中53 m高致浓密机雇平果铭土矿的应用.pdf

S u p p l A u g u s t 2 0 0 5 金属矿山 ME T AL MI NE 增刊 2 0 0 5 年 8月 中 5 3 m高致浓密 机雇平果铭土矿的应用 罗 桂民 黄振艺 中铝股份广西分公司 摘要 浓密机絮凝 N T一3 0 影响。 普通浓密机在平果铝土矿一期工程的应用现状， 认真分析了铝土矿矿泥的特性及其对 介绍了功 5 3 m高效浓密机的结构和性能特点以及在平果铝土矿二期工程的应用实践， 并就浓密机的操作控制及工艺难点进行了系统分析 关键词铝土矿矿泥高效浓密机优化 ，对 其 操 作 条 件 的 完 善 及 优 化 改 进 进 行 了 探 索 。 T h e A p p li c a t i o n o f 中 5 3 Me t e r s L u o G u i mi n T h i c k e n e r i n P i n g g u o B a u x i t e Mi n e C h a l c o . G u a n g x i B r a n c h , H u a n g Z h e n y i P i n g g u o , G u a n g x i C h i n a A b s t r a c t T h i s a rt i c l e a n 吻z e s t h e c h a r a c t e r i s t i c o f b a u x i t e m u d , a n d i t s i n fl u e n c e f o r m u d fl o c c u l a t i n g , s e t t i n g i n t h i c k e n e r b a s e d o n t h e a p p l i e d s t a t u s o f N T 一 3 0 t h i c k e n e r i n t h e f i r s t p h a s e p r o j e c t o f P i n g g u o b a u x i t e m i n e . T h e a r t i c l e i n - t r o d u c e s t h e c h a r a c t e r i s t i c o f s t ru c t u r e a n d f e a t u r e o f cb 5 3 m e t e r s t h i c k e n e r , a n d i t s a p p li c a t i o n , p r a c t i c e i n t h e s e c o n d p h a s e p r o j e c t o f P i n g g u o ; a n a l y z e s t h e o p e r a t i n g c o n t r o l a n d p r o c e s s i n g d iff i c u l t y o f o 5 3 m e t e r s t h i c k e n e r , p r o b e s i n t o c o n s u m m a t i n g a n d o p t i m i z i n g f o r i t s o p e r a t i n g c o n d i t i o n s . K e y w o r d s B a u x i t e m u d , H i g h e ff i c i e n c y t h i c k e n e r , O p t i m i z a t i o n 含泥率高 6 0 左右 是平果岩溶堆积型铝土 矿的主要特点之一， 在对其开发利用时， 必需经过采 矿、 洗矿、 破碎、 配矿工序才能获得满足氧化铝厂需 要的合格铝土矿。基本作业流程如图1 所示。 图1 平果铝土矿开发利用基本流程 从采场采出的含泥铝土矿经洗矿流程处理后， 将胶结在一起的矿石与矿泥分离开， 并形成两种产 物 洗后矿和浓度 1 2 左右的洗矿尾矿。平果铝土 矿目 前采用湿法或干法方式来处理这部分洗矿尾 矿， 其技术流程如图2 所示。 图2 洗矿尾矿处理技术流程 在平果铝土矿现行的洗矿尾矿处理工艺流程 中， 浓密机是最主要的沉降、 浓缩设备。由于洗矿生 产过程的水耗很大， 如果未对洗矿后产生的大量泥 浆水进行沉降、 浓缩， 再将澄清的溢流复用于洗矿流 程， 仅仅依靠新水维持洗矿生产是不可想象的。因 此， 浓密机对于洗矿泥浆水中 矿泥的沉降、 浓缩性能 的好坏， 以及浓缩回水率的高低与洗矿流程能否正 常、 连续、 高效生产密切相关。 1 平果铝土矿一期工程浓密机的应用现状 平果铝土矿一期工程设计的尾矿处理方式为湿 法工艺 指采用一般的沉降、 浓缩、 脱水或过滤技 术 ， 尾矿设计浓度为2 4 . 6 ， 设计浓缩回水率为 5 5 . 6 ， 配置的主要处理设备为3 台N T一 3 0 普通 型周边传动浓密机。 但在实际生产中由于该类型浓 密机的工艺性能不适用于平果铝土矿微细颗粒物料 的沉降， 浓密机排放底流浓度只有2 0 ， 浓缩回水 率仅3 8 左右， 每年洗矿新水消耗高达 5 0 0多万 m 3m， 这对宝贵的水资源构成了潜在威协， 也影响到 矿山的可持续发展。 2 矿泥特性对浓密机絮凝、 沉降的影响 平果铝土矿矿泥的主要特性 ①矿泥由一水硬 罗桂民 1 9 6 5 一 ， 男 ， 中铝广西分公司矿山部， 副主任， 高级工程师， 5 3 1 4 0 0 广西平果县。 4 5 2 罗 桂民等 小 5 3 m高效浓密机在平果铭土矿的应用2 0 0 5年 8月 铝石、 三水硬铝石、 高岭石、 锐钦矿、 针铁矿、 赤铁矿、 粘土、 石英等组成， 平均密度2 . 7 4 t / 扩， 矿泥塑性指 数高达2 2 . 8 ， 矿泥粘性大; ②矿泥主要为粘土， 亚粘 土， 含粘粒、 胶粒比例高; ③矿泥粒度组成以微细颗 粒为主， 微细粒级含量大 - 0 . 0 3 7 m m粒级占8 0 以上 ， 而且粒度组成变化大。 由于矿泥在浓密机内的沉降以干涉沉降为主， 而影响颗粒沉降速度的主要因素是给料粒度组成、 固体密度、 矿浆粘度、 给矿浓度、 絮凝剂类型和用量 等。因此， 矿泥性质 粒度组成、 密度、 粘度 对其在 浓密机内絮凝、 沉降、 浓缩影响很大， 给料中微细粒 级含量越大、 被絮凝沉降的物料密度越小、 矿浆粘度 越高， 颗粒的沉降速度越慢， 物料越难沉降。可见平 果铝土矿矿泥粒度细、 密度小、 矿浆粘度大等性质决 定了 其极难沉降的特性。 3 p 5 3 m高效浓密机简介 基于一期工程浓密机的应用现状， 以及矿泥的 物料特性， 平果铝土矿二期工程引进了2台美国贝 克工艺公司的币 5 3 m高效浓密机， 该浓密机在结构 及性能方面的主要有以下特点。 1 0 5 3 m高效浓密机主要设计工艺指标见 表 1 。 表1 币 5 3 m浓密机主要设计工艺指标 释而与絮凝剂混合， 然后切向进人给料井并给人到 液面之下， 避免夹带人大量空气， 减轻气泡对已形成 的矿泥絮团所造成的碎裂、 干扰; 而已絮凝的料浆在 浓密池内呈不规则径向分布， 固体颗粒将会快速脱 离固液界面而沉降。随着料浆接近所要求的底流浓 度， 压缩层将在矿浆界面之下逐渐形成。耙架装置 的不断转动， 使已 浓缩的料浆往中心排料锥口 聚集， 从而形成底流的排放。 4 中 5 3 m高效浓密机的实际应用及其优化 平果铝土矿现行的浓缩系统工艺流程如图3 所 示。 洗矿泥浆水 浓密机 没 抓「 一 回水 返回洗矿流程 底流池一 去压池系统 { 去排泥库 项 目名称 沉 降 面 稠 m 2 台 一 ’ 给 料干 量 / t h 一 ’ 给料平均浓度/ 底流浓度/ 溢流 含固 量 /M g L 一 ‘ 指标 22 0 5 1 5 8 3 3 51 5 0 从表1 可看出， 中 5 3 m浓密机的 单位面积处理 能 力高 达1 . 7 2 t/ m 2 d 、 底流 浓度可达到3 3 ， 分别是N T 一 3 0 浓密机的1 8 1 , 1 6 5 。可见币 5 3 m浓密机具有处理能力大、 浓缩效率高的优点。 2 币 5 3 m浓密机的结构特点及工作特点。 ①巾 5 3 m浓密机的结构特点。配备有耙架中心液 压驱动装置及耙架自 动液压提升装置， 可承受较高 的连续工作扭矩; 给料稀释系统 E 一 D U C系统 ， 即 利用浓密池内已澄清的水对给料矿浆进行稀释， 更 利于矿泥颗粒与絮凝剂产生絮凝作用; 自 动控制系 统， 如耙架扭矩或耙架提升自动控制、 泥床料位监 控; 中 7 m的中 央给料井， 给料系 统为切向 配置的双 管进料井。 ②币 5 3 m浓密机的工作特点。 料浆通 过给料管自 流进人， 在 E一 D U C系统作用下得到稀 图3 平果铝土矿浓缩系统工艺流程 从图3 可看出， 对矿泥进行浓缩、 沉降处理的关 键设备是浓密机， 因此浓密机的性能及其工艺状况 对底流浓度及浓缩回 水率影响很大。 在平果铝土矿二期工程投产初期， 因大型高效 浓密机属首次 使用， 币 5 3 m浓密机的 使用效果并不 理想， 主要表现在进人中央给料井的料浆混有大量 气泡， 料浆经常在E一 D U C稀释系统的喇叭口处翻 涌， 严重影响到矿泥絮团的形成以及沉降， 造成浓缩 底流浓度不高， 而且底流浓度波动幅度大， 导致浓密 机的工艺控制相当困难， 工艺指标亦经常波动。 针 对上述问题， 在分析清楚原因后， 实施了一系列的 优 化措施， 使得币 5 3 m浓密机的 运行状况明显改善。 1 安装调节闸板。在浓密机进料管管口 前加 装可调控流量的调节闸板， 利用料浆淹没进料管管 口的方式将其与空气隔开， 避免空气随料浆混人; 料 浆在E - D U C 稀释系统的喇叭口 处翻涌时， 通过调 节闸板的开启度来消除料浆翻涌现象， 从而保证料 浆完全进人浓密机的中央给料井， 并在絮凝剂的作 用下进行有效的絮凝、 沉降。 2 增设排气装置。在浓密机E一 D U C系统的 喇叭口 后部安装排气管， 将部分随料浆夹带进来的 空气在进人中央给料井之前预先排出， 从而有效避 免在给料井内 产生大量的气泡， 有助于矿泥絮团的 形成 大量的气泡会使已形成的絮团破裂， 并干扰 4 5 3 增刊金属矿山2 0 0 5年8月 已形成絮团的沉降 ， 增强矿泥沉降效果。 3 进料管缩径处理。与设计值相比， 来自 洗 矿系统的料浆流量偏低而浓度偏高， 且经常波动、 变 化， 使得浓密机设计所选的D N 5 0 0 进料管明显偏 大， 无法保证满管进料， 大量的空气被夹带进来， 料 浆经常在E 一 D U C系统的喇叭口 处翻涌 或者在给 料井内产生大量气泡 ， 致使已形成的矿泥絮团破 裂 或者阻碍矿泥絮团的沉降 ， 矿泥的絮凝、 沉降 效果明显下降。因此对原进料管进行了缩径处理， 即在进口 处换用一段D N 3 5 0 的管子， 以保证满管进 料。 4 改双管进料为单管进料。设计时每台浓密 机均配置有2 条给料管， 但在实际生产过程中， 由于 来自 洗矿系统的料浆流量变化波动较大， 采用双管 进料时， 经常出现进料管管口 露出液面的情况， 导致 大量空气进人给料管， 影响给料井内 矿泥的絮凝、 沉 降。在采用单管进料方式后， 并在满足进料流量的 同时， 有效避免了上述情况的出现。 对小 5 3 m浓密机进行一系列的优化后， 取得了 明 显的 效果， 见表2 。 此外， 币 5 3 m浓密机与N T - 3 0 浓密机的实际工艺指标比 较见表3 0 表2 币 5 3 m浓密机优化前后的有关指标比 较 项 目名称 处理能力 / t 干 泥 h 一 ’ 排放底流 浓度/ 溢流固含量 / m g L 一 ’ 浓缩回水率 / 2，孟 57 75刃 匕︸6 优化前 优化后 2 8 . 0 0 3 3 . X 90l58 表3 0 5 3 m浓密机与N T 一 3 0 浓密机的实际 指标比 较 行、J -nOOO 八‘，‘月j4 ，.二 337141 实 际工 艺 指标 处 理 能 力 // t 干 泥 h 一 ‘ 给料平均浓度 / 平均排放底流浓度/ 回水利用率/ 絮 凝 剂 用 R /9 t T- V 4 5 3 m浓密机N T 一 3 0 浓密机 1 5 8 1 2 土矿处理量变化大， 或者原矿含泥率的变化， 造成洗 矿尾 矿 浓度 波动范围 大 9 . 5 一1 5 ， 导致0 5 3 m浓密机的实际给料浓度明显高于设计浓度 7 ， 直接影响矿泥的絮凝沉降效果， 对浓密机的 操作控制不利， 导致币 5 3 m浓密机的浓缩回 水率比 设计值低。因此根据实际情况， 总结出如下的操作 控制思路或方法， 以保证币 5 3 m浓密机的有效应 用。例如洗矿尾矿浓度过高 如 1 2 . 6 ， 可将沉 砂池的污水 平均浓度3 扬送回来， 以降低浓密 机的给料浓度， 尽量满足或接近浓密机的给料要求。 如果浓密机运行的扭矩过高 如接近或超过5 0 ， 说明浓密机内泥床料位过高， 尚未排放底流时应尽 快排泥， 以免浓密机超负荷运转， 同时避免出现因底 流浓度过高而使排泥输送困难的状况。一般情况 下， 尽量不要让浓密机运行的扭矩超过4 0 .絮凝 剂的添加以保持澄清的溢流为原则来进行控制， 既 不应过量， 又不能添加不足， 以保证良好的絮凝、 沉 降效果， 同时维持稳定的泥床料位。排泥泵的转速 以实现浓密机的目 标浓度 3 3 底流浓度 为原则 进行控制， 即通过变频输送来控制浓密机的底流浓 度， 使排放浓度保持相对稳定。 6 结论 根据二 期工程巾 5 3 m浓密机的 实际 应用情况， 以及与一期工程普通浓密机的比 较结果， 币 5 3 m浓 密机经过优化、 完善后， 基本达到了其设计的工艺指 标。由于其排放底流浓度较高， 除浓缩回水率提高， 可节约新水消耗， 有效保护水资源外， 还可以加速排 泥库所堆存泥浆的沉降和固化， 增加排泥库的整体 稳定性、 安全性， 降低排泥库泥浆渗漏的风险， 减少 排泥库的治理费用， 最终延长排泥库的使用寿命。 因此， 对平果岩溶堆积型铝土矿矿泥的处理采用大 型化、 高效化的浓密机是有利的、 正确的。 参考文献 从表2 , 3 可见， 经优化完善后， 0 5 3 m浓密机 的有效处理能力、 底流浓度、 回 水率均明显提高。而 由于排放底流浓度的提高， 在处理的干泥量相同的 情况下， 二期往排泥库排放的泥浆量只是一期的 5 5 ， 这大大减轻了排泥库的堆存压力， 从而可以有 效延长排泥库的使用寿命。 5 中 5 3 m高效浓密机的操作控制 实际生产过程中， 由于给人洗矿流程的含泥铝 罗桂民. 平果铝土矿矿泥沉降技术的应用实践与改进探索. 第四 届全国 轻金属会议论文集， 2 0 0 1 B a k e r p r o c e s s , I n s t a ll a t i o n , O p e r a t i o n a n d m a i n t e n c e m a n u a l f o r 小 5 3 m b a u x i t e t h i c k e n e r s . B a k e r p r o c e s s , 2 0 0 2 周龙廷. 选矿厂设计. 长沙 中南工业大学出版社， 1 9 9 9 收稿日 期2 0 0 5 - 0 6 - 0 8