馬鋼南山礦精礦過濾工藝雙元化升級

程傳麟 楊 飛 胡佛明

(安徽馬鋼礦業(yè)資源集團南山礦業(yè)有限公司)

南山礦是馬鋼主要原料供應(yīng)基地之一，其精礦工段擁有10個過濾系列，全系列采用陶瓷過濾機，負(fù)責(zé)老選礦廠及新選礦廠的精礦過濾脫水作業(yè)。近年來新選礦廠連續(xù)增產(chǎn)，兩選礦廠合計精礦年產(chǎn)量達(dá)235萬t以上，致使精礦過濾系統(tǒng)負(fù)荷較重，陶瓷過濾機頻繁出現(xiàn)堵塞陶瓷板的情況。硅溶膠是堵塞陶瓷板造成過濾困難的關(guān)鍵因子[1]，隨著采場采掘階梯的不斷加深，原礦中高嶺土含量增加，進而新選礦廠精礦中硅溶膠含量的增加幅度較大，導(dǎo)致陶瓷過濾機過濾效率明顯下降[2]。2018年老選礦廠供礦完成變更，原礦嵌布粒度大幅下降，需要進一步細(xì)磨，使得精礦粒度組成更加細(xì)化，增加了精礦過濾難度，現(xiàn)有工藝難以滿足生產(chǎn)所需。因此，升級精礦過濾工藝是解決過濾困難、提升過濾效率的必然選擇[3-5]。

1 精礦性質(zhì)

兩個選礦廠的精礦性質(zhì)有一定的差異，分別對老選礦廠精礦和新選礦廠精礦進行主要化學(xué)成分測定及粒級組成分析，結(jié)果見表1、表2。

表1 兩選礦廠精礦主要化學(xué)成分測定結(jié)果 %

表2 兩選礦廠精礦粒級組成分析結(jié)果

2 試驗結(jié)果與討論

該次過濾工藝升級是以解決現(xiàn)有陶瓷過濾機堵塞過快、難以滿足生產(chǎn)的問題為導(dǎo)向，選擇目前選礦廠精礦過濾的主流過濾機進行擇優(yōu)試驗。以現(xiàn)有的陶瓷過濾機為參照，選取盤式過濾機、壓濾機、真空帶式過濾機為試驗對象，以濾餅含水率、過濾速率為考查指標(biāo)進行試驗研究。

2.1 濾餅含水率試驗

濾餅含水率是選礦廠產(chǎn)品的一個重要指標(biāo)，直接關(guān)系到精礦粉售價，含水率越低越好。選取陶瓷過濾機、盤式過濾機、壓濾機、真空帶式過濾機的標(biāo)準(zhǔn)工作參數(shù)進行過濾對比試驗，重點考察濾餅含水率，試驗結(jié)果見圖1。

圖1 濾餅含水率試驗結(jié)果

由圖1可見，陶瓷過濾機的含水率最低，為9.16%，其次是盤式過濾機，含水率為10.26%。

2.2 過濾速率試驗

在實際生產(chǎn)過程中，過濾機的過濾速率直接關(guān)系到選廠的生產(chǎn)效率，過濾機的處理效率必須大于選廠的生產(chǎn)效率，才能保證生產(chǎn)出來的精礦能夠及時完成過濾[3]。因此，以單位有效過濾面積的處理能力為考查指標(biāo)，對4類過濾機的過濾速率進行試驗，試驗結(jié)果見圖2。

圖2 過濾速率試驗結(jié)果

由圖2可見，陶瓷過濾機、盤式過濾機和真空帶式過濾機的過濾速率均在0.6 t/(m2·h)以上，能夠滿足生產(chǎn)所需。

2.3 過濾穩(wěn)定性試驗

過濾系統(tǒng)的穩(wěn)定性也是選礦廠能否穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵，過濾機上礦效果是整個過濾系統(tǒng)高效生產(chǎn)的關(guān)鍵指標(biāo)，也是降低過濾設(shè)備維護成本的一個關(guān)鍵指標(biāo)[4]。以過濾機穩(wěn)定有效的上礦生產(chǎn)持續(xù)時間為考查指標(biāo)，進行過濾穩(wěn)定性試驗，試驗結(jié)果見圖3。

圖3 過濾穩(wěn)定性試驗結(jié)果

由圖3可見，陶瓷過濾機持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的時間最長，可穩(wěn)產(chǎn)350 d以上，盤式過濾機穩(wěn)定生產(chǎn)時間較短，需要更換濾布才能保證上礦效果和濾餅含水率。在生產(chǎn)實踐中，陶瓷過濾機的上礦效果受高嶺土的影響，精礦漿中的高嶺土主要來源于新選礦廠，因此需進一步考查新選礦廠精礦對陶瓷過濾機的影響，以陶瓷過濾機的清洗周期為指標(biāo)，考查新選礦廠精礦的含量對陶瓷過濾機的影響，試驗結(jié)果見圖4。

圖4 新選礦廠精礦對陶瓷過濾機的影響

由圖4可見，隨著新選礦廠精礦含量的增加，陶瓷過濾機的清洗周期從12 h清洗1次縮短至4 h左右就要清洗1次，大幅降低了陶瓷過濾機的生產(chǎn)效率，增加了使用成本。

3 升級方案的確定

以上試驗結(jié)果表明，陶瓷過濾機能夠很好地完成精礦的過濾脫水作業(yè)，但是受新選礦廠精礦中高嶺土的影響，生產(chǎn)和維護成本較高。盤式過濾機的過濾機理與陶瓷過濾機不同，濾布不受高嶺土影響，可以從精礦漿中脫除高嶺土，但盤式過濾機的濾布使用壽命較短，需要頻繁更換。為此，采用陶瓷過濾機加上盤式過濾機形成組合過濾的方式，既能發(fā)揮陶瓷過濾機過濾效率較高、濾餅含水率較低的優(yōu)勢，也能利用盤式過濾機脫除過濾系統(tǒng)中循環(huán)累積的硅溶膠，可大幅降低高嶺土對陶瓷過濾機的影響，能夠較好地解決精礦過濾困難的問題。

4 過濾系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗

以需要處理的精礦量250萬t/a為基數(shù)，設(shè)計精礦過濾系統(tǒng)配置1臺盤式過濾機和4臺陶瓷過濾機，過濾工藝流程見圖5，按圖5安裝連接好設(shè)備進行過濾系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗，試驗結(jié)果見圖6。

圖5 過濾系統(tǒng)流程

圖6 過濾系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗結(jié)果

由圖6可見，為期半年的生產(chǎn)試驗過程中，陶瓷過濾機濾餅含水率均小于9.8%，盤式過濾機濾餅含水率穩(wěn)定在約10.5%，濾餅混合所得精礦含水率控制在10%以內(nèi)。陶瓷過濾機清洗周期均大于7.4 h，基本符合陶瓷過濾機的使用規(guī)范。

5 結(jié) 論

(1)新選礦廠精礦中含有堵塞陶瓷板的硅溶膠，其產(chǎn)量的增加縮短了陶瓷過濾機的清洗周期，降低了過濾機的生產(chǎn)效率，對精礦過濾系統(tǒng)的穩(wěn)定生產(chǎn)不利。

(2)利用硅溶膠能夠透過盤式過濾機濾布的特性，借助盤式過濾機脫除硅溶膠，降低過濾系統(tǒng)中硅溶膠的含量是解決新選礦廠精礦堵塞陶瓷過濾機陶瓷板的有效措施。

(3)過濾系統(tǒng)穩(wěn)定性試驗表明：采用1臺盤式過濾機+4臺陶瓷過濾機雙元化組合過濾生產(chǎn)模式較好地解決了硅溶膠堵塞陶瓷板的問題，濾餅混合精礦含水率小于10%，陶瓷過濾機清洗周期穩(wěn)定在 7.5～8 h，濾餅厚度大于3 mm，上礦效果得到保障，符合生產(chǎn)所需。