使用陶瓷過濾機(jī)降低銅鎳混合精礦水分的研究與應(yīng)用

羅萍

（新疆喀拉通克礦業(yè)有限責(zé)任公司富蘊(yùn)836107）

使用陶瓷過濾機(jī)降低銅鎳混合精礦水分的研究與應(yīng)用

羅萍

（新疆喀拉通克礦業(yè)有限責(zé)任公司富蘊(yùn)836107）

結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)陶瓷過濾機(jī)在銅鎳混合精礦的應(yīng)用從物料性質(zhì)、過濾技術(shù)參數(shù)和使用效果等方面進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。生產(chǎn)實(shí)踐證明，控制磨礦各粒級(jí)的分布，應(yīng)用陶瓷過濾機(jī)過濾，精礦水份降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

選礦銅鎳混合精礦脫水陶瓷過濾機(jī)降低水分

喀拉通克礦業(yè)公司選礦廠2 000 t系統(tǒng)始建于2008年，于2010年8月投入使用，設(shè)計(jì)日處理能力為2 000 t原礦，原1 000 t系統(tǒng)于2000年投產(chǎn)，現(xiàn)在合計(jì)處理能力為3 000 t/d，主要產(chǎn)品是銅鎳混合精礦。喀拉通克礦業(yè)公司選礦廠的陶瓷過濾機(jī)自2 000 t系統(tǒng)安裝調(diào)試以來，混合精礦濾餅水份一直在12%～16%范圍內(nèi)波動(dòng)。該水分不能滿足冶煉廠正常生產(chǎn)的要求，為了給冶煉新工藝提供符合要求的混合精礦物料，保證冶煉生產(chǎn)的正常進(jìn)行，選礦廠從多方面進(jìn)行分析和查找原因，對(duì)混合精礦品位、礦漿溫度、礦漿濃度、礦漿粒度和主軸轉(zhuǎn)速等一些因素進(jìn)行試驗(yàn)與驗(yàn)證。確定礦漿的粒度分布對(duì)過濾有較大的影響。

1 礦石性質(zhì)和生產(chǎn)狀況

1.1礦石性質(zhì)

喀拉通克銅鎳礦為多金屬硫化礦床，礦床中有特富礦、富礦和貧礦，均呈不規(guī)則脈狀體，且后者依次包裹前者。

礦石中銅的主要礦物為黃銅礦，鎳的主要礦物為鎳黃鐵礦，少量紫硫鎳鐵礦，其它金屬礦物有磁黃鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦、磁鐵礦、方鉛礦、硫銅鐵礦等。脈石礦物主要有綠泥石、長(zhǎng)石、云母、陽起石及滑石，礦物相對(duì)含量見表1。

表1 礦物組成及含量表%

黃銅礦是礦石中最主要的銅礦物，主要呈它形晶結(jié)構(gòu)，多以不規(guī)則粒狀產(chǎn)出，黃銅礦與磁黃鐵礦鎳黃鐵礦關(guān)系密切，常相互緊密鑲嵌，有時(shí)黃銅礦呈網(wǎng)脈狀分布，有時(shí)呈細(xì)小包體嵌布于磁黃鐵礦中。

鎳黃鐵礦是礦石中最主要的含鎳礦物，以它形粒狀結(jié)構(gòu)為主，少量呈半自形粒狀產(chǎn)出。鎳黃鐵礦與磁黃鐵礦緊密鑲嵌，常見鎳黃鐵礦沿磁黃鐵礦裂隙充填，或沿磁黃鐵礦邊沿分布。部分鎳黃鐵礦呈細(xì)小包裹體嵌布于磁黃鐵礦中。鎳黃鐵礦裂隙發(fā)育，常被黃銅礦、磁黃鐵礦沿其裂隙交代溶蝕。

磁黃鐵礦是礦石中含量最高的硫化物，是鎳的重要載體礦物。在礦石中主要以它形粒狀產(chǎn)出，與鎳黃鐵礦、黃銅礦關(guān)系密切，在磁黃鐵礦裂隙中，常充填鎳黃鐵礦或被其交代溶蝕。

黃鐵礦也是鎳的載體礦物，在礦石中以自形-半自形粒狀分布，常與黃銅礦、磁黃鐵礦呈交代溶蝕結(jié)構(gòu)，有時(shí)產(chǎn)于脈石中。

1.2生產(chǎn)狀況

浮選前礦石需磨至-200目占80%，浮選藥劑主要有碳酸鈉、硅酸鈉、硫酸銅、CMC、丁基黃藥、丁胺黑藥。選礦廠主要產(chǎn)品為銅鎳混合精礦，年處理原礦石達(dá)60萬噸。原礦銅品位1.12%，鎳品位為0.55%。經(jīng)選礦廠選別后銅鎳混合精礦中銅回收率可達(dá)94%、品位7%，鎳回收率可達(dá)83%、品位3.30%，年產(chǎn)混合精礦8.1萬噸。來自浮選作業(yè)的混合精礦礦漿采用Φ45 m濃密、60㎡陶瓷過濾兩段作業(yè)流程進(jìn)行脫水，過濾混合精礦水份≤13%可直接經(jīng)過皮帶進(jìn)冶煉廠料倉，過濾混合精礦≥13%則只能進(jìn)選礦廠料倉，用大車二次倒運(yùn)。

2 查找原因試驗(yàn)研究

2.1混合精礦溫度

礦漿溫度是影響濾餅水份一個(gè)關(guān)鍵因素。銅鎳混合精礦特點(diǎn)之一是密度和粘度大，主要礦物是鎳黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、脈石等。脈石主要是蛇紋石，占整個(gè)精礦的10%左右，是礦泥的主要來源和致使礦漿發(fā)粘的根源。從理論上來講，提高礦漿溫度可有效降低礦漿粘度。隨著溫度的升高，分子間距離增大，分子間作用力減小，所以礦漿粘度就降低。通過引入冶煉蒸汽到陶瓷攪拌槽加溫，礦漿溫度從18度上升到30度左右，濾餅水份也從原先的16%～15%左右下降到13%～14%，個(gè)別的降到13%以下。

2.2混合精礦品位

選礦廠2 000 t系統(tǒng)由于設(shè)計(jì)原因，沒有精礦再選流程，面對(duì)低品位的原礦時(shí)混合精礦品位往往達(dá)不到鎳品位3.2%的工藝要求，一般都在2.8%～2.9%左右，這時(shí)濾餅水份一般都在13%～16%左右。2011年5月份，冶煉采用的新工藝，要求選礦提供低鎂高鎳混合精礦，為此，選礦廠實(shí)驗(yàn)室開展了《提高混合精礦品位，降低混合精礦氧化鎂》的探索性試驗(yàn)，該試驗(yàn)在原有的基礎(chǔ)上，增加了兩段精礦再選，因?yàn)樵黾泳x段數(shù)不僅對(duì)提高精礦品位有好處，同時(shí)可有效降低混合精礦氧化鎂含量。通過現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)只使用一段精選，混合精礦品位在2.5%左右，陶瓷過濾混合精礦水份≤13%。

2.3混合精礦濃度和主軸轉(zhuǎn)速

礦漿濃度越高，處理量越大，濾餅水份也隨之升高。

主軸轉(zhuǎn)速變慢，在真空區(qū)濾餅形成的時(shí)間增長(zhǎng)，產(chǎn)能逐漸增大，但單位時(shí)間吸漿厚度不與主軸轉(zhuǎn)速變慢成正比，而是成拋物線關(guān)系。陶瓷過濾機(jī)產(chǎn)能在某個(gè)范圍內(nèi)呈最高。另一方面，隨著主軸轉(zhuǎn)速變慢吸漿厚度增厚，也影響精礦水份。對(duì)于粘性物料來說，因?yàn)樘沾蛇^濾機(jī)剛開始過濾時(shí)是以陶瓷板為過濾介質(zhì)，當(dāng)濾餅形成后逐漸轉(zhuǎn)化為以濾餅本身為多孔過濾介質(zhì)，而粘性物料的濾餅不易形成，外表不能形成干燥濾餅，主軸轉(zhuǎn)速變低易于降低濾餅水份。同樣主軸轉(zhuǎn)速加快，在真空區(qū)濾餅形成時(shí)間縮短，吸漿厚度變薄。但單位時(shí)間產(chǎn)出量增大，產(chǎn)能提高。但主軸轉(zhuǎn)速提高后不易于每一個(gè)循環(huán)的陶瓷過濾板的清洗。而對(duì)于粘性物料，主軸轉(zhuǎn)速加快后不易形成濾餅，影響產(chǎn)能。

2.4陶瓷板的清洗

針對(duì)顆粒有可能堵塞陶瓷過濾板表面微孔或少部分微細(xì)顆粒進(jìn)入陶瓷過濾板內(nèi)部微孔，引起堵塞，影響過濾效果，選礦廠在清洗方面做了如下嚴(yán)格規(guī)定：

保證每次循環(huán)的壓力，其作用是通過陶瓷過濾板內(nèi)部向外進(jìn)行反沖，將細(xì)顆粒沖出或?qū)⒄掣降念w粒沖開。反沖洗的時(shí)間應(yīng)當(dāng)在濾餅被刮刀刮下之后，陶瓷板浸沒到礦漿之前，如果反沖洗超前或滯后，可以調(diào)節(jié)分配盤來調(diào)節(jié)反沖洗時(shí)間。

停機(jī)清洗時(shí)確保化學(xué)清洗與物理清洗及時(shí)。廠在這方面做了嚴(yán)格規(guī)定，每班必須對(duì)陶瓷板清洗，每次不得少于60 min。這就保證了每次的清洗時(shí)間和清洗質(zhì)量，同時(shí)也延長(zhǎng)了陶瓷過濾板的使用壽命。

目前選礦廠采用草酸對(duì)使用過的陶瓷板進(jìn)行浸泡清洗。有些物質(zhì)既不能簡(jiǎn)單酸溶又不易被氧化或者氧化后不能簡(jiǎn)單酸溶，如陶瓷板中的三氧化二鐵等化合物，可以利用草酸使其形成草酸鹽，許多金屬草酸鹽能形成絡(luò)合物而溶于水，從而清洗了微孔。采用草酸來浸泡清洗陶瓷過濾板就是依據(jù)上述原理。

3 主要原因分析

混合精礦中微細(xì)粒級(jí)含量高，銅鎳礦石中有用礦物嵌布粒度不均勻，選別工藝要求磨礦細(xì)度必須保證-200目80%以上。因此，精礦脫水工藝只能服從磨礦和浮選工藝要求。銅鎳混合精礦中-200含量在90%左右，其中-400占30%～45%，-325～+400占25%～35%，細(xì)粒級(jí)含量高是影響濾餅水份的主要原因。

礦物的粒度決定顆粒面積的大小，粒度越細(xì)，表面積越大，與水接觸面積越多，親水間合力越大；粒度分布越不均勻，細(xì)粒級(jí)含量越高，濾餅內(nèi)形成的毛細(xì)管阻力越大。在實(shí)際生產(chǎn)過程中人為控制因素恒定、較佳的工作狀態(tài)下，過濾水份也難降至13.5%以下，并且波動(dòng)較大。底流細(xì)粒級(jí)含量組成越高，水份就越高。確定礦漿的粒度分布對(duì)過濾有較大的影響。粗粒物料由于其形成濾餅的孔隙度大，濾餅阻力小，有利于濾液的通過，過濾機(jī)的產(chǎn)率高，并且濾餅水份低；微細(xì)粒礦漿過濾時(shí)，往往容易堵塞濾孔，造成過濾困難，降低過濾機(jī)的產(chǎn)率。

因此，在磨礦段根據(jù)原礦粒級(jí)變化及時(shí)調(diào)整鋼球補(bǔ)加量和大小，在保證磨礦濃度和細(xì)度的前提下，對(duì)三號(hào)磨機(jī)鋼球進(jìn)行調(diào)整，從原先的補(bǔ)加?100鋼球，調(diào)整為?100、?80、?60鋼球添加，調(diào)整時(shí)間根據(jù)原礦磨礦粒級(jí)考查結(jié)果調(diào)整，調(diào)整浮選入選粒級(jí)分布。

表2 磨礦粒級(jí)分布范圍%