梅山尾礦綜合利用絮凝濃縮生產實踐

歐張文 周 潤

（南京寶地梅山產城發(fā)展有限公司礦業(yè)分公司）

梅山鐵礦為巖漿后期陸相火山—熱液侵入型鐵礦床，賦存于輝石閃長玢巖和安山巖侵入接觸帶中，礦物組成復雜，結構構造多樣，礦石中含有硫、磷等對鋼鐵冶煉有害雜質。原礦中主要鐵礦物為磁鐵礦、假象半假象赤鐵礦、赤鐵礦和菱鐵礦，含有少量的黃鐵礦、褐鐵礦和含鐵硅酸鹽礦物，菱鐵礦與菱鎂礦存在完全類質同象，屬于復雜難選混合鐵礦石［1-4］。

梅山鐵礦選礦工藝流程為提升原礦經二段中碎、磁重預選拋尾，預選拋廢的尾礦中粗粒級加工成建筑材料，高梯度強磁選微細粒尾礦稱為重選尾礦，該部分微細粒級尾礦通過濃縮后輸送尾礦庫堆存處理。預選精礦經細碎后給入兩段閉路連續(xù)磨礦、磨礦粒度約-0.074 mm65%，再經浮選脫硫、磁選降磷降硅生產鐵精礦產品，高梯度強磁選尾礦稱為浮選尾礦。目前，浮選尾礦的產量為120萬t/a，全部實現尾礦綜合利用處理，根據尾礦的粒度和品位差異，分別加工成機制砂、水泥鐵質校正劑等產品。

本研究針對浮選尾礦中超細粒級尾礦的絮凝濃縮沉降進行試驗研究，開展不同絮凝劑的工業(yè)生產應用情況比較，特別針對超細粒級尾礦在高效深錐濃縮機濃縮過程中濃密機底流濃度低、超細粒級尾礦壓濾生產效率低等問題開展技術攻關，為行業(yè)內普遍存在的超細粒級尾礦難絮凝沉降提供技術參考和借鑒。

1 尾礦性質

梅山鐵礦濕尾礦包含重選濕尾和浮選尾礦，重選濕尾和浮選尾礦組成綜合尾礦，重選濕尾和浮選尾礦主要區(qū)別是重選濕尾原生礦泥多，黏土礦物含量高。綜合尾礦中主要鐵礦物為赤鐵礦、菱鐵礦、少量黃鐵礦和磁鐵礦；主要脈石礦物為碳酸鹽（白云石、方解石）、石英、高嶺石、長石、透輝石、綠泥石、石榴石、磷灰石等；全鐵品位為18.49%，有用鐵礦物主要是赤鐵礦、菱鐵礦，磁性鐵鐵品位0.4%；雜質主要為SiO2和CaO，含量分別為27.68%、12.80%，S品位1.20%、P品位0.634%。

重選濕尾由預選洗礦產生，主要為井下原生礦泥，高嶺石含量較高，鐵品位偏低，全鐵品位為14%～16%。鐵礦物有赤褐鐵礦和菱鐵礦，少量黃鐵礦、磁鐵礦，微量褐鐵礦；脈石礦物主要為碳酸鹽（白云石、方解石）、石英、高嶺石、長石、透輝石、石榴石和磷灰石等。

浮選尾礦是磨礦浮選—磁選后的尾礦，鐵礦物多呈連生體形態(tài)賦存在尾礦中，主要由赤褐鐵礦和菱鐵礦組成，少量黃鐵礦、磁鐵礦，微量褐鐵礦，全鐵品位為19%～22%；脈石礦物主要為碳酸鹽（白云石、方解石）、石英、高嶺石、長石、透輝石、石榴石和磷灰石等。

浮選降磷尾礦通過大井濃縮、脫水篩分、水力分級、陶瓷過濾工序處理［5］，旋流器的分級溢流給入生產現場25 m高效深錐濃縮機進行絮凝沉降濃縮。對旋流器分級溢流取樣進行激光粒度測定，粒度分布結果見表1。

?

由表1可知，給入25 m高效深錐濃縮大井的尾礦中-40μm顆粒含量達96.90%，-10μm超細粒級尾礦占比達到75.27%，-5μm超細粒級尾礦占比為58.50%。

采用X射線衍射分析法對細粒濕尾的礦物組成進行分析，結果見圖1。

由圖1可見，梅山鐵礦細粒濕尾中的主要金屬礦物為赤鐵礦和菱鐵礦，主要脈石礦物為石英、高嶺石和方解石。

由于梅山礦業(yè)的鐵尾礦顆粒細、含黏土礦物，生產中使用大分子量的愛森絮凝劑黏度較大，在壓濾尾礦脫水時存在壓濾餅黏、卸料難、水份偏高和壓濾生產效率低等問題。

2 試驗研究

2.1 工藝流程

浮選尾礦全粒級經濃縮沉降后輸送至尾礦再選廠房，經高頻篩處理加工成機制砂，篩下輸送至旋流器，旋流器底流給入陶瓷過濾機過濾加工成鐵尾砂，溢流進入HRC-25型深錐大井濃縮，HRC-25型深錐大井濃縮底流輸送至壓濾機壓濾。浮選尾礦生產工藝流程見圖2。

2.2 絮凝劑種類

生產中HRC-25型深錐大井處理的是超細粒級尾礦，存在難絮凝沉降，溢流跑渾，濃縮底流濃度低的問題。針對上述問題，選擇2種不同型號的絮凝劑開展工業(yè)試驗，采用數顯六速旋轉黏度計對A、K絮凝劑分別測試其動力黏度。測定結果表明，A、K絮凝劑的動力黏度分別為3.4，2.7 mPa·s。

2.3 絮凝劑制備及加藥點分布

生產現場絮凝劑通過3臺螺旋加藥機給入對應攪拌桶，攪拌好的藥劑放入絮凝劑儲藥箱，通過5臺螺桿加藥泵（40～4 000 m3/h）向生產現場4個加藥點進行加藥（圖3）。

2#HRC-25型高效深錐濃縮大井處理浮選尾礦旋流器溢流，溢流尾礦中-40μm顆粒含量達97.10%，-4μm超細粒級尾礦占比超過50%，難沉降、尾礦量大。生產上采用2#螺桿泵、3#螺桿泵和4#螺桿泵三分之二的藥劑輸送給2#HRC-25型高效深錐濃縮大井。絮凝劑加藥時間4～6 min，攪拌時間30～60 min。

2.4 主要技術指標

2.4.1HRC-25型大井運行指標

比較2種藥劑在工業(yè)生產過程中的效果，4月份生產添加A絮凝劑，5月份使用K絮凝劑進行工業(yè)試驗。重點對2#HRC-25型大井的清水層、小車壓力、壓濾產量及絮凝劑單耗進行檢測，2#HRC-25型大井運行指標見表2。

由表2可知，生產添加A絮凝劑壓濾濾餅產量2 768.70 t/d，2#HRC-25型大井清水層平均深度1.60 m，小車平均壓力2.32 kPa；生產使用K絮凝劑壓濾濾餅產量2 788.50 t/d，較使用A絮凝劑產量增加19.80 t/d；2#HRC-25型大井清水層平均深度1.73 m，較使用A絮凝劑增加0.13 m，大井小車平均壓力2.39 kPa。

?

2.4.2壓濾生產指標

2種不同的絮凝劑對尾礦壓濾指標的影響統(tǒng)計結果見表3。

?

由表3可知，4月使用A絮凝劑壓濾平均進料時間45 min/板，大井平均底流濃度50.93%，濾餅平均水分17.11%；5月14—30日使用K絮凝劑，壓濾平均進料時間41.37 min/板，相比4月少3.63 min/板，大井平均底流濃度53.76%，相比4月底流濃度高2.83個百分點，濾餅平均水分16.50%，相比4月份低0.61個百分點；5月1—13日，使用A絮凝劑平均進料時間44.37 min/板，平均底流濃度51.55%，平均濾餅水分17.94%，相比14—30日使用K絮凝劑壓濾進料時間增加3.00 min/板，大井底流濃度低2.21個百分點，濾餅水分高1.44個百分點。

2.4.3絮凝劑單耗

2種絮凝劑單耗見表4。

?

由表4可知，4月使用A絮凝劑處理尾礦總量為17.75萬t，絮凝劑用量為9 450 kg，A絮凝劑單耗為53.23 g/t；5月14—30日使用K絮凝劑處理尾礦量為12.03萬t，絮凝劑用量為5 860 kg，K絮凝劑單耗為48.73 g/t；在相同的絮凝劑加藥裝置和同等的生產濃縮面積和濃縮工藝情況下，使用K絮凝劑日濃縮處理尾礦量增加763 t，且絮凝劑用量降低4.5 g/t，可節(jié)約8.45%的絮凝劑用量。

2.4.4其他建議

（1）溶解罐投藥液位設置。現在加藥時水位未觸及攪拌器扇葉，干粉投入后容易形成結塊，導致藥劑實際溶解濃度變低，效果變差，消耗量增加。

（2）生產現場1#、2#HRC-25型投藥機電機非原裝，轉速明顯高于3#原裝電機轉速，投加量大，且電機負荷高，可將1#、2#HRC-25型投藥電頻率由50 HZ降至40HZ，以保護電機，并保持加藥濃度一致。

（3）以2#HRC-25型大井為例，當清水層深度＞1.5～2.0 m時，小車壓力小時，可適當降低藥劑投加量，因為小車壓力小是因為入礦量小，底流濃度低導致，并非沉降效果不好造成；當其他大井清水層深度大時，可根據給礦量大小調整藥劑投加量，避免浪費。

3 結 論

（1）梅山鐵礦經研究得出，工業(yè)試驗期間在相同的生產條件下，K絮凝劑單耗為48.73 g/t，A絮凝劑單耗為53.23 g/t，K絮凝劑單耗比A絮凝劑單耗低8.45%。

（2）使用K絮凝劑提高HRC-25型大井絮凝濃縮沉降效果，K絮凝劑相比A絮凝劑，HRC-25型大井清水層平均深度增加0.13 m，大井底流濃度增加2.83個百分點。

（3）使用K絮凝劑，壓濾平均進料時間41.37min/板，相比A絮凝劑壓濾進料時間縮短3.63 min/板，濾餅平均水分16.50%，相比A絮凝劑濾餅水分低0.61個百分點，K絮凝劑可提高壓濾生產效率，改善壓濾產品質量。