干堆反浮選磷尾礦的實(shí)踐
干堆反浮選磷尾礦的實(shí)踐
摘要 本文通過湖北三寧浮選裝置的尾礦脫水實(shí)踐，為浮選磷尾礦的處理尋找了一條新的途徑。尾礦壓濾干堆，節(jié)省了尾礦庫的投資，降低環(huán)境的污染，取得了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞 反浮選尾礦；尾礦脫水；立式壓濾機(jī)
0 引言
對(duì)于膠磷礦分選產(chǎn)生的尾礦傳統(tǒng)做法一直都是濃密后底流泵送到尾礦庫堆存，這種做法首選要在選廠周邊找到合適的尾礦壩筑壩地址，還需要建設(shè)大功率的泵站并架設(shè)長距離輸送管道。目前有些工程項(xiàng)目的建設(shè)地址找不到合適的建尾礦壩的地方，必須尋找新的尾礦處理方法。本文通過介紹具體的工程實(shí)踐，為尾礦干堆的做法提供了事實(shí)依據(jù)。
1項(xiàng)目簡介
2009年6月，中藍(lán)連海設(shè)計(jì)研究院承接湖北三寧化工股份有限公司100萬t/a磷礦選礦項(xiàng)目的建設(shè)工程。選礦廠地址在三寧公司磷肥廠以西的空地上。周邊500m外有部分分散居住的農(nóng)戶，其它為農(nóng)田和山地。由于難以找到合適的位置建尾礦庫，選廠的尾礦采用濃密壓濾兩段脫水流程，最終水分在12%以下，干堆在尾礦倉，然后由汽車外運(yùn)。
2 工藝流程簡述
磨礦細(xì)度為-200目65%，浮選流程采用單一反浮選脫鎂，浮選藥劑主要為浮選中起抑制作用的磷酸和捕收劑PA-64。浮選尾礦泵送至一臺(tái)38m高效濃密機(jī)，濃密底流濃度35%。濃密底流泵送到兩臺(tái)壓濾機(jī)，經(jīng)過壓濾，尾礦水分在12%以下，由膠帶機(jī)運(yùn)至尾礦堆場堆存，濾液去回水池。
3 浮選尾礦性質(zhì)
浮選尾礦性質(zhì)是決定能否干堆的主要因素。以往的實(shí)踐中也有用壓濾機(jī)或過濾機(jī)對(duì)尾礦進(jìn)行脫水，但表現(xiàn)均不理想。原因可概括為兩點(diǎn)：其一，水分不達(dá)標(biāo)；其二，濾布濾板磨損更換過快。影響過濾水分的因素主要是尾礦粒度太細(xì)，粘度大；影響濾布濾板磨損情況的因素除設(shè)備自身外，尾礦硅含量過高，易于結(jié)鈣也是重要的影響因素。因此首選需要考察尾礦的物化性質(zhì)。
該項(xiàng)目處理的原礦與先前我院做的宜化項(xiàng)目基本一樣，在分選上已是很成熟的工藝。2009年5月中藍(lán)連海設(shè)計(jì)研究院受宜昌三寧化工股份有限公司委托，對(duì)其所提供的磷礦樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室小試驗(yàn)，試驗(yàn)的浮選尾礦性質(zhì)如下所示。
P2O5
（容量法，%） P2O5
（重量法，%） Fe2O3（%） Al2O3（%） CaO（%） MgO（%）
7.39 7.53 0.92 0.68 33.70 15.27
酸不溶物
（%） SiO2（%） F-（%） CO2（%） 燒失量（%） 密度
（g/cm3）
6.58 6.16 0.74 34.82 34.95 2.85
表1尾礦多項(xiàng)化學(xué)分析結(jié)果
從表1可以看出，由于采用的是反浮選脫鎂工藝，尾礦中碳酸鹽的含量還是比較高的，碳酸鹽含量過高會(huì)對(duì)濾布的使用產(chǎn)生不利影響，易于結(jié)鈣堵塞濾布的孔隙。在壓濾設(shè)備的選擇上，必須考察設(shè)備的濾布再生能力，有先進(jìn)的濾布清洗系統(tǒng)。
粒級(jí) 產(chǎn) 率（%） 品 位（%） 回 收 率（%）
P2O5 MgO A.I P2O5 MgO A.I
-0.15 +0.074 23.11 7.4 14.84 8.87 22.18 23.19 29.70
-0.074 +0.038 17.66 5.55 16.11 7.62 12.70 19.23 19.49
-0.038 59.23 8.48 14.38 5.92 65.12 57.58 50.80
合計(jì) 100.00 7.71 14.79 6.90 100.00 100.00 100.00
表2尾礦粒度篩析結(jié)果
反浮選尾礦為泡沫產(chǎn)品，粒度相對(duì)較細(xì)，由表2可以看出，-200目含量約為77%，-320目接近60%。為保證產(chǎn)品水分必須選擇有足夠擠壓力的脫水設(shè)備，且能適應(yīng)極細(xì)顆粒物料的脫水要求，濾布不易堵塞，易清洗。對(duì)于要求產(chǎn)品粒度粗，
沉降快的內(nèi)濾式過濾機(jī)是不能滿足要求的。
4 脫水設(shè)備的選擇及生產(chǎn)效果
根據(jù)以往工程的經(jīng)驗(yàn)，膠磷礦精礦或尾礦濃密后的過濾脫水一般選擇帶式過濾機(jī)，陶瓷圓盤真空過濾機(jī)和壓濾機(jī)，老式的筒式過濾機(jī)由于過濾面積小等原因目前很少使用。帶式過濾機(jī)適用于粒度較粗，水分要求不高的場合；陶瓷圓盤過濾機(jī)相對(duì)普通圓盤造價(jià)要高，但真空度高，能耗低，可節(jié)能90%左右。對(duì)于極細(xì)顆粒的脫水，特別是尾礦脫水，往往選擇用壓濾機(jī)。一般來說，壓濾機(jī)的濾餅水分低，含水率可達(dá)9%~10%。
鑒于處理的尾礦粒度很細(xì)，且磷礦尾礦脫水一般都選擇壓濾機(jī)的經(jīng)驗(yàn)（其他脫水設(shè)備均難以滿足水分要求），我們在此次設(shè)計(jì)中選擇立式壓濾機(jī)作為最終的脫水設(shè)備。立式壓濾機(jī)在磷礦選廠還沒有使用的先例，我們通過這次嘗試希望能為極細(xì)顆粒的尾礦過濾脫水尋找到一條可行的新途徑。
立式壓濾機(jī)造價(jià)高，配套設(shè)備多，但占地面積小，處理能力大，產(chǎn)品水分低，擠壓力可高達(dá)1.6MPa。工作過程大致如下：
1）過濾。板框閉合，料漿進(jìn)入過濾腔，頂起隔膜。濾液透過濾布經(jīng)格子板派出。物料留在濾布成為濾餅；
2）擠壓1。打入高壓水到隔膜另一側(cè)，通過隔膜擠壓濾餅，進(jìn)一步分離濾液；
3）洗滌。洗滌水進(jìn)入濾腔，將隔膜頂起，使高壓水返回水站。洗滌水透過濾餅和濾布作為濾液排出；
4）擠壓2。同擠壓1，泵入高壓水，擠出洗滌水；
5）吹干。壓縮空氣進(jìn)入濾腔，頂起隔膜，排出上方的水。空氣透過濾餅，帶走殘液，進(jìn)一步降低濾餅水分；
6）卸餅。板框打開，濾餅驅(qū)動(dòng)裝置啟動(dòng)，濾布運(yùn)行，濾餅卸除。
中藍(lán)連海設(shè)計(jì)研究院與三寧公司的技術(shù)人員對(duì)立式壓濾機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的考察，壓濾機(jī)供貨商家也對(duì)尾礦樣品進(jìn)行了試驗(yàn)，最終決定采用兩臺(tái)96㎡的立式壓濾機(jī)對(duì)濃密后的尾礦進(jìn)行最終的脫水處理。該設(shè)備在貴州和四川的部分礦山有應(yīng)用，效果良好。
2010年底，選廠過濾廠房建成試車。當(dāng)尾礦料漿達(dá)到30%~35%的濃度時(shí)，濾餅處理量為：0.1m3/m2.h~0.12 m3/m2.h，（如料漿濃度達(dá)到50%左右時(shí)，濾餅產(chǎn)能會(huì)提高到0.16 m3/m2.h~0.2 m3/m2.h）。設(shè)計(jì)給入過濾機(jī)的尾礦濃度約35%，礦漿量約65t/h。經(jīng)過72小時(shí)滿負(fù)荷試車，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，產(chǎn)品水分在12%以下，
濾液含固量小于1%。符合工藝生產(chǎn)要求。需要說明的是，在最近的回訪中了解到，濾布及濾板等易損件的消耗依然是有待改進(jìn)的。
參考文獻(xiàn)
[1]《中國選礦設(shè)備手冊》編委會(huì).中國選礦設(shè)備手冊（下冊）[M].科學(xué)出版社，2006.
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