a層礦磷尾礦濃縮工藝試驗(yàn)研究

姚森文

(甕福集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550000)

0 引 言

懸浮液中的固體顆粒在重力的作用下會(huì)發(fā)生沉降，其中濃密機(jī)就是利于這一原理來(lái)濃縮礦漿的，主要用于濕式選礦作業(yè)中精礦、尾礦的脫水，也廣泛用于煤炭、鋼鐵、化工、建材、水源和污水處理等行業(yè)中含固料漿的濃縮和凈化，貴州某磷礦選礦廠精礦漿濃縮裝置工藝是使用絮凝劑對(duì)精礦漿進(jìn)行高效濃縮，使精礦濃度由30 %～35 %提高至62.5 %以上，溢流水含固量≤150 NTU，水質(zhì)比較清澈，能夠直接循環(huán)利用于上游磨浮生產(chǎn)水，然而，隨著b層礦日益枯竭，a層礦選礦產(chǎn)生的磷尾礦濃縮后的溢流水較為渾濁、泡沫層厚、微細(xì)礦物顆粒較多，通過(guò)砂泵池匯聚后，需要通過(guò)長(zhǎng)距離管道輸送到尾礦庫(kù)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間自然沉降澄清，再利用尾礦庫(kù)湖面上浮船回水泵通過(guò)多級(jí)加壓輸送至選礦廠加以利用，該循環(huán)水的利用方式成本較高，對(duì)管道、泵的要求也較高，由于距離較遠(yuǎn)，不能有效、及時(shí)的解決選廠的循環(huán)水利用問(wèn)題。因此，無(wú)論是從節(jié)能減排的角度，還是環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)來(lái)看，開(kāi)展對(duì)a層礦磷尾礦濃縮綜合應(yīng)用研究，對(duì)于企業(yè)中長(zhǎng)期尾礦水平衡具有重大的意義，對(duì)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要影響。

1 a層礦磷尾礦組成

1.1 a層礦浮選尾礦

將取回的a層礦浮選尾礦礦漿置于攪拌桶中，用攪拌器高速攪拌均勻，混合，縮分供試驗(yàn)用，通過(guò)篩析，a層礦浮選磷尾礦中-200目占69.49 %，-400目占48.67 %，粒度組成相對(duì)較粗；同時(shí)采用激光粒度分析儀對(duì)a層礦浮選尾礦進(jìn)行粒度檢測(cè)，a層礦浮選尾礦的平均粒徑為38.45 μm，中值粒徑為25.89 μm，D90為94.14 μm。

1.2 a層礦重選尾礦

通過(guò)篩析，a層礦重選尾礦磷尾礦-200目達(dá)到100 %，-400目占99.41 %，粒度非常細(xì)，初步估測(cè)該尾礦沉降特性不好，同時(shí)從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)濃縮溢流中含有微細(xì)粒顆粒而渾濁，屬于較細(xì)粒級(jí)磷尾礦。

用激光粒度分析儀對(duì)a層礦重選尾礦進(jìn)行粒度檢測(cè)，a層礦重選尾礦平均粒徑為19.16 μm，中值粒徑為13.53 μm，D90為42.70 μm。因此，a層礦浮選尾礦和a層礦重選尾礦表現(xiàn)出不同的粒度特性，與a層礦浮選尾礦相比較，a層礦重選尾礦粒度細(xì)，平均粒徑從38.45 μm降低至13.53 μm。

2 磷尾礦沉降試驗(yàn)研究

2.1 a層礦浮選尾礦沉降試驗(yàn)

在礦漿濃度為21.2 %、pH值為5.1，常溫條件下對(duì)a層礦浮選尾礦進(jìn)行絮凝劑用量沉降試驗(yàn)，沉降時(shí)間為120 min，絮凝劑用量分別為30 g/t、40 g/t和50 g/t，沉降試驗(yàn)在250 mL的量筒中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)室利用量筒進(jìn)行間歇沉降試驗(yàn)，通常用澄清液面隨時(shí)間的改變表示沉降速度，用沉降終了時(shí)尾礦濃度作為壓縮區(qū)的尾礦濃度，將已縮分好的礦漿攪拌均勻，抽取至量筒中，加入配置好的絮凝劑，用玻璃棒攪拌約20 s，蓋好瓶塞上下翻轉(zhuǎn)共15次，再靜置進(jìn)行沉降，并開(kāi)始用秒表計(jì)時(shí)，記錄礦漿下降至指定刻度時(shí)所用時(shí)間。以沉降瓶250 mL刻度線為沉降的起始點(diǎn)，即沉降零點(diǎn)，向下依次標(biāo)注沉降高度，直至量筒底部，最終沉降后將尾礦漿烘干后稱取試樣質(zhì)量。采用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算濃度；

(1)

式中：

Q—試樣烘干后的質(zhì)量，g；

H—刻度數(shù)值，mm；

其余為修正系數(shù)。

對(duì)a層礦浮選尾礦，隨著絮凝劑用量的增加，沉降速度加快，絮凝劑的加入能使細(xì)顆粒較快形成大的絮團(tuán)而沉降，濁度分別是138 NTU、88 NTU和82 NTU。當(dāng)絮凝劑用量從40 g/t增加到50 g/t時(shí)，沉降速度增加變緩。絮凝劑用量對(duì)a層礦浮選尾礦沉降效果的影響不明顯，在較低用量下就能有效的使溢流水質(zhì)澄清。

2.2 a層礦重選尾礦沉降試驗(yàn)

重復(fù)(1)式試驗(yàn)，對(duì)于a層礦重選尾礦，隨著絮凝劑用量的增加，磷尾礦沉降速度略有加快，增大的幅度不明顯，但溢流水高度較低，且比較渾濁，濁度分別達(dá)到886 NTU、654 NTU和478 NTU。沉降后底部磷尾礦的高度較高，表明對(duì)粒度較細(xì)的a層礦重選尾礦，絮凝劑不能有效地使細(xì)顆粒形成大的絮團(tuán)，沉降效果較差，不能有效地使溢流水澄清。

3 凝劑添加次數(shù)對(duì)沉降效果的影響

從試驗(yàn)結(jié)果可知：a層礦重選尾礦和綜合溢流尾礦在一次添加絮凝劑的情況下均不易澄清，水質(zhì)無(wú)法達(dá)到要求，再次分別往量筒注入45 g/t絮凝劑，重復(fù)a層礦浮選尾礦沉降試驗(yàn)步驟；溢流水迅速澄清，見(jiàn)圖1。

圖1 二次添加絮凝劑磷尾礦礦漿沉降對(duì)比效果

從圖1試驗(yàn)結(jié)果可知，a層礦重選尾礦，二次添加絮凝劑后，溢流水快速清澈，濁度分別為185 NTU、167 NTU和153 NTU，表明二次添加絮凝劑對(duì)尾礦沉降效果較好。

4 結(jié) 語(yǔ)

(1)磷尾礦礦漿濃縮效果與粒度呈正相關(guān)，即礦漿中磷尾礦顆粒的粒度越小，細(xì)粒級(jí)顆粒所占比重越大，濃縮效果越差，溢流水質(zhì)越不易澄清。

(2)對(duì)于a層礦浮選尾礦，在絮凝劑添加量為50 g/t時(shí)，磷尾礦漿易澄清，濁度分別為82 NTU；對(duì)于a層礦重選尾礦，采用一次添加絮凝劑不能很好地使礦漿溶液澄清；在絮凝劑添加量為50 g/t時(shí)，磷尾礦漿濁度分別為478 NTU，采用二次添加絮凝劑，能加快礦漿的沉降速度，使溢流水澄清，濁度降低為153 NTU，從而滿足生產(chǎn)需求。