梅山鐵礦尾礦處理工業應用研究

衣德強

（南京梅山冶金發展有限公司礦業分公司，南京 210041）

為了解決梅山鐵礦尾礦庫容量不滿足礦山持續生產的矛盾，開展了降磷尾礦壓濾工業應用試驗，2017年9月啟動尾礦濃縮篩分工藝管線調整，新增1臺600 m2新型壓濾機，2017年11月24日調試并正式投入運行，開展了5種不同粒級組合物料的壓濾工業試驗，產品實現銷售應用，減少了尾礦排放堆存量，節約了尾礦庫庫容。

1 工藝流程和控制要求

1.1 工藝流程

工藝流程如圖1所示。

降磷尾礦經過6#φ50 m和7#φ50 m濃縮后，輸送到再選廠房，經細篩篩分，5#6#細篩篩下輸送到2#φ25 m濃縮，1#～4#細篩篩下進φ150和φ250兩組旋流器分級，φ250旋流器溢流進2#φ25 m，φ150旋流器溢流可以通過閘閥調整進入1#φ25 m和2#φ25 m，實現粒級和礦量分配；旋流器沉砂進陶瓷過濾機過濾，濾餅稱為鐵尾砂；重選尾礦經過細篩篩分后篩下進1#φ25 m濃縮，兩臺φ25 m濃縮底流輸送給入隔膜泵，隔膜泵一段輸送到山景尾礦庫堆存；2#φ25 m2#底流泵輸送給入緩沖泵池，通過渣漿泵給入600 m2壓濾機，壓濾濾餅卸到皮帶上，皮帶運載進入破碎機攪拌破碎。

1.2 工藝參數

1.2.1 篩分和分級

降磷尾礦6臺細篩，1#～4#開2～3臺，5#、6#開1～2臺，每臺篩子安裝4張篩孔寬度0.5 mm的聚氨酯篩網，如有破損及時更換；φ150旋流器開7～8臺，根據需要調整進1#φ25 m或2#φ25 m；φ250旋流器開5～6臺；旋流器給礦泵通過調整變頻，使給礦壓力達到0.10～0.25 MPa，做到泵池不漫礦。

1.2.2 濃縮供礦

根據底流濃度和清水層高度，調整φ25 m濃縮絮凝劑用量30～50 g/t干礦，2#φ25 m2#底流泵專供壓濾機用礦，輸送到壓濾泵池后，通過150ZJA70渣漿泵供給壓濾機進漿，供礦壓力0.75～0.78 MPa，給礦濃度45%左右。

1.2.3 壓濾參數

壓濾參數如表1所示，根據壓濾機液壓推進端濾板濾液流出量，確定進漿停止時間，一般沒有水滴下時，停止進漿。

1.3 處理物料性質

降磷尾礦給入濃度14.52%，礦石比重3.2 t/m3，TFe 23.01%，S 0.845%，P 0.557%，粒度分析如表2所示。表2顯示，降磷尾礦中-400目微細粒級含量47.4%，-200目含量61.85%，中值粒徑為400目。

2 壓濾濾餅檢測

2.1 檢測制度

壓濾濾餅常規檢測每班送樣檢測水分、化驗鐵硫，登錄生產數據平臺；給礦濃度每班濃度壺檢測兩次、濾餅厚度每班檢測一次；在壓濾濾餅礦倉取樣11次，檢測不同工藝和粒級分布得到的濾餅細度和水分。

2.2 濾餅厚度

圖1 尾礦篩分濃縮壓濾工藝流程

表1 600 m2新型隔膜壓濾機工作參數

表2 降磷尾礦粒度分析

共檢測濾餅厚度38次，其中21次40 mm，還有39 mm、41 mm、42 mm、43 mm、45 mm、50 mm、58 mm，最厚58 mm、最薄39 mm。隔膜濾板邊部厚度90 mm、中部厚度60 mm，形成濾餅厚度30 mm；箱式濾板邊部厚度85 mm、中部厚度40 mm，形成濾餅厚度45 mm；隔膜濾板和箱式濾板交替排列，組成的濾室水平尺寸37.5 mm，濾板材質是增強型聚丙烯，具有一定的彈性，當壓力進漿和壓榨時，濾板產生彈性變形，形成的濾餅厚度一般都大于37.5 mm。

2.3 水分和細度

水分和細度如表3所示。表3數據顯示，濾餅水分和細度密切相關，細粒級含量高則水分高，細粒級含量低則水分低；當濾餅細度-400目占89.02%時，水分為17.06%；當濾餅細度-400目占60.47%時，水分為12.43%。

2.4 成分檢測

壓濾濾餅42批鐵品位平均24.03%，硫品位平均0.993%。

2.5 松散性

濾餅水分與松散性關系，在一定范圍內，水分降低，黏性降低，松散性提高，如果進行曝曬，表面水迅速蒸發，急劇收縮，強度提高，松散性降低，沒有外力作用難以松散。即使不曝曬，緩慢風干，水分降低，大塊仍不易破碎。因此，不能曝曬，可以緩慢風干，需要盡快裝運。

3 結果和分析

五種不同粒級組合壓濾指標如表4所示。表4顯示，開展了五種粒級組合濃縮和壓濾，處理量最高的是1臺細篩和Φ250旋流器溢流，達到20.64 t/h，處理量最低的是全溢流壓濾17.13 t/h。

在處理物料粒度最細全溢流礦漿時，需要兩臺藥劑泵向2#Φ25 m輸送絮凝劑，濃縮底流濃度只有42.35%，濾餅黏性大，水分最高18.34%、最低15.15%、平均17.07%；壓榨延時時間由6 min調整為7 min、8 min，濾餅水分降低幅度小，壓濾卸料時需要人工輔助卸料，因此卸料時間長，壓濾濾餅卸到一樓礦倉時，粉礦較少，大部分是大塊濾餅，鏟車裝料粘鏟，鏟車卸料卸不凈，汽車倒礦粘車廂。

3.1 壓榨和吹風時間調整

為了降低水分，壓榨延時由6 min調整為7 min，調整后裝車明顯好轉，鏟車鏟礦裝車順利；而壓榨延時為6 min時，崗位工卸礦不暢，濾餅掉落時不是整塊，而是部分下落，剩余部分需人工用小鏟輕輕撥動，同時鏟車鏟礦、鏟斗裝車、汽車卸料均存在卸不凈的現象。為了吹散進漿中心孔余水和漿，正吹風時間由20 s調整為30 s。

表3 壓濾濾餅水分細度

表4 不同粒級組合壓濾指標

3.2 生產量

2017年11月24日開始白班調試，12月8日開始三班倒24 h運行，到2018年3月25日，4個月停產檢修13 d，實際運行94 d，累計壓濾1 503板，濾餅平均水分14.58%，平均干重24.375 7 t/板，濕重28.53 t/板，平均16板/d，干量390 t/d。壓濾生產量干重36 637 t，減少向山景庫尾礦排放量36 637 t，節約庫容17 700 m3。

3.3 生產成本

使用濾布單復絲加襯×2 000，截止3月25日更換濾布63塊，其中膜布39塊、配布24塊，150ZJA70渣漿泵過流件1套，止推板濾布1塊，止推板1塊，翻板傳感器1只，翻板氣缸1只，液壓油10桶，機油8桶。估算生產成本約15元/t干礦。

4 濾餅破碎

JJP1500-80濾餅破碎機，安裝在皮帶首輪東側，箱體內裝有兩只帶鋸齒的水平攪拌軸，壓濾機濾餅卸下進入皮帶，皮帶運輸濾餅進入破碎機，破碎后下落到礦倉堆存。兩只水平攪拌軸向內旋轉則頻繁跳閘，改為向外旋轉。當濾餅單塊下落時，它進入破碎機攪拌后能夠順利通過，破碎后大部分濾餅呈團粒狀；如果濾餅卸料密集時，一部分經過破碎后下料，一部分未經破碎懸在上部的大塊濾餅，堆積翻出。經過破碎后的濾餅，呈團粒狀，最大20 mm，大部分在10 mm以下；未經破碎的濾餅呈塊狀，最大尺寸300 mm×300 mm，大部分在200 mm×200 mm。

5 工藝完善

5.1 吹風管加固

為了解決φ219吹風管抖動問題，新裝3根φ219支撐管，通過角鋼與廠房混凝土橫梁固定。

5.2 噴漿改進

為了解決反吹時氣漿混合物噴漿外濺，在濾液泵池南側鋼平臺上增設體積1.2 m3的緩沖箱，經過釋放緩沖，吹風氣漿壓力充分釋放，極大減輕了對池內水漿的劇烈沖擊，外濺現象消除。

5.3 監控和操作箱

安裝1臺電腦和7只探頭，兩臺泵操作箱從一樓移到三樓排班室，方便操作和監控。

5.4 調整進料粒度

卸料時，有時發現進料中心孔有部分粗粒級沉積，進料壓力波動大5～8 kg/cm2，影響進漿量和濾餅厚度，濾餅不成型。通過延長反吹風時間，調整進漿粒度，更新篩網，確保粗顆粒不進入壓濾機。

5.5 空壓機噪音

為了充分利用已有的壓濾廠房，空壓機安裝于壓濾機北側，開啟時噪音比較大，后續擴建考慮和壓濾機操作空間分開，減少影響。

6 結論

完成了五種粒級組合的礦漿濃縮和壓濾擴大工業試驗，進一步確定了運行參數：給礦濃度≥45%，給礦壓力≤8 kg，壓榨壓力≤1.3 MPa，壓榨延時6～8 min，正吹時間20 s，反吹時間20 s。試驗表明，不同粒級組成的降磷尾礦均能通過壓濾脫水，1臺細篩和1組旋流器溢流壓濾過濾效率最高、濾餅水分最低。

處理量和濾餅水分分別是：1臺細篩和1組旋流器溢流 20.64 t/h、13.56%；1臺細篩 19.88 t/h、15.08%；兩臺細篩和1組旋流器溢流19.185 t/h、13.81%；1臺細篩和兩組旋流器溢流18.62 t/h、16.33%；全溢流17.13 t/h、17.07%。

定型壓濾機濾板材質和結構參數決定了濾餅厚度，過厚過薄均對濾板的強度和使用壽命不利。濾餅破碎機成功應用，大塊濾餅經過全部破碎后大部分呈團粒狀，粒度明顯降低，松散性能改善。

細篩的質量和運行維護非常關鍵，篩網一旦破損或孔隙加大立即更新，防止大顆粒進入隔膜泵引起單向閥卡堵，進入壓濾引起進漿中心孔堵塞和濾布破損。工業試驗為繼續擴大壓濾產能提供了可靠依據，提高壓濾產品生產和銷售量，可以提高尾礦資源利用率，緩解尾礦庫庫容不足，促進礦山生產可持續發展。