某新建选矿厂铁精矿脱水工艺的确定及设备选型.pdf

4 8 有色金属 选矿部分 2 0 11 年第1 期 D O I 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 1 ．0 1 ．0 1 3 某新建选矿厂铁精矿脱水工艺的确定及设备选型 夏红峰 金堆城钼业汝阳有限责任公司，河南汝阳4 7 1 2 0 0 摘要简要介绍了某新建选厂选铁脱水采用“压滤”和“浓缩 真空过滤”两种工艺的半工业试验，通过对试验结 果比较分析，结合国内相关工艺应用实践，最终确定“浓缩 真空过滤”脱水生产工艺，并根据设计规模选出了合适的斜 板浓缩机、带式过滤机作为工业生产设备。解决其铁精矿脱水问题。 关键词铁精矿脱水；脱水设备选型；斜板浓缩机；带式过滤机；厢式压滤机 中图分类号T D 4 6 2 ；T D 9 2 6文献标识码B文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 1 0 1 - 0 0 4 8 0 4 某钼选矿厂在原2 0 0 0t ／d 选矿厂基础上扩大产 能，目前在建一5 0 0 0t ／d 选矿厂，其伴生铁具有很 高的再选价值，矿石为板块状闪长岩中含钼硫化 矿，矿石中的铁分布较为广泛，以磁铁矿存在的铁 占总铁的8 0 ％，但其7 0 ％是呈自形、半自形晶粒 嵌布在脉石矿物中，偶见假象赤铁矿交代磁铁矿， 亦有少量微细粒辉钼矿与磁铁矿连生。其设计生产工 艺为三段磨矿，磁铁矿产品粒度在0 ．0 0 5 ～0 ．4m m ， 其中5 5 ％_ 0 ．0 1m m ，铁精矿一0 ．0 2 5m m 占9 5 ％ 以上，铁精矿受前端钼生产工艺的影响，矿浆中含 部分油性药剂，使得铁精矿更难以过滤，为满足生 产和市场对铁精矿的水分要求 水分 1 8 ％ ，因 而需要确定合理的脱水工艺和设备。为此，经调 研、考察以及与设计院所讨论分析，排除了陶瓷过 滤机脱水的可能，选择“压滤机压滤”和“浓缩 真空过滤”工艺两种方案，并分别进行半工业试 验，通过试验结果分析比较，结合生产实践，最终 确定“浓缩 真空过滤”作为在建5 0 0 0t ／d 选矿厂 铁精矿的脱水工艺，并根据生产规模、产量等因素 选择出了适合该矿山铁精矿脱水的设备。 1 真空带式过滤机脱水试验 带式过滤机以循环移动的环形滤布或滤网为过 滤介质，利用料浆自身重力和真空设备提供的真空 负压吸力实现固液分离，滤液透过滤布，从格筛板 流入真空盘，真空盘底部设有排液口，经吸入软管 与排液总管相连排放。该机能连续、自动完成过滤、 滤饼洗涤、吸干、卸料、滤布清洗等工艺操作。 收稿日期2 0 1 0 - - 0 9 - 0 6 作者简介夏红峰 1 9 7 5 一 ，男，陕西宝鸡人，工程师。 铁精矿脱水试验前委托某厂家进行了实验室小 型试验 布氏漏斗小型试验 。经室内小型试验， 得出铁精矿滤饼水分为14 ．8 ％，主要工艺参数抽滤时 间、滤饼厚度均达到要求，确定在现有的2 0 0 0t ／d 选厂进行脱水半工业试验。 本次半工业试验的试验机型号为P B F 3 ／4 0 0 ， 有效过滤面积3m 2 ，处理能力约5t ／I l 。配套送料 泵1 台，真空泵1 台。 半工业试验历经设备安装、生产调试、稳定运 行三个阶段。设备状态调整稳定后，试验保持每天 9h 连续进行，在此期间1h 连续采集试验样，并 处理、统计试验数据。具体数据见表l 。除此之 外，还对抽取的滤液进行了测定。 试验数据和现场情况分析表明 1 矿浆人料浓度较小 1 0 ％～1 2 ％ ，脱水效 果不理想，滤饼较薄且分布不均匀，滤饼水分较大 1 7 ％ ，卸料也比较困难。当矿浆入料浓度提高 1 5 ％一3 0 ％ 后，滤饼较厚 5 ～6m m 且分布 均匀，滤饼水分较小 1 7 ％ ，卸料情况较理想。 2 经过对所采集的滤液进行观察和测量，滤 液含固量均小于0 ．1 ％，总滤液比较清澈，达到排 放要求。 3 根据现场的试验效果和经验，为了保证过 滤效果的稳定性，使用该型过滤机时前端工艺需增 加矿浆浓缩工艺，将矿浆浓度由目前的1 2 ％左右 提高至3 0 ％以上，才能连续获得水分 1 8 ％、滤 饼厚5m m 左右的合格产品；试验所选用的滤布脱 水效果理想，工业选型时应考虑卸料操作对滤布的 万方数据 2 0 11 年第1 期 夏红峰某新建选矿厂铁精矿脱水工艺的确定及设备选型 4 9 影响，增加滤布编织面，并进一步增强其透水性， 有效降低滤液的含固量；铁精矿脱水后的滤液较澄 清，经同时对其和自然沉降池的滤液含固量进行对 比，较自然脱水滤液含固量低很多。但考虑其有再 回收价值，若选用此类设备需增加沉淀池，澄清水 循环使用。 2 斜板浓缩机试验 矿浆从设备上部流入给矿箱，沿设定的导流槽 从斜板组模块两侧进入斜板浓缩区，粗颗粒直接沉 降到设备下部浓缩斗内，粗颗粒和液体在上升水流 的作用下从斜板组模块两侧进料孔进入斜板分级浓 缩通道，在上升水流和颗粒重力的双重作用下，在 斜板通道内完成沉降和分离，颗粒逐渐沉落到下部 浓密斗内，澄清的液体和少量的微细颗粒从板顶部 两侧的凹槽排人溢流槽内，达到固一液分离或固一 固分离的目的。 试验选用高频振动变形式斜板浓缩机1 台，型 号B X N 一3 2 ，沉降面积为3 2m 2 。 半工业试验经设备安装、调试稳定后运行共计 6 天，由于现有生产条件限制矿浆量不稳定，试验 有时未能连续。其人矿浓度1 2 ％左右，铁精矿细 度一0 ．0 2 5m m 占9 1 ．5 ％，精矿品位6 3 ．5 ％。具体 试验数据见表2 。 表2高频振动变形式斜板浓缩机试验数据 T a b l e2T h et e s tr e s u l t so fl a m e l i at h i c k e n e rd e h y d r a t i n g 试验结果表明 1 其脱水浓缩后的浓度在6 6 ％一7 1 ．7 ％波 动，浓缩效率高，溢流水清澈，试验效果比较好。 2 设备结构封闭、来料不稳定，无法掌握沉 降区域的变化情况。该机只能作为铁精矿脱水的中 间设备，工业应用须配置过滤设备方可生产出合格 产品。 3 厢式压滤试验 厢式压滤试验机由自动保压功能的液压装置自 动压紧滤板形成滤室；采用中间通道单向由进料泵 给料，当滤液量变小时且在滤室压力稳定一段时 万方数据 5 0 有色金属 选矿部分 2 0 1 1 年第1 期 间，停止进料完成过滤过程，用配有的压榨装置形 成循环水压对过滤形成滤饼进一步高压压榨，该过 程有助于滤饼卸料；当滤液排完、压榨压力稳定一 段时间后进行吹风，该机采用空压机产生的高压气 体对滤饼尤其是在管道中未进人滤室、没有形成滤 饼的部分进行挤压，进一步降低水分，吹风过程持 续一段时间滤液不再排出时，停止吹风，进行卸 料，检查滤布、清除结合面上残留物，若残留过多 则清洗滤布，即完成了整个压滤过程。 用作本次半工业试验的试验机型号8 0 0 型厢式 压滤试验机，过滤面积7 ．8 4m 2 9 块滤板，单块 有效面积0 ．7m x O ．7m ，总有效过滤面积为7 ．8 4 m 2 ， 滤布型号7 5 0 B x 8 0 0 ，材质为丙纶 ，配备搅拌桶1 个，进料泵l 台 扬程7 0m ，流量4 0m 3 ／h ，空 压机 排气量0 ．8m 3 ／m i n ，压力0 ．8M P a 1 台。 半工业试验设备安装、调试稳定后共进行了 2 2 次工作循环，每个工作循环周期为3 0 ～4 0m i n ， 给料1 3 ～1 8m i n ，压力达到0 ．8M P a 时持续3m i n ， 压榨5m i n ，压力0 ．2 加．4M P a ，吹风时间1 ～2m i n 。 试验过程经采样、处理、计算所得试验数据见表3 。 表3厢式压滤试验数据 T a b l e3T h et e s td a t ao fp r e s s u r ef i l t e rd e h y d r a t i n g 其中序号2 l 、2 2 数据为未压榨所测。 试验数据、现场情况分析表明 1 从试验数据看，压滤效果比较好，滤饼水 分 1 8 ％，滤液达到排放标准。试验过程进行了未 压榨和不吹风过程试验，结果表明不同压榨压力对 滤饼水分影响不大，不吹风对滤饼水分影响不超过 1 ％，压榨和吹风过程起到加强过滤和滤饼更易卸 除的作用。 2 过滤过程为周期性循环，多次循环后结合 面上易有残留物，残留过多须及时清洗，否则影响 过滤效果，且增加工作量。过滤过程关键在于给料 时间和给料压力的控制，对给料泵给料稳定性要求 较高。 3 铁精矿产量较大，为连续生产，压滤机自 身工作原理决定其作业过程为周期性作业，而铁矿 选矿为连续生产，工业应用需2 台压滤机交替作 业，给料工艺前须配置缓冲和调整设备。 4 脱水工艺比较 从厢式压滤机压滤、带式过滤机过滤及斜板浓 缩机浓缩试验结果来看，“压滤”和“浓缩 真空 带式过滤”两种脱水工艺均可解决此铁精矿脱水问 题，最终产出合格的产品 铁精矿水分 p ，通过计算得知，可优选标准机型 D U 3 0 ，3 0 0 0 。3 0 表示有效过滤面积为3 0m 2 ，3 0 0 0 表示过滤机有效过滤宽度为3m ，可满足现有生产 要求。 5 ．2 高频振动变形式斜板浓缩机选型 1 计算参数 计算参数如表4 所示。 表4计算参数 T a b l e4C a l c u l a t i o np a r a m e t e r s | ％ 备注铁精矿密度按4 ．5 计。 2 沉降速度 由于物料的粒度很细，且矿浆有一定的黏度， 故物料的沉降速度很慢。同时考虑到溢流基本 无损失，能得到较清澈的溢流，沉降速度取值 为0 ．3m ／h 。 ． 3 沉降面积计算 根据给矿流量和沉降速度计算所需的浓密机沉 降面积 A 号蠹 害妻箬『- 1 7 5 ．6m 2 K 一面积利用系数 根据计算结果，选用B X N 一2 0 0 高频振动变形 式斜板浓密机，沉降面积为2 0 0m 2 。 6 结语 通过考察调研及试验论证，采用“斜板浓缩 带式过滤”工艺完全能解决此新建选矿厂超细铁精 矿脱水难题，目前该项目正在实施中，其工业应用 情况需投产稳定运行后验证，此方案和设备选型对 于类似矿山具有借鉴意义。 参考文献 [ I ] 长沙矿冶研究院．从金堆城东沟钼矿浮钼尾矿中回收铁 选矿试验研究[ R ] ．2 0 0 6 ．1 2 [ 2 ] 第十届选矿年评．同液分离．当代世界的矿物加工技术与 装备[ M ] ．北京科学出版社，2 0 0 6 ．1 2 [ 3 ] 周兴龙．选矿厂固液分离技术及设备研究应用进展[ C ] ．第 九届选矿大会论文集．2 0 1 0 ．0 9 [ 4 ] 中国选矿设备手册编委会．中国选矿设备手册[ M ] ．北 京科学出版社，2 0 0 4 ．1 2 P r a c t i c eo fe q u i p m e n ts e l e c t i o na n dd e t e r m i n i n gt h ep r o c e s so fm a g n e tc o n c e n t r a t e d e h y d r a t i n gi nan e w - b u i l tc o n c e n t r a t ep l a n t X L 4H o n g f e n g J i n d u i c h e n gM o l y b d e n u mM i n i n gR u y a n gC o ．，L t d ，R u y a n gH e n a n4 7 1 2 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t S e m i i n d u s t r i a lt e s tu s i n gb o t hp r e s s u r ef i l t e ra n dc o n c e n t r a t i o nc o m b i n e dw i t hv a c u u mf i l t e r f o ri r o nc o n c e n t r a t ed e h y d r a t i n gi nan e w l yb u i l tc o n c e n t r a t i o np l a n tW a Sb r i e f l yi n t r o d u c e di n t h i s p a p e r ． B a s e do nt h e c o m p a r a t i v ea n a l y s i s o ft h et e s tr e s u l t sa n dt h ed o m e s t i cp r o c e s sp r a c t i c e ，t h ep r o c e s so f c o n c e n t r a t i o nc o m b i n e dw i t hf i l t e rW a sd e t e r m i n e d ．A c c o r d i n gt ot h e d e s i g nc a p a c i t y ，s u i t a b l e l a m e l l a t h i c k e n e ra n dv a c u u ms t r a pf i l t e ra r es e l e c t e da 8i n d u s t r i a lp r o d u c t i o ne q u i p m e n tt os o l v et h ep r o b l e mo fi r o n c o n c e n t r a t ed e h y d r a t i n g ． K e yw o r d s i r o nc o n c e n t r a t ed e h y d r a t i n g ；e q u i p m e n ts e l e c t i o n ；l a m e l l at h i c k e n e r ；v a c u u ms t r a p f i l t e r ；p r e s s u r ef i l t e r 万方数据