鉬精礦脫水新工藝研究及應(yīng)用

劉迎春，李九洲，張美鴿

（金堆城鉬業(yè)股份有限公司，陜西華縣714102）

0 前言

百花嶺選礦廠于1983年11月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)模15 000 t/d，鉬精選段分3個系統(tǒng)，鉬精礦品位45％。通過多次工藝改造，生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)逐年提高，目前日處理能力達(dá)到2.2萬 t，鉬精礦品位達(dá)到52％以上。尤其是2007完成了鉬精礦脫水新工藝及產(chǎn)業(yè)化研究，2、3系統(tǒng)可生產(chǎn)57％高品質(zhì)鉬精礦。高品質(zhì)鉬精礦采用浮選柱與浮選機(jī)聯(lián)合生產(chǎn)的工藝流程，2系統(tǒng)在精選段增加了一次立磨，3系統(tǒng)增加了兩次立磨，高品質(zhì)鉬精礦產(chǎn)品粒度變細(xì)，利用現(xiàn)脫水工藝難以滿足生產(chǎn)，為了滿足鉬產(chǎn)品后續(xù)加工作業(yè)，對鉬精礦脫水新工藝研究應(yīng)用顯得非常重要。

1 現(xiàn)生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀及其存在的問題

1.1 鉬精礦脫水工藝現(xiàn)狀

百花嶺選礦廠現(xiàn)鉬精礦脫水生產(chǎn)工藝流程為濃縮、過濾、干燥。濃縮作業(yè)為3臺φ12 m中心傳動式濃縮機(jī)，濃密機(jī)底流經(jīng)泵給入TZG－5圓筒真空過濾機(jī)，濾餅經(jīng)螺旋輸送機(jī)給入ZLG－5蒸汽螺旋干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后鉬精礦水分小于10％，然后經(jīng)螺旋輸送機(jī)送到精礦倉。存在主要問題如下：

（1）工藝流程繁瑣，設(shè)備陳舊老化，所需設(shè)備臺套多，能耗大，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的熱蒸汽、煙氣、粉塵等造成了一定的環(huán)境污染。

（2）3個精礦系統(tǒng)共用一條過濾、干燥工藝生產(chǎn)線，造成了高品質(zhì)鉬精礦與普通鉬精礦交叉污染，污染情況考察結(jié)果見表1。從表1看出：經(jīng)過濾、干燥后，高品質(zhì)鉬精礦品位先后降低了0.79、0.82個百分點(diǎn)，共降低1.61個百分點(diǎn)；而普通鉬精礦先后升高了0.49、0.80個百分點(diǎn)，共升高1.29個百分點(diǎn)。

（3）隨著高品位（57％）鉬精礦的生產(chǎn)，產(chǎn)品細(xì)度變細(xì)，導(dǎo)致生產(chǎn)過程中堵塞濾布，造成濾餅水份大，脫水生產(chǎn)效率降低，細(xì)度對比見表2，生產(chǎn)考察情況見表3。

表1 過濾、干燥過程中鉬品位交叉污染情況 ％

為了保證高品質(zhì)鉬精礦的正常生產(chǎn)，徹底改變鉬精礦脫水生產(chǎn)過程對環(huán)境的污染現(xiàn)狀，對舊的精礦脫水工藝進(jìn)行改造已勢在必行。研究的重點(diǎn)就是去掉干燥作業(yè)，用高效的過濾設(shè)備取代現(xiàn)有的設(shè)備，變?nèi)蚊撍に嚍槎蚊撍に嚒?/p>

表2 普通鉬精礦與高品位鉬精礦細(xì)度對比

表3 普通鉬精礦與高品位鉬精礦脫水生產(chǎn)指標(biāo)

2 過濾設(shè)備考察和試驗(yàn)

2.1 過濾設(shè)備考察

為了鉬精礦脫水新工藝的設(shè)計(jì)，筆者分別對快開式壓濾機(jī)、折帶式過濾機(jī)、閃蒸干燥機(jī)、微波、電磁螺旋干燥機(jī)、LAROX全自動壓濾機(jī)進(jìn)行了考察。通過考察了解到快開式壓濾機(jī)和帶式過濾機(jī)過濾后的濾餅水份較高，過濾之后仍需要干燥；閃蒸干燥機(jī)、微波和電磁螺旋干燥機(jī)的給料水份要求在20％左右，入料之前需過濾，在干燥過程中產(chǎn)生部分煙氣、粉塵污染；LAROX壓濾機(jī)給料濃度范圍大，壓濾后精礦水份可以達(dá)到10％以下，自動化水平高，處理量大，可以縮短脫水工藝流程、降低設(shè)備臺套、節(jié)約能耗。因此選擇LAROX壓濾機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。

LAROX M系列全自動壓濾機(jī)工作原理是通過以下5個階段實(shí)現(xiàn)的。

（1）過濾階段：當(dāng)過濾板框關(guān)閉后，料漿通過料漿管進(jìn)入每個濾腔，邊進(jìn)料邊過濾。濾液通過濾布進(jìn)入濾液腔，然后進(jìn)入濾液軟管，最后到達(dá)濾液管排出。

（2）洗滌：洗滌液使用與料漿相同的方式被泵送到過濾腔，洗滌液在通過濾餅和濾布后流入排放管。

（3）擠壓：高壓水通過高壓水軟管進(jìn)入隔膜上方，隔膜向?yàn)V布表面擠壓濾餅，從而將濾液擠出濾餅。

（4）空氣干燥：通過分配管進(jìn)入的空氣充滿了過濾腔，提起隔膜，使隔膜上的高壓空氣排出過濾機(jī)。通過氣流減少濾餅水份含量到最佳程度，同時(shí)排空濾液腔。

（5）濾餅排放：當(dāng)干燥過程完成后，板框組件打開，濾布驅(qū)動機(jī)構(gòu)開始運(yùn)行，濾布上的濾餅從過濾機(jī)兩邊排出，濾餅排出時(shí)進(jìn)行濾布洗滌。

2.2 LAROX壓濾試驗(yàn)機(jī)小型試驗(yàn)

使用試驗(yàn)壓濾機(jī)對不同的試樣進(jìn)行壓濾試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。從試驗(yàn)結(jié)果及試驗(yàn)現(xiàn)象看出：在給料濃度2.44％～46.97％范圍，不論是高品位還是低品位鉬精礦，經(jīng)壓濾后濾餅水份都可以保證在10％以內(nèi)；壓濾后濾餅較硬，容易從濾布上脫落，濾布不太粘鉬精礦很容易清洗；壓濾后濾餅需要破碎以便于后續(xù)加工作業(yè)。

表4 ALROX壓濾機(jī)小型試驗(yàn)結(jié)果

3 鉬精礦脫水新工藝設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)原則為：（1）鉬精礦含水指標(biāo)≤10％，混礦產(chǎn)品呈粉狀，便于下道工序作業(yè)；（2）設(shè)備選型可靠，自動化水平高，并具有節(jié)能減排的特點(diǎn)；（3）系統(tǒng)處理能力滿足2個系統(tǒng)的生產(chǎn)（3 t/h）；（4）盡量利用現(xiàn)有廠房、設(shè)施；（5）方案實(shí)施不影響正常生產(chǎn)。

高品位鉬精礦脫水新工藝擬采用全自動壓濾機(jī)替代現(xiàn)生產(chǎn)工藝中使用的真空圓筒過濾機(jī)和蒸汽螺旋干燥機(jī)，使?jié)饷軝C(jī)底流直接壓濾后水份達(dá)到10％以下，省卻干燥作業(yè)，簡化脫水工藝，達(dá)到節(jié)能減排，降低工人勞動強(qiáng)度的目的。根椐LAROX全自動壓濾試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)的流程為：濃密機(jī)底流經(jīng)泵連續(xù)給入攪拌槽，攪拌槽中的礦漿由給料泵給入壓濾機(jī)，壓濾機(jī)與給料泵為自動化間斷式作業(yè)，壓濾后的濾餅進(jìn)螺旋運(yùn)輸機(jī)送到粉碎機(jī)粉碎后，通過螺旋運(yùn)輸機(jī)輸送到精礦倉。

根據(jù)百花嶺選礦廠目前的生產(chǎn)能力，鉬精礦脫水新工藝應(yīng)滿足2個系統(tǒng)，生產(chǎn)處理能力為3 t/h。選取LAROXPF 7.9/12.6M145壓濾機(jī)1臺，φ2.0 m× 2.5 m高濃度攪拌槽、進(jìn)料泵、管道沖洗泵、濾布沖洗泵、GX300螺旋運(yùn)輸機(jī)等輔助設(shè)備。利用現(xiàn)有脫水廠房進(jìn)行改造。設(shè)備布置方案為：濃密機(jī)底流池旁再建一濃密機(jī)底流泵池；原空壓機(jī)跨擺放攪拌槽、水箱；原過濾機(jī)旁余留地?cái)[放LAROX壓濾機(jī)。主機(jī)放在哪？該配置優(yōu)點(diǎn)：充份利用了現(xiàn)有精礦倉、精礦庫，便于生產(chǎn)管理；充分利用現(xiàn)有的空壓機(jī)跨、過濾機(jī)跨的余留空間，設(shè)備布置緊湊合理；礦漿輸送，空壓機(jī)給氣行程短，生產(chǎn)供水、供電便捷；大大減少了整體施工工程量。

4 鉬精礦脫水新工藝運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試

在調(diào)試及試生產(chǎn)過程中對出現(xiàn)的以下問題進(jìn)行了改進(jìn)：

（1）壓濾機(jī)給料泵上料不穩(wěn)定。找出其主要原因是，由濃密機(jī)底流泵輸送到攪拌槽的料漿中帶進(jìn)部分空氣和藥劑，加之?dāng)嚢璨蹟嚢杷俣忍欤菀仔纬蓺馕g所致。

改進(jìn)措施：①改變給料攪拌槽運(yùn)轉(zhuǎn)方式，在壓濾機(jī)進(jìn)料過程中停止攪拌，隔2 h攪拌2 min；②降低攪拌槽電機(jī)轉(zhuǎn)速，將6級電機(jī)改為8級。

（2）壓濾機(jī)處理能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。找出主要原因是濾布透氣性差。

改進(jìn)辦法：進(jìn)行各種濾布試驗(yàn)，最后將透氣性為3.3 L/m2·s濾布換成透氣性為40 L/m2·s透氣性高的濾布。經(jīng)過5個多月的調(diào)試，對生產(chǎn)工藝不斷完善，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求：鉬精礦水份≤10％，處理能力3 t/h。調(diào)試階段和正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的平均生產(chǎn)指標(biāo)見表5。

表5 2010年壓濾機(jī)各階段數(shù)據(jù)

5 新老精礦脫水工藝對比

5.1 生產(chǎn)成本

新工藝應(yīng)用LAROX全自動壓濾機(jī)替代圓筒真空過濾機(jī)和蒸汽螺旋干燥機(jī)，其中省掉了真空泵、過濾機(jī)、干燥機(jī)、鍋爐及其他附助設(shè)備，而需用破碎機(jī)、泵及其他附助設(shè)備。鉬精礦脫水新工藝與老工藝生產(chǎn)成本對比見表6，從表中看出每生產(chǎn)1 t鉬精礦可節(jié)約生產(chǎn)成本90.02元。其中，煤耗占65％，電耗占30％。另外，新工藝還每年減少鍋爐水質(zhì)化驗(yàn)費(fèi)、排污費(fèi)共20多萬元，減少3個崗位節(jié)約人工21人。新工藝年共節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用300多萬元。

表6 鉬精礦脫水新工藝與老工藝生產(chǎn)成本對比

5.2 環(huán)保、社會效益

一是杜絕了鍋爐煙氣排放，保護(hù)了大氣環(huán)境；二是杜絕了生產(chǎn)現(xiàn)場蒸汽的泄漏和鉬精礦粉塵飛揚(yáng)，保護(hù)了生產(chǎn)環(huán)境；三是縮短了工藝流程，減少了占地面積，有利于現(xiàn)場管理和保持現(xiàn)場環(huán)境清潔，同時(shí)降低了工人勞動強(qiáng)度。

濃縮－壓濾兩段脫水工藝在鉬精礦脫水中的首次成功應(yīng)用，是鉬選礦領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，為同類性質(zhì)精礦脫水工藝的改造提供了借鑒。

6 結(jié)論及建議

（1）采用濃縮－壓濾兩段脫水新工藝成功取代了濃縮－過濾－干燥三段脫水常規(guī)工藝是鉬選礦領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破。徹底消除了干燥作業(yè)帶來的環(huán)境污染，保證了細(xì)粒高品位鉬精礦的產(chǎn)出，大幅度降低了生產(chǎn)成本。

（2）可將高品位鉬精礦和普通鉬精礦在脫水過程中完全分開，避免了兩種鉬精礦在脫水過程中的相互污染。

（3）繼續(xù)進(jìn)行不同規(guī)格的濾布試驗(yàn)，尋找更加適合鉬精礦特性的濾布，是今后進(jìn)一步提高新工藝處理能力的一項(xiàng)重要工作。

（4）由于鉬精礦中含有選礦藥劑，對隔膜具有一定腐蝕性，隔膜易變形。研究應(yīng)用更耐油、耐腐蝕性材質(zhì)的隔膜，延長易損件使用壽命亦是今后的重要工作。

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