fā)揮出來。試生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表4。

表4 2013年9～12月尾礦脫水試生產(chǎn)抽查數(shù)據(jù)

為了解決過濾機效能低、濾餅含水高等問題，采取以下措施調(diào)整工藝參數(shù)：（1）提高進(jìn)漿濃度，把濃度由試生產(chǎn)的48.5%提高到58%～60%之間；（2）降低過濾機轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速由1 r／min降為0.8 r／min；（3）調(diào)整過濾機礦漿液位，礦漿液位處于550～600 mm之間時，吸料區(qū)和干燥區(qū)作用時間有所延長。

由于措施適宜，平均濾餅厚度由試生產(chǎn)的5.8mm增加到9.2mm，平均濾餅含水量由15%降至11.74%，平均處理量由228 kg／m2·h提高至384 kg／m2·h（干量）。與小試結(jié)果相比，產(chǎn)量低，而濾餅含水量大幅下降，解決了皮帶輸送機粘料跑偏問題。

隨著轉(zhuǎn)速降低，濃度提高，濾餅厚度與處理量逐漸增大，設(shè)備效能得到大幅提高，使用兩臺陶瓷過濾機作業(yè)，就能完成過濾任務(wù)，節(jié)省了一臺過濾機費用，生產(chǎn)情況良好。

提高過濾進(jìn)漿濃度，雖然有利于提高過濾機產(chǎn)量，但因擔(dān)心濃縮機壓耙，在生產(chǎn)中，嚴(yán)格控制濃縮機底流濃度在62%以下。2014年1月～6月尾礦脫水生產(chǎn)情況見表5。給礦濃度與處理量、濾餅水分的關(guān)系如圖3所示。

表5 2014年1月～6月尾礦脫水生產(chǎn)抽查數(shù)據(jù)

圖3 礦漿濃度與處理量、濾餅水分的關(guān)系

綜上可知，陶瓷過濾機工作時，過濾濃度控制較高的范圍內(nèi)（58%～60%），轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在0.8 r／min，礦漿液位控制在550～600 mm時，濾盤上形成濾餅厚、含水低，為運輸、筑壩和堆存創(chuàng)造了良好條件。

5 脫水成本分析

尾礦脫水成本主要由能耗、材料消耗和人工費用組成。過濾機由3臺減為2臺后，裝機容量減少了29.58 kW，材料消耗下降和崗位工減少1人，脫水費用得到降低，年節(jié)省費用約35.73萬元，結(jié)果見表6。

表6 試生產(chǎn)與正式生產(chǎn)脫水成本對比

6 結(jié)語

1.運行結(jié)果表明，使用陶瓷過濾機進(jìn)行尾礦漿脫水，操作簡單，生產(chǎn)穩(wěn)定可靠，處理能力大，濾餅水分低，自動化程度高，具有推廣價值。

2.脫水效果與進(jìn)漿濃度有直接關(guān)系，當(dāng)?shù)V漿濃度為58%～60%時，濾餅水分控制在11.74%左右，效果良好，滿足堆壩儲存要求，有利于環(huán)境保護(hù)。

3.陶瓷過濾機濾液循環(huán)使用，無需補加新水，節(jié)約水資源。

4.使用陶瓷過濾機，有利于現(xiàn)場清潔生產(chǎn)。

［1］ 申恩武.探討影響陶瓷過濾機生產(chǎn)能力的因素［J］.礦業(yè)快報，2006，（10）：118－119.

［2］ 胡岳華，馮其明.礦物資源加工技術(shù)與設(shè)備［M］.北京：科學(xué)出版社，2009.395－398.

Study and Practice of Ceram ic Filter in Tailings’Dewatering Production

YU Xing-liang1，GOU Min-gang1，HUANG Guang-hong2
（1.Shanxi Qiandongshan Mining Co.，Ltd.，F(xiàn)eng County 721707，China；2.Changsha Engineering and Research Institute Ltd of NonferrousMetallurgy，Changsha 410011，China）

The tailingmust be dewatered to storemore tailing.Filter are used for dewatering the tailing slurry，which can meet the production requirements，optimize the process parameters，increase productivity，reduce the filter cake moisture and cost of the dehydration and increase the economic benefit.

tailing slurry dewater；ceramic filter；concentration；filter cake；cost

TD926.4＋1

：A

：1003－5540（2014）04－0010－03

2014－06－06

于興良（1965－），男，工程師，主要從事有色金屬選礦技術(shù)管理工作。