永平銅礦提高硫精礦脫水效率技改實踐

彭玉林

(江西銅業集團公司永平銅礦，江西鉛山 334506)

永平銅礦提高硫精礦脫水效率技改實踐

彭玉林

(江西銅業集團公司永平銅礦，江西鉛山 334506)

分析了永平銅礦硫精礦脫水系統的技術參數和硫精礦主要礦物組成及相對含量，通過提高硫精礦品位、提高硫濃密池給礦礦漿pH值、減少濃密池水量循環負荷和加強設備維護管理等措施，2011年與2004年相比較:陶瓷過濾機臺效由22.85t/臺時提高到27.99t/臺時，過濾水分由11.74%降低到10.32%，濃密池溢流水清澈，硫精礦金屬流失問題得到了較好解決，技術改進方法和措施對同類礦山有參考借鑒意義。

硫精礦;陶瓷過濾機;濃密池;脫水效率，pH值;絮凝沉降

1 引言

江西銅業集團公司永平銅礦是以銅硫為主，伴生銀、金、鉬等有用金屬的大型礦山，日處理能力1萬t。采場西部擴邦開始出礦后，高嶺土含量大、氧化率高的老窿粉礦進入選礦流程，嚴重影響硫精礦脫水效率，具體表現為硫精礦陶瓷過濾機臺效降低、過濾水分偏高和濃密池溢流損失等問題。

2 硫精礦脫水工藝現狀及存在問題

硫精礦脫水采用濃縮—過濾兩段流程［1］，濃縮使用2臺ф45m周邊傳動式濃縮機，一用一備，過濾采用4臺45m2陶瓷過濾機，每天處理硫精礦量1200～1800t，平均1500t左右。主要工藝參數控制情況:硫精礦濃密機底流濃度60%～71%，陶瓷過濾機真空度－0.090～－0.097MPa，反沖洗壓力0.06～0.10MPa，過濾機開車臺數以濃密機底流濃度為主確定。

2004年，硫精礦陶瓷過濾機平均臺效22.85t/臺時，比試生產期間33.02t/臺時低10.17t/臺時，過濾水分11.74%，比試生產期間9.89%高2.85個百分點，濃密池溢流水渾濁，礦漿濃度在1%左右，沉淀池澄清處理后，仍然產生部分金屬流失。過濾機臺效低，需要延長系統開車時間、增加過濾機開動臺數和選礦成本;過濾精礦水分高會造成運輸途中的損失，增加運輸費用;濃密池溢流金屬流失造成產品損耗，因此，硫精礦脫水效率迫切需要提高。

3 技術攻關

2004年以來，選礦廠對硫精礦脫水系統進行了重點攻關，通過工藝流程改進和設備改造，改善了硫精礦物料性質，減少了干擾因素對生產的影響，提高了設備性能指標，從而有效提高了硫精礦脫水效率，取得了較好的經濟效益和社會效益。

3.1 提高硫精礦品位

投產以來，硫精礦品位長期穩定在42%左右，達到國家優等品質量標準，但根據永平銅礦硫精礦礦物組成情況分析，見表1，在保證硫回收率穩定的前提下，提高硫精礦品位［2］有較大空間。

表1 硫精礦主要礦物及其相對含量/%

從表1可看出，硫精礦所含脈石礦物主要為石英、方解石、云母、石榴子石、陽起石等，脈石礦物的單體解離度為85%，主要是機械夾雜進入，通過增加硫精選工藝，將脈石與黃鐵礦分離，可以有效提高硫精礦品位。

2008年11月，選礦廠開展了提高硫精礦品位工業試驗［3－4］，浮選流程為一粗一掃一精，使用Φ1m攪拌桶加藥調漿，浮選設備選用11臺BF－0.37浮選機(粗選6臺，掃選2臺，精選3臺)，見圖1。浮選藥劑為丁基黃藥和2#油［5］。丁基黃藥作為捕收劑，配制成濃度10%的溶液添加;2#油作為起泡劑，原液添加。試驗原礦從1#系統硫精礦礦漿溜槽截取，pH值6～7，－200目粒級含量75%左右，礦漿濃度25%左右。

圖1 試驗流程及取樣點分布圖

經過18個連續班次的連續運轉，試驗獲得了平均原礦硫品位41.28%、硫精礦品位50.02%、硫回收率93.29%的較好指標［6－7］。試驗過程中，對代表性較強的原礦、精礦和尾礦進行篩析化驗，考查粒級產率、品位和回收率情況，見表2。

表2 硫精選原礦、精礦和尾礦篩析化驗結果

從表2可看出，硫精礦品位提高到50%以上后，硫精礦脫除了絕大部分比重小、顆粒微細的脈石礦物，硫精礦平均粒度d50從0.036mm提高到0.048mm、比重由4.3g/t提高到4.9g/t、所需過濾硫精礦量和水量減少了15%左右。硫精礦比重和粒度增加，提高了沉淀速度，減少了微細顆粒在濃密池內懸浮，有助于減少溢流水金屬流失。硫精礦脫除了細泥，礦粒間隙增大，增加了過濾濾餅的孔隙度，濾液容易通過濾餅，有助于提高過濾臺效、降低了過濾水分。

3.2 提高硫濃密池給礦礦漿pH值

硫濃密池給礦礦漿pH值［8］主要決定于浮選工藝。2007年5月以前，選礦廠主要使用混合浮選工藝，硫精礦主要是銅硫分選作業的浮選機槽內產品(底流)，分選作業加入2kg/t左右的石灰，硫精礦漿pH值為12左右;2007年5月以后，選礦廠使用優先浮選流程，硫精礦為選硫作業的泡沫產品，為活化受抑制的黃鐵礦，選硫作業加入120m3/h的酸性水(礦山廢水、pH3～4)，硫精礦漿pH值為6.5左右。

通過沉降試驗可以清晰地驗證pH值條件與自然沉降速度的關系。將濃度為25%的硫精礦礦漿攪拌均勻后，分別使用NaOH和Hcl溶液作為礦漿pH值調整劑，將礦漿pH值調整到4～13，裝在1000mL的玻璃量筒中，將礦漿靜置，懸浮礦粒開始以自然沉降速度下落，在容器底部形成礦粒堆積層，叫做壓縮區，量筒上部有澄清的水層出現，叫做澄清區，量筒中間部分為沉降區，當澄清區高度近似于不再增加時，沉降試驗結束。記錄此時的沉降時間和澄清區高度，得到沉降速度數值，繪制礦漿pH值與自然沉降速度關系曲線，見圖2。

圖2 硫精礦礦漿pH值對自然沉降速度的影響

從圖2可看出，硫精礦沉降速度對礦漿pH值比較敏感，高堿性礦漿有利于硫精礦沉降，pH值為10的硫精礦漿沉淀速度大致為pH值6.5的礦漿2倍左右。

堿性礦漿中石灰絮凝微細顆粒，有助于顆粒沉降。弱酸性礦漿中微細顆粒容易分散，沉淀速度慢。硫精礦礦漿pH值6.5時，黃鐵礦容易發生氧化作用，化學反應式:4FeS2+11O2+6H2O=4Fe(OH)3+8SO2↑，產生黃褐色膠狀薄膜，其主要成分Fe(OH)3附著在陶瓷濾板上，堵塞陶瓷濾孔，導致陶瓷過濾機臺效降低、過濾精礦水分升高，需用草酸清洗，增加生產成本。

2008年5月，選礦廠在使用優先浮選流程時，在硫精礦漿中加入少量石灰乳，礦漿pH值提高到9以上，脫水效率明顯改善。濃密池溢流水pH值提高后，可以中和礦山酸性廢水，澄清后再作為廠前回水返回浮選使用，石灰乳循環利用，提高了生產效率。

3.3 提高超聲波清洗效果

陶瓷過濾機卸礦區超聲盒防護板處易積礦，造成超聲盒滲水后損壞，超聲波清洗效果不理想，陶瓷板容易被細顆粒硫精礦堵塞毛細孔［9］，影響過濾機的臺效。對超聲盒防護方式進行了改進。同時，用測波儀對超聲波三組電源箱電流分別進行了測試調整，調整后的三組電流比調整前提高了3～4A，超聲波功率增加，提高了清洗效果。改進前，陶瓷板顏色較灰，殘留礦多;改進后，陶瓷板變白，毛細孔堵塞現象明顯減少。

3.4 提高真空度和反沖洗壓力

陶瓷過濾機分配頭隨著使用年限的增加，真空區、反沖區在分配頭處串氣，降低了真空度和反沖洗壓力低，導致過濾推動力降低，陶瓷板濾孔堵塞現象嚴重，直接影響過濾效果。同時，生產操作人員習慣將反沖洗壓力控制在較低的水平，以避免陶瓷板被反沖洗壓力擠破。為提高真空度和反沖洗壓力，一方面，加強設備檢修，按照分配頭的工藝要求，重新打磨并調整其間隙，對磨損嚴重的進行了更換，并對管路進行疏通;另一方面，選用耐沖擊的新型陶瓷板，并及時對有裂紋的陶瓷過濾板進行檢查更換，教育生產操作人員按照工藝參數進行規范操作。采取措施后，能夠保證真空度0.093MPa以上，反沖洗壓力0.06MPa以上，過濾效果得到明顯改善。

3.5 減少濃密池水量循環負荷

礦物顆粒沉降末速必須大于水流上升速度，礦物顆粒才能順利沉降進入濃密池壓縮區。沉降末速主要決定于礦物顆粒大小、礦粒密度和水的黏度;水流上升速度主要決定于溢流水量、濃密池直徑和溢流口的實際長度。降低水流上升速度相當于提高礦粒沉降末速的效果，因此，把減少濃密池水量負荷作為攻關重點，主要做法是清污分流和取消地溝沖洗水。

3.5.1 清污分流

陶瓷過濾機濾液水、真空泵水封水是符合環保標準的清水，原來與過濾機溢流等礦漿混合，返回濃密池，形成溢流水后外排，增加了濃密池水量負荷。通過安裝管路，將陶瓷過濾機濾液水和真空泵水封水直接引入沉淀池外排，每天可以減少800t左右的水量負荷。

3.5.2 取消地溝清洗水

硫系統每臺過濾機的溢流礦漿都需通過較長的地溝流入泵池，再揚送回濃密池。硫精礦粒度粗、沉淀速度快，為保證地溝暢通，在地溝上方設置了15根高壓水管沖洗，每天用水量在2000m3左右。

為取消地溝沖洗水，重新規劃了泵池的布局，將陶瓷過濾機溢流管直接引入新開挖的立泵池，改造后，礦漿借助高差產生的流速直接進入立泵池，每年可以節約生產用水68萬t，節電9萬kW·h，經濟效益明顯。

4 改造效果

通過改進工藝流程，改造設備內部結構，提高了硫精礦脫水效率。與攻關前比較，2011年陶瓷過濾機臺效27.99t/臺時，比2004年 22.85t/臺時提高了5.14t/臺時，2011年過濾水分10.32%，比2004年11.74%降低了1.42%，同時，濃密池溢流水清澈，濃密池金屬損失問題得到了較好解決。

5 結束語

永平銅礦結合自身生產實際情況，通過系統思考、持續改進，對上下工序和相關工序的工藝設備進行技術改造，提高了硫精礦脫水系統生產效率，不僅取得了較好的經濟效益，而且改善了職工作業環境、減少了環境污染，具有較好的社會效益和環保效益，對于國內同類型礦山有較好地參考借鑒意義。

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The Technological Transformation Practices of Pyrite Concentrate Dewater Efficiency Improvement，Yongping Copper Mine

PENG Yu－lin

(Yongping Copper Mine，Jiangxi Copper Corporation，Yanshan，Jiangxi 334506，China)

analyzed on technical parameters and sulphur concentrate main mineral composition content of sulfur concentrate dewater system，through increased sulfur concentrate grade and improved the charge pulp＇s PH value of thickener，reduced water cycle load of thickener and strengthened the equipment maintenance management and other measures;compared with the year 2011 and 2004，ceramic filter efficiency increased from 22.85 t/unit to 27.99t/unit，and the filtered water reduced from 11.74%to 10.32%，thickener overflow water was clean，concentrate metal loss problems were solved well，improvement Technical methods and measures had reference value to similar mines.

pyrite concentrate;ceramic filter;thickener;dewatering efficiency;PH value;flocculation subsidence

TD971

B

1009－3842(2012)05－0039－03

2012－04－26

彭玉林(1975－)，男，江西宜春人，工程碩士，工程師，主要從事選礦技術管理工作。E－mail:PYL7507@sina.com