鉬精礦濃縮脫水工藝研究及應(yīng)用

秦華江　王恩祥　趙　濤　張　月　康亞周

(1.金堆城鉬業(yè)股份有限公司；2.陜西華光實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司)

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鉬精礦濃縮脫水工藝研究及應(yīng)用

秦華江1王恩祥2趙濤1張?jiān)?康亞周1

(1.金堆城鉬業(yè)股份有限公司；2.陜西華光實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司)

陜西華縣某鉬選廠鉬精礦產(chǎn)品原采用NZ-9中心傳動(dòng)耙式濃密機(jī)濃縮+CW-5圓盤(pán)真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾+HD-DLH400型電磁螺旋干燥三段脫水工藝，存在能耗高、鉬金屬流失嚴(yán)重等問(wèn)題。在工藝流程考察的基礎(chǔ)上進(jìn)行了脫水工藝的流程改造試驗(yàn)。結(jié)果表明，采用國(guó)產(chǎn)HVPF-9M2立式全自動(dòng)隔膜壓濾機(jī)取代原過(guò)濾—干燥工藝可以達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，且具有工藝流程簡(jiǎn)單、能耗低、鉬金屬流失少、環(huán)境污染輕等優(yōu)點(diǎn)。

鉬精礦壓濾脫水

陜西華縣某選鉬廠鉬精礦產(chǎn)品中-0.023mm粒級(jí)含量在87%以上。因粒度極細(xì)、含藥劑量大，造成礦漿粘度大，沉降困難，原采用NZ-9中心傳動(dòng)耙式濃密機(jī)濃縮—CW-5圓盤(pán)真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾—HD-DLH400型電磁螺旋干燥機(jī)干燥三段脫水工藝去除精礦中水分[1]，工藝能耗大。HD-DLH400型電磁螺旋干燥機(jī)所需溫度高，使得鉬精礦中殘留的部分藥劑揮發(fā)產(chǎn)生煙氣排入大氣，部分細(xì)粒級(jí)鉬精礦也隨著煙氣彌散，產(chǎn)生大量粉塵，不但造成產(chǎn)品的流失，而且污染車間生產(chǎn)環(huán)境，危害職工健康。為了改善生產(chǎn)環(huán)境，減少資源流失，對(duì)鉬精礦脫水工藝進(jìn)行技術(shù)改造，以改善車間工作環(huán)境，減少鉬精礦資源流失。

1　鉬精礦性質(zhì)

陜西華縣某選鉬廠鉬精礦金屬礦物主要為輝鉬礦，其次為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦，脈石礦物主要為云母、石英等，浮選精礦濃度約8%。鉬精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，粒度分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表1　鉬精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2　鉬精礦粒度分析結(jié)果%

由表1、表2可以看出，鉬精礦-0.025mm粒級(jí)占87.40%，屬于極細(xì)粒級(jí)物料。粒度越細(xì)物料比表面積越大，越容易吸附選礦藥劑，采用濃縮—過(guò)濾—干燥三段脫水工藝，雖然能夠獲得水分合格的鉬精礦產(chǎn)品，但生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量粉塵和煙氣，生產(chǎn)環(huán)境惡劣。

2　鉬精礦脫水試驗(yàn)

2.1過(guò)濾機(jī)選擇試驗(yàn)

目前國(guó)內(nèi)外用于精礦脫水的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備主要為真空過(guò)濾機(jī)、壓濾機(jī)和離心脫水機(jī)[2]。離心脫水機(jī)一般用來(lái)處理微細(xì)而難沉淀的物料，很少應(yīng)用于金屬礦產(chǎn)品脫水，因此，小型試驗(yàn)不考慮使用離心脫水機(jī)。使用真空過(guò)濾機(jī)與壓濾機(jī)分別對(duì)經(jīng)NZ-9中心傳動(dòng)耙式濃密機(jī)濃縮的鉬精礦進(jìn)行脫水試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　鉬精礦脫水試驗(yàn)結(jié)果

表3表明：采用普通真空過(guò)濾機(jī)不能通過(guò)兩段脫水獲得濾餅水分小于12%的指標(biāo)，只能采用三段脫水工藝，即在真空過(guò)濾后，再用干燥機(jī)對(duì)過(guò)濾濾餅進(jìn)行干燥作業(yè)，而三段脫水工藝成本高；帶式過(guò)濾機(jī)的脫水效果差，而且需添加絮凝劑，降低生產(chǎn)成本，沖洗濾布的清水用量較大；DUY帶式壓濾機(jī)的脫水效果較好，無(wú)需添加藥劑，即可使濾餅水分小于12%。因此，選擇壓濾機(jī)。

2.2壓濾機(jī)處理能力試驗(yàn)

為確定壓濾機(jī)處理鉬精礦時(shí)的單位面積處理能力，常溫下，采用HVPF-0.2立式壓濾機(jī)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行小型壓濾試驗(yàn)。果如表4所示。

表4　立式壓濾小型試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，給料濃度為30%的情況下，單位面積產(chǎn)能為480kg/(m2·h)，濾餅水分為10.60%；給料濃度為50%的情況下，單位面積產(chǎn)能為530kg/(m2·h)，濾餅水分為10.92%。

2.3半工業(yè)試驗(yàn)

為準(zhǔn)確選型，在小型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行半工業(yè)試驗(yàn)，半工業(yè)試驗(yàn)采用過(guò)濾面積為2m2的壓濾機(jī)，試驗(yàn)給料為按照濃度高低取得的濃密機(jī)底流鉬精礦，結(jié)果如表5所示。

表5　立式壓濾半工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果

由1#～4#試驗(yàn)，給料濃度超過(guò)45%時(shí)，濾餅厚度大于30mm，平均1個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間約為4.5min，考慮工業(yè)生產(chǎn)時(shí)還有卸料時(shí)間及濾布清洗時(shí)間，取工業(yè)生產(chǎn)的1個(gè)作業(yè)循環(huán)時(shí)間為7min，由試驗(yàn)時(shí)每個(gè)作業(yè)循環(huán)的濾餅產(chǎn)量為0.085t/m2，計(jì)算出工業(yè)生產(chǎn)時(shí)的壓濾機(jī)單位面積處理能力為0.73t/(m2·h)；由5#～8#試驗(yàn)，給料濃度為34.5%～36.1%時(shí)，濾餅厚度在16～23mm之間，平均1個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間約為5.5min，考慮工業(yè)生產(chǎn)時(shí)還有卸料時(shí)間及濾布清洗時(shí)間，取工業(yè)生產(chǎn)的1個(gè)作業(yè)循環(huán)時(shí)間為8min，由試驗(yàn)時(shí)每個(gè)作業(yè)循環(huán)的濾餅產(chǎn)量為0.06t/m2，計(jì)算出工業(yè)生產(chǎn)時(shí)的壓濾機(jī)單位面積處理能力為0.45t/(m2·h)；由9#～12#試驗(yàn)，給料濃度為19.7%～22.4%時(shí)，濾餅厚度在14～20mm之間，平均1個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間約為7.5min，考慮工業(yè)生產(chǎn)時(shí)還有卸料時(shí)間、濾布清洗時(shí)間，需通過(guò)調(diào)整進(jìn)料時(shí)間控制濾餅厚度，取工業(yè)生產(chǎn)的1個(gè)作業(yè)循環(huán)時(shí)間為9min。根據(jù)試驗(yàn)時(shí)每個(gè)作業(yè)循環(huán)的濾餅產(chǎn)量為0.05t/m2，計(jì)算出工業(yè)生產(chǎn)時(shí)的壓濾機(jī)單位面積處理能力為0.3t/(m2·h)。

試驗(yàn)時(shí)選取的濃密機(jī)底流濃度為25%～45%，為使設(shè)計(jì)更符合生產(chǎn)實(shí)際，選取給料濃度35%，濾餅厚度20mm，1個(gè)作業(yè)循環(huán)時(shí)間為8min，單位面積處理能力為0.45t/(m2·h)。

3　設(shè)備選型

3.1濃縮設(shè)備的校核

選廠浮選獲得的鉬精礦礦漿濃度較低，約為8%，要達(dá)到給入脫水設(shè)備給礦濃度為35%的要求，壓濾前必須進(jìn)行濃縮作業(yè)。選廠原三段脫水工藝中有1臺(tái)NZ-9中心傳動(dòng)耙式濃密機(jī)，為了驗(yàn)證該濃密機(jī)是否滿足兩段脫水工藝要求，進(jìn)行校核計(jì)算。

選廠全年生產(chǎn)鉬精礦為1萬(wàn)t，全年按330d計(jì)，則日處理鉬精礦30.3t，查表可知：浮選鉬精礦的處理能力q取值范圍是0.4～0.6t/(m2·d)，取q=0.5t/(m2·d)，則需要的濃縮機(jī)沉淀面積為60.6m2，NZ-9濃密機(jī)的沉淀面積為63.59m2，能夠滿足鉬精礦濃縮作業(yè)的需求。

3.2壓濾機(jī)的選擇

根據(jù)該選廠全年產(chǎn)鉬精礦實(shí)物量1萬(wàn)t，全年生產(chǎn)330d，每天生產(chǎn)8h，每小時(shí)需處理鉬精礦3.79t，壓濾機(jī)單位面積處理量為0.45t/(m2·h)，可以算得需要立式壓濾機(jī)的壓濾面積為8.42m2。

故選用壓濾面積為9m2的立式全自動(dòng)隔膜壓濾機(jī)[3]，考察國(guó)內(nèi)礦山使用國(guó)產(chǎn)立式壓濾機(jī)生產(chǎn)使用情況后，最終確定采用核工業(yè)煙臺(tái)同興實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的HVPF-9M2立式壓濾機(jī)。

4　改造后工藝流程及指標(biāo)

4.1工藝流程

浮選鉬精礦經(jīng)NZ-9濃密機(jī)濃縮至底流濃度35%左右，底流經(jīng)給礦泵給入立式全自動(dòng)壓濾機(jī)，濾餅包裝后為成品鉬精礦。壓濾機(jī)濾液和濃密機(jī)溢流進(jìn)入沉淀池進(jìn)行二次沉淀，沉淀池底流返回濃密機(jī)，溢流水進(jìn)入尾礦。工藝流程如圖1。

4.2工業(yè)生產(chǎn)指標(biāo)

2013年10月，HVPF-9M2立式全自動(dòng)隔膜壓濾機(jī)安裝調(diào)試完畢，與NZ-9濃密機(jī)聯(lián)合組成兩段脫水工藝，運(yùn)行12個(gè)月，統(tǒng)計(jì)成品鉬精礦水分含量最高為11.66%，平均為11.37%，達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)。

圖1　脫水工藝流程

5　綜合效益分析

5.1減少鉬精礦損失

原有工藝鉬精礦每年隨煙氣損失鉬精礦實(shí)物量約500kg(平均品位約54%)，折合鉬精礦標(biāo)量600kg，鉬精礦按照2014年平均價(jià)格1 200元/(噸·度)測(cè)算，年可減少鉬精礦經(jīng)濟(jì)損失3.24萬(wàn)元。

5.2立式壓濾機(jī)國(guó)產(chǎn)化效益

國(guó)外壓濾機(jī)供應(yīng)商一直占領(lǐng)著國(guó)內(nèi)立式壓濾機(jī)市場(chǎng)，無(wú)論是設(shè)備采購(gòu)還是后期維護(hù)成本均居高不下，而HVPF-9M2立式全自動(dòng)隔膜壓濾機(jī)的成功使用，說(shuō)明國(guó)產(chǎn)立式壓濾機(jī)技術(shù)已日趨成熟。國(guó)外拉羅克斯9M2立式壓濾機(jī)較HVPF-9M2立式全自動(dòng)隔膜壓濾機(jī)采購(gòu)價(jià)格高約80萬(wàn)元，使用國(guó)產(chǎn)HVPF-9M2立式全自動(dòng)隔膜壓濾機(jī)可節(jié)約投資80萬(wàn)元。壓濾機(jī)消耗件濾布國(guó)產(chǎn)較進(jìn)口的每條便宜約 2 000元，使用周期均為2個(gè)月，使用國(guó)產(chǎn)濾布每年可節(jié)約1.2萬(wàn)元?？梢?jiàn)立式壓濾機(jī)國(guó)產(chǎn)化后效益顯著，對(duì)國(guó)內(nèi)礦山使用國(guó)產(chǎn)立式壓濾機(jī)提供了借鑒。

5.3社會(huì)效益

采用HVPF-9M2立式全自動(dòng)隔膜壓濾機(jī)，生產(chǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生粉塵和煙氣，改善了車間工作環(huán)境，減少了金屬流失，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。

6　結(jié)　論

采用NZ-9中心傳動(dòng)耙式濃密機(jī)濃縮—HVPF-9M2立式全自動(dòng)隔膜壓濾機(jī)壓濾的兩段鉬精礦脫水工藝取代原用NZ-9中心傳動(dòng)耙式濃密機(jī)濃縮—CW-5圓盤(pán)真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾—HD-DLH400型電磁螺旋干燥三段脫水工藝，可以達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，且減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高了人員的勞動(dòng)效率，全自動(dòng)隔膜壓濾機(jī)不產(chǎn)生粉塵和煙氣，能夠改善職工作業(yè)環(huán)境，且每年減少500kg鉬精礦流失，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]劉迎春,李九洲,張美鴿.鉬精礦脫水新工藝研究及應(yīng)用[J].中國(guó)鉬業(yè),2012(1):30-32.

[2]孫時(shí)元.中國(guó)選礦設(shè)備手冊(cè)(下冊(cè))[M].北京：科學(xué)出版社,2006.

[3]胡啟峰.全自動(dòng)立式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)探討[J]．金川科技,2007(4):54-56．

[4]張強(qiáng).選礦概論[M].北京：科學(xué)出版社,2006.

2016-01-05)

秦華江(1983—)，男，工程師，714102 陜西省華縣金堆鎮(zhèn)。