脱水流程及设备对精矿质量的影响.pdf

第 3 o 卷 第 1 期 2 0 0 3 有色金属设计 N0NF E RRol I s蛐 玎 AL S DE S I GN Vo 1 ．3 o No ．1 2 0 0 3 脱水流程及设备对精矿质量 的影响 侬 燕灵 昆明有色冶金设计研究院，云南昆明6 5 0 0 5 1 摘要针对选矿厂设计中，脱水流程及设备对精矿产品含水量的影响，提 出了应优化脱 水流程设计，采用先进、合理的脱水设备，方能达到提高精矿质量、节省能耗、减少投资的 目 的 。 关键词 脱水流程 ；脱水设备 ；精矿质量 ；含水量 中图分类号 T D9 2 6 ． 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 2 6 6 0 2 0 0 3 0 1 一O 0 2 6 0 4 I n fl u e n c e o f D e w a t e r i n g P r o c e s s F l o w a n d E q u i p me m o n C o n c e n t r a t e Q u a l i t y NONG Ya n -- l i n g K u n m i n g D e s i g n a n d R e s e a r c h I n s t i tu t e o f N o n - f e mm s M e t a l l u r g y ，K u n m i n g 6 5 0 0 5 1 ，C h i n a A ] t l a c t -T h e P a p e r p u t s f o r w a r d t h a t o n l y o p“t ro p i cs t h e d e s i g n o f d e w a t e r i n g p r o c e s s fl o w， a d o p t i ng a d v a n c e d a n d a p p r o p r i a t e d e wa t e fin g e q u i p me n t o _ ．a n t h e a i ms b e a c l I i e v e d o f i mp r o v i n g t h e c o n ． e e n t mt e q u a l i t y，r e d u c i n g e n e r g y c o n s u mp ti o n a n d d e c r e a s i n g c o s t ． Ke y wo r d s D e w a t e fi n g p r o c e s s fl o w；d e w a t e r i n g e q u i p me n t ；c o n c e n t r a t e q u a l i t y ；w a t e r c o n t e n t 1 概述 在选矿设计中，脱水流程及设备选取是 否得当，对精矿产品的含水量影响很大 。精 矿水份是否达到产品要求，直接影响到精矿 产品的包装和运输、企业的经济效益和选矿 厂设计的先进性。由此可见 ，脱水在选矿厂 设计 中是十分重要的。 选矿工艺流程 由 3大部分组成 碎矿、 磨选及脱水，人们一般较重视前 2 个部分， 常常忽视了脱水部分。也许是因为脱水流程 简单、设备少、投资少等原因， 所以，在选 矿厂设计中，脱水常常作为一个次要作业存 在而不为人们所重视 ，这样造成的后果是严 重的，或影响产品质量，或造成精矿损失 ， 或增加不必要的能耗，或给环境带来污染 等。 例如杨家杖子选矿厂，磨矿细度为 一 0 ． 0 7 4 n a n 8 5 ％～ 9 o ％，利用 8 i n 中心传动 浓缩机浓缩 ，排矿给 5～6 i n圆筒外滤式真 收稿 日期 2 o o 2一I O一2 5 作者简介 侬燕灵 1 9 6 2一 ，女 ，广西 人，工程师 ，主要从事选矿 厂设计工作 ． 维普资讯 第 1 期 侬燕灵 脱水 流程及设备对精矿质量 的影响 空过滤机 、水 分为 1 8 ％ ～2 3 ％的滤饼 用螺 旋输送机送至 1 9 n l 回转窑干燥 ，最终水 分 4 ％。此工艺主要是 滤饼水分高 ，为了确 保水 分 4 ％ 装 袋 要 求 ，急 加 温 3 0 0 ％ ～ 4 0 0 ％ ，结果 造成 回转 窑严重 损坏 ，1 8 m i l l 厚钢板窑仅使用 4 5 d 每个窑体单价 8 0 0 0 元 ，影响了生产 ，造成经济损失。铅锌选 矿厂也存 在精矿过 细的 问题 一0 ． 0 7 4 m i l l 9 0 ％ ，致 使过 滤效果 低 ，水 分大 于 1 2 ％， 冬季冻矿仓 ，放炮 炸坏建筑物 ，跑浑严重 ， 损失精矿 ，仅 1 9 8 4～1 9 8 5年 ，损失铅 精矿 4 3 ． 6 8 t ，价 值 1 0 ． 4 8万 元 ，损 失 锌 精 矿 1 5 1 ． 4 4 t ，价值 2 4万元 。 由此可见 ，选矿厂脱水的重要性 ，其工 艺的合理 与否 ，直接影响选厂的经济效益 。 选矿指标的先进程度 ，最终 由脱水产品表现 出来 ，我们不应该把到手的金属轻易放弃。 2 脱水流程 的选 用 精矿脱水的过程 也即固液分离 的过程 ， 固液分离的好坏将直接影响到产品质量。 精矿中一般含水有 重力水分 、毛细管 水分 、薄膜水分和吸湿水分 4种。重力水分 可利用沉淀浓缩来脱去 ，浓缩后的水分一般 可达到 5 o ％左右 ；对于毛细管水 分及部分 薄膜水分 ，要 采用强迫 过滤的办法 才能脱 去 ，过滤后水分 一般可达 到 1 5 ％ ～2 0 ％左 右 ；至于残余 的薄膜水分和全部 吸湿水分 ， 则只能采用干燥 的方法使其蒸发扩散 出去 ， 干燥后的水分一般可达 1 0 ％左右。 脱水流程比较简单，两段脱水 浓缩 过滤或 三段 脱水 浓 缩 过滤 干燥 ， 但在设计中应如何选择呢三段脱水流程是 否能改用两段脱水流程呢都是值得研究 的 问题。脱水流程的确定很大程度上与矿石性 质、脱水难易度 、产品质量的要求及设备的 选用有关。对于不是很难脱水的矿石 ，应尽 量采用两段脱水，有时可借助脱水效率高的 机械设备来满足要求 ，若是还不能满足产品 的要求 ，则应考虑三段脱水。 在设计 中，三段脱水是否能改为两段脱 水呢 目前这 已成为现实，易 门铜矿木奔选 厂就是通过更换新设备将三段脱水改为两段 脱水 ，用 S Z Y一1 5型全 自动压滤机后 ，使两 段脱水精矿水分达到小于 1 4 ％的要求。 在兰坪浮选工业试验厂脱水流程的设计 上，就考虑了压滤机，氧化锌磨矿细度细 一0 ． 074 m i l l 8 0 ％ ，属 较 难脱 水 的 矿石 ， 采用一般过滤机难以达到水分要求，使用压 滤机后 ，精矿水分为 1 4 ％，达到产品要求 ， 铅精矿容易沉降 ，设计上采用沉淀池脱水 ， 硫化锌用外滤式圆筒过滤机过滤，滤饼水分 为 1 4 ％ ～1 5 ％。 国外近年来采 用一些深 度脱水 的新技 术 ，在工业上实现了两段脱水，取消了干燥 作业，与常规的三段脱水流程相 比，基建投 资低一半 ，经营费用降低 6 0 ％。 麻 阳铜矿设计采用 2台 ’瞄一1 0 m 2 圆 筒真空过滤机和 1 ． 5 n l 1 2 n l 干燥窑脱水。 1 9 8 7年初 ，安装 1台 S Z Y一1 5 m 2 压滤机取 代原有 2 台圆筒过滤机和干燥窑，通过半年 生产实践 ，水分降低 0 ． 2 1 ％，电耗 由 4 0 ． 7 6 下降到 2 9 ． 1 9度／ t ，维修费下降 7 8 ％，脱水 成本 由 9 5 8元／ t 降至 4 3 8元／ t 。三段 与两段 能源消耗及经济指标对 比见表 1 。 表 1 能源消耗及经济指标对比表单位万元 T a b ． 1 G。 l I l p 日 I i 8 o n B e t w e e n E n e r g y O】 l l 鲫埘p t i 0 n a n d E c K II I I i C I n d e x 装机电耗水耗 建筑设备附属 流程 容量／ 度／ 基建面积购置设备 ／ k W t t 一 。 ／ 费 费 三段1 2 0 ． 5 0 4 0 ． 7 6 5 ． 2 7 二段8 o ． 5 5 2 9 ． 1 9 2 ． 5 6 1 7 ． 40 5 20 ． 0 o 2 0 ． 7 0 4． 7 0 3． 2 0 8 o． 0 o 1 O． 0 o O． 9 3 东川滥泥 坪矿原 干燥车 间在海 拔 1 0 0 0 n l 以下，磨浮车间在3 0 0 0 n l 以上，两地直 线距离数 1 0 k m，矿浆 自流输送，损失很大 维普资讯 有色金属设计 第 3 o卷 3 0万元／ a 。采 用三段脱 水 ，盘式真 空过 滤机过滤后 ，水分 近 2 0 ％，还需用 回转窑 烘干 精矿 ，能耗 极大 ，2 0 0 0年 订购 了 1台 宜兴的 H T G一1 2型陶瓷过滤机 ，将三段脱 水改为两段脱水 ，精矿水 分为 1 2 ％ ～1 4 ％ 左右，取得了较为理想的效果 。 从上述这些例子可看出，将三段脱水改 为两段脱水不是不可能的，而是一种行之有 效的办法。在设计中，对流程的选取要做到 经济 、合理 ，满足生产需要 ，实现全优的设 计 。 3 脱水设备的选择 脱水流程与设备是相辅相承的，脱水设 备对产品质量影响极大 ，是显而易见的。在 此 ，主要对浓缩过滤设备进行探讨 ，干燥设 备不作介绍。 脱水的第一段作业是脱去颗粒间的重力 水分 ，在设计中一般采用浓缩机。因为浓缩 机具有工作可靠、维修方便、经营管理费 低、并能对给料起储存 和缓 冲作用等优点。 普通浓缩 机是 以颗粒 的重力沉降为工 作原 理 ，处理微细粒物料效率很低 ，需要的浓缩 面积大， 基建投资高。为了提高浓缩效率， 在浓缩机 中加倾斜板或加絮凝剂 ，都可达到 提高浓缩效率的 目的。倾斜板的加入 ，使矿 石颗粒的沉降距离大为缩短 ，相应的沉降面 积增大；而絮凝剂的加入，使微细颗粒兼并 成较大的颗粒团 ，使其迅速沉降。 高效浓缩机对处理微细粒物料有奇特的 效果，比常规浓缩机效率高数倍至数 1 0 倍， 基建投资为同样处理能力的普通浓缩机的 3 8 ％。虽然其经营费用比普通浓缩机高 ，但 用来浓 缩微细物料 ，可得 到较高 的底 流浓 度 ，提高了下一作业的效率 ，这样可从节能 中得到补偿 。江苏吴县铜矿 ，将普通浓缩机 改造为高效浓缩机，改造前后对 比见表 2 。 改造后溢流水含固体量减少，沉砂浓度 提高 ，说明高效浓缩机确实有效。 马鞍山矿山研究院对 G X一1 2 高效浓缩 机进行 了研究与工业试验 ，在添加絮凝剂的 条件下 ，其底流浓度可稳定在 4 0 ％ ～6 5 ％， 溢流水中悬浮物含量在 3 0 0 n a g以下 ，单位 面积的处理 能力 比普通浓 缩机提 高 5倍 以 上 。 表 2 普通浓缩机与高效浓缩机对比表 Ta b． 2 Co l l l p l h - n Be t we e n Co mmo n Th i c ke n e r a n d H i 曲一e ff i c i e n t q t i c k e n e r 无凝高效浓缩机不失为提高浓缩效率的 一 个有效方法之一，但絮凝剂的选用与否， 应根据具体情况而定，要作经济比较。对于 普通型浓缩机就可达到要求的 ，应选用普通 型为好。在鹿厂银铜矿第一段脱水作业的设 备选取上，就选用了普通型浓缩机 中心传 动 N Z S 一1 2 该 矿 属并不 十分难脱 水的矿 石，且磨矿细度较粗，用普通型浓缩机即可 达到要求。 精矿脱水第二段作业是过滤，目前过滤 设备进展较快 ，出现 了许多新设备 ，但真正 用到选矿厂脱水作业上的并不多 ，如今用得 最多的是压滤机 。 前些年选矿厂使用的过滤设备一般为圆 盘式或圆筒式真空过滤机 ，这类设备是利用 真空产生压差过滤，要求较高的真空度，滤 饼水分一般为 1 5 ％ ～2 5 ％，有时甚 至难 以 达到产品要求 ，得再加一段干燥作业，这是 不经济的。近年来 ，用压滤机代替真空过滤 机收到 良好效果。麻 阳铜矿选矿厂真空过滤 机与 自动 压 滤 机产 品经 济 指 标 对 照表 见 表 3 。 维普资讯 第 1 期 依燕灵 脱水流程及设备对精矿质量的影响 2 9 表 3 真空过滤机与自动压滤机经济指标对照表 T a b ． 3 C o mp a r i s o n o f E c o n o mi c I n d e x e s B e t w e e n V a c u u m F i l t e r a n d A u t o ma t i c P I F i l t e r 水 口山矿务局 将 4个精 矿系统进 行改 造 ，用 8台压滤机 取代 1 3台真空过 滤机 ， 总面积 由 1 8 0 m 2 下降至 9 6 m 2 ，下 降 4 6 ％， 总装 机 容 量 下 降 5 5 ％，每 年 可 节 约 能耗 9 7 2 t 标煤 ，减少精矿水分运输量5 0 0 0 t ，减 少途损金属量 1 0 0 t ，每年可获经济效益 4 o 万元 。 美 国 B u t t e r 选厂安装 了 3台卧 式 L a s t a 1 5 0 0 x 4 4 ／ 5 0 I S D型 自动 压滤机代替 原来 的 真空过滤机 和干燥 设备 ，操作工人 由原来 6 0～7 0人减 至 3人 ，基建 投资少 一半 ，生 产费用仅为原来 的 4 o ％。 表 4 陶瓷过滤机与外滤式真空过滤机对比表 T a b．4 C o m p n B e t w e e n C e r a mi c F i l t e r a n d O u t w a r d fl o w Va c u u m F 丑 t e r 生产能力／ t h l 5 4 5 4 5 滤饼水分／ ％ 1 3 8～1 0 8 1 0 装机功率／ k W 9 0 2 2 2 8 电耗／ [ 万度 台 a ] 6 4 ． 8 1 5 ． 8 4 2 0 ． 1 6 维修消耗／ 万元 - a l 2 4 1 ． 8 3 2 投资／ 万元 4 o 土建 3 0 6 0 0 3 0 0 投资折I E I ／ 万元 台 3 ． 5 3 0 1 5 年利息成本／ 万元 台 7 6 o 3 o 年生产能力／ 万吨 台 - 1 9 2 7 2 7 吨精矿过滤成本 ／ 元 6 ． 8 5 ． 3 3 ． 3 注 设备 折旧按 2 0 a 计算 。 压滤机滤饼水分低 ，处理能力大 ，可处 理较难过滤的精矿，滤饼水分一般不超过 1 5 ％，可简化脱水流程 ，如取 消干燥 作业 ， 使三段脱水变为二段脱水。 对于一些好过滤 的精矿 ，也可采用陶瓷 过滤机 ，虽然设备投资大，但效益高 ，它最 大的优点是产量大 、水分低 、劳动强度低 、 无污染等 ，不失 为一种 有效 的精 矿脱水设 备。国内外陶瓷过滤机与外滤式真空过滤机 对 比见表 4 。 1 台陶瓷过滤机生产能力相当于 3台外 滤式圆筒真空过 滤机 ，精矿水 分降低 3 ％， 每年节约运费 1 6 万元 ，途耗降低 2 ． 5 ％。 4 结语 随着矿产资源的变贫、变细 、变复杂 ， 需要把矿石磨得更细，以提高选矿指标和产 品质量 ，这就增大了脱水的难度。所 以，发 展和使用先进的、自 动化程度高的设备，已 成为选矿领域 的一种发展趋势 。工艺流程及 设备选取得当，可节省能耗 ，减少投资及经 营管理费用，较好地保护环境等。如压滤机 的使用，使采用二段脱水流程得到合格精矿 产品成为可能 ，一般真空过滤机的脱水成本 为 3 ． 2 5美元／ t ，用压滤机 的脱水成本 为 2 ． 0 6 美元／ t ，因此 ，在设计中，应充分研究 矿石性质 包括试验 ，选用相应的设备和 流程，使设计更趋完善。 维普资讯