河南某選廠精選尾礦斜板濃縮試驗(yàn)

王 明，許鴻國(guó)，楊朝琪，曾軍龍，郭騰博，李蒲洲

(金堆城鉬業(yè)汝陽(yáng)有限責(zé)任公司，河南 汝陽(yáng) 471231)

0 引 言

河南某選礦廠為日處理量2萬(wàn)t的鉬選礦廠，自2015試車投產(chǎn)以來(lái)，精選段經(jīng)過(guò)多次改造、優(yōu)化，精尾品位仍波動(dòng)較大，跑高現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，為加強(qiáng)對(duì)鉬資源的回收利用，前期該選廠與中國(guó)礦大合作完成了精尾再選半工業(yè)試驗(yàn)。斜板濃縮作為精尾再選試驗(yàn)的前提，以提升精尾濃度。

采用與該選礦廠工藝流程相似的一選廠的精尾礦漿為試驗(yàn)給礦，該精選尾礦濃度為8%～13%，細(xì)度為-0.038 mm占90%以上，精尾給礦量約為80 m3/h[1]，采用兩臺(tái)過(guò)濾面積為100 m2的斜板濃密機(jī)進(jìn)行精尾濃縮條件試驗(yàn)。試驗(yàn)預(yù)期目標(biāo)底流濃度達(dá)到20%以上，溢流濃度低于1%。

1 斜板濃密機(jī)工作原理

斜板濃密機(jī)的工作原理[2]是利用重力沉降作用把礦漿中的固體顆粒分離出來(lái),其沉降作用是發(fā)生在設(shè)備中的各傾斜板之間的空腔內(nèi),傾斜板之間的間距很小,其間流體易形成層流,且固體顆粒只需沉降很小的距離就可以落到板上,然后沿傾斜板下滑,進(jìn)入機(jī)體下部的排料漏斗。而且斜板通過(guò)層層疊放,充分利用了空間高度,所以同樣占地面積的斜板濃密機(jī)的沉降面積要遠(yuǎn)大于普通耙式濃密機(jī)。

2 斜板濃縮條件試驗(yàn)

2.1 沉砂嘴型號(hào)

斜板濃密機(jī)分別為1#斜板和2#斜板，兩臺(tái)濃密機(jī)分配給礦量分別為50%，即40 m3/h。試驗(yàn)所用沉砂嘴型號(hào)及測(cè)得各階段對(duì)應(yīng)底流濃度見(jiàn)表1。

表1 沉砂嘴型號(hào)試驗(yàn)濃度結(jié)果表

由表1可以看出：沉砂嘴直徑越小，對(duì)應(yīng)1#和2#斜板濃密機(jī)的底流濃度也越高，而溢流的變化幅度較小。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康囊蟮琢鳚舛冗_(dá)20%以上，初步確定沉砂嘴直徑18 mm及以下進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.2 斜板給礦量

表2 不同給礦量試驗(yàn)濃度結(jié)果表

由表2可以看出：在保持其他變量不變的情況下，隨著給礦量的增加，1#和2#斜板濃密機(jī)的底流濃度都會(huì)增加，但對(duì)應(yīng)的溢流濃度也呈現(xiàn)增高趨勢(shì)；當(dāng)給礦量為5 m3/h時(shí)，此時(shí)溢流濃度最低，但溢流量也較小，導(dǎo)致底流濃度與給礦濃度差距較小，濃縮效果較差?？梢?jiàn)給礦量低于5 m3/h時(shí)，斜板濃密機(jī)溢流斷流呈現(xiàn)不正常狀態(tài)，因此單一斜板的給礦量暫定應(yīng)高于5 m3/h。

3 絮凝劑沉降實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)

3.1 絮凝劑沉降試驗(yàn)

從沉砂嘴直徑以及分配給礦量試驗(yàn)可以得知，只改變這兩種條件因素，并不能實(shí)現(xiàn)底流濃度高于20%、溢流濃度低于1%的指標(biāo)。而在礦漿中添加合適的絮凝劑可以加快礦泥的沉降速度，加大底流和溢流的濃度差距，進(jìn)而提升濃縮效果。選擇聚丙烯酰胺作為絮凝劑，分別做了絮凝劑用量為5、10、15、20、25 g/t的精尾沉降試驗(yàn)。試驗(yàn)給礦采用一選廠精尾礦漿，精尾礦漿濃度為10%，采用1 000 mL的量筒做絮凝劑濃度影響沉降試驗(yàn)，沉降試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3，體積為上部澄清區(qū)的體積。

表3 絮凝劑沉降試驗(yàn)

由表3可以看出：精尾礦漿在自然沉降時(shí)，速度較慢，可能導(dǎo)致斜板濃密機(jī)作用時(shí)間內(nèi)不能較好達(dá)到濃縮的效果；添加絮凝劑可以顯著增加礦漿沉降的速度，在絮凝劑單耗為20 g/t時(shí)，在4 min之內(nèi)就幾乎能夠完成沉降。

3.2 兩選廠精尾沉降對(duì)比試驗(yàn)

考慮到一選廠和二選廠精尾性質(zhì)存在差異，經(jīng)過(guò)測(cè)定發(fā)現(xiàn)一選廠精尾濃度為10.11%，細(xì)度-0.038 mm占91.5%；二選廠精尾濃度為4.63%，細(xì)度-0.038 mm占92.51%。濃度差異較大，細(xì)度接近。因此通過(guò)實(shí)驗(yàn)室沉降試驗(yàn)來(lái)探究其沉降效果差異性，具體結(jié)果見(jiàn)表4～表6。

表4 兩選廠精尾自然沉降對(duì)比結(jié)果

表5 兩選廠精尾相同濃度下自然沉降結(jié)果

表6 兩選廠精尾相同濃度下添加絮凝劑沉降結(jié)果

3.2.1 兩選廠精尾自然沉降對(duì)比試驗(yàn)

該試驗(yàn)分別取兩選廠精尾，不調(diào)整濃度、不添加藥劑條件下，使用1 000 mL量筒進(jìn)行自然沉降對(duì)比試驗(yàn)。

由表4可以看出：一選廠的精尾比二選廠精尾沉降速度明顯慢。

3.2.2 兩選廠精尾調(diào)為相同濃度自然沉降對(duì)比試驗(yàn)

二次漸伐可以有效的利用資源，取得木材，更重要的是為了更新下一代森林創(chuàng)造良好的條件，特別是在干旱的氣候條件和瘠薄的土壤條件的影響下，對(duì)油松主伐后更新有很大難度的跡地更具現(xiàn)實(shí)意義。

為了消除濃度對(duì)沉降速度的影響，將一選廠精尾濃度加水調(diào)到和二選廠精尾濃度一致(4.63%)，使用500 mL量筒進(jìn)行沉降對(duì)比試驗(yàn)。

由表5可以看出：相同濃度下，一選廠的精尾比二選廠精尾沉降速度仍然偏慢。

3.2.3 絮凝試驗(yàn)

為了加快沉降速度，添加絮凝劑40 g/t，一選廠精尾濃度調(diào)到和二選廠精尾濃度一致(4.63%)，使用500 ml量筒進(jìn)行沉降對(duì)比試驗(yàn)。

由表6可以看出：在添加絮凝劑、相同濃度條件下，兩選廠精尾沉降速度明顯增加，說(shuō)明添加絮凝劑能有效提高精尾沉降速度。

4 絮凝劑工業(yè)試驗(yàn)

4.1 直徑18 mm沉沙嘴絮凝劑用量試驗(yàn)

絮凝劑能夠加快沉降速度，增強(qiáng)濃縮效果?？紤]到底流濃度的增大會(huì)造成堵塞現(xiàn)象，絮凝劑工業(yè)試驗(yàn)首先采用直徑18 mm的沉砂嘴，絮凝劑從一選廠精尾礦箱添加，絮凝劑濃度為0.12%，在單一斜板給礦量為10 m3/h，探索添加絮凝劑不同單耗條件下溢流和底流濃度的變化情況，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 φ18 mm沉砂嘴絮凝劑試驗(yàn)

由表7可以看出：絮凝劑的添加能夠降低溢流的濃度。但隨著絮凝劑單耗的增加，溢流濃度下降的同時(shí)，底流的濃度也小幅下降，因此采用直徑18 mm的沉砂嘴不能滿足試驗(yàn)的要求條件。

4.2 直徑12 mm沉沙嘴絮凝劑用量試驗(yàn)

在沉砂嘴直徑12mm條件下，通過(guò)調(diào)整絮凝劑單耗，以達(dá)到降低溢流濃度和增加底流濃度的目的。在單一斜板給礦量均為8 m3/h的情況下，探索添加絮凝劑不同單耗條件下溢流和底流濃度的變化情況，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 φ12 mm沉砂嘴絮凝劑試驗(yàn)

由表8可以看出:絮凝劑的單耗由12 g/t增加到20 g/t，溢流濃度降低不明顯，仍為1%～2%，而增加到35 g/t后，溢流的濃度穩(wěn)定在1%以下，底流的濃度穩(wěn)定在17%左右，不能滿足要求。

4.3 直徑10 mm沉沙嘴絮凝劑用量試驗(yàn)

為進(jìn)一步提高底流濃度，采用φ10 mm的沉砂嘴進(jìn)行試驗(yàn)。在單一斜板給礦量為8 m3/h情況下，探索添加絮凝劑不同單耗條件下溢流和底流濃度的變化情況，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 φ10 mm沉砂嘴絮凝劑試驗(yàn)

由表9可以看出:當(dāng)沉砂嘴直徑為10 mm，絮凝劑單耗不低于35 g/t時(shí)，在保證底流濃度高于20%的條件下，溢流濃度才能穩(wěn)定低于1%。

5 穩(wěn)定連續(xù)試驗(yàn)

根據(jù)前期條件試驗(yàn)結(jié)果，確定最優(yōu)的試驗(yàn)條件進(jìn)行連續(xù)試驗(yàn)。采用沉砂嘴直徑為10 mm、絮凝劑單耗為35 g/t條件下，每半小時(shí)測(cè)量給礦、溢流、1#底流和2#底流濃度，并分別取樣化驗(yàn)分析，并對(duì)各工藝階段測(cè)實(shí)際流量以及密度計(jì)算實(shí)際產(chǎn)率以及回收率，具體結(jié)果見(jiàn)表10。

由表10可以看出：在兩臺(tái)斜板給礦量均保持在8～9 m3/h，使用沉砂嘴直徑為10 mm、絮凝劑單耗為35 g/t條件下，可以使得濃縮底流含鉬金屬回收率達(dá)到92.85%。

表10 濃縮回收試驗(yàn)結(jié)果

6 結(jié) 論

(1)斜板濃密機(jī)沉砂嘴直徑越小，對(duì)應(yīng)斜板的底流濃度就越高，對(duì)溢流濃度的影響較?。恍卑褰o礦量越小，溢流濃度就越小，同時(shí)溢流的量也變小。

(2)鉬精選尾礦利用斜板自然沉降速度較慢，絮凝劑單耗達(dá)到20 g/t以上時(shí)，能夠使得礦泥迅速沉降，提高濃縮效果。

(3)通過(guò)不同條件試驗(yàn)，當(dāng)沉砂嘴直徑為10 mm、絮凝劑單耗為35 g/t時(shí)，能夠保證溢流濃度低于1%時(shí)，底流的濃度保持在20%以上。