永平銅礦提高硫精礦脫水效率技改實(shí)踐

彭玉林

(江西銅業(yè)集團(tuán)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(shí)踐

彭玉林

(江西銅業(yè)集團(tuán)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(tǒng)的技術(shù)參數(shù)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(huán)負(fù)荷和加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)管理等措施，2011年與2004年相比較:陶瓷過濾機(jī)臺(tái)效由22.85t/臺(tái)時(shí)提高到27.99t/臺(tái)時(shí)，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(shù)改進(jìn)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(jī);濃密池;脫水效率，pH值;絮凝沉降

1 引言

江西銅業(yè)集團(tuán)公司永平銅礦是以銅硫?yàn)橹?，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(kuò)邦開始出礦后，高嶺土含量大、氧化率高的老窿粉礦進(jìn)入選礦流程，嚴(yán)重影響硫精礦脫水效率，具體表現(xiàn)為硫精礦陶瓷過濾機(jī)臺(tái)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(xiàn)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(tái)ф45m周邊傳動(dòng)式濃縮機(jī)，一用一備，過濾采用4臺(tái)45m2陶瓷過濾機(jī)，每天處理硫精礦量1200～1800t，平均1500t左右。主要工藝參數(shù)控制情況:硫精礦濃密機(jī)底流濃度60%～71%，陶瓷過濾機(jī)真空度－0.090～－0.097MPa，反沖洗壓力0.06～0.10MPa，過濾機(jī)開車臺(tái)數(shù)以濃密機(jī)底流濃度為主確定。

2004年，硫精礦陶瓷過濾機(jī)平均臺(tái)效22.85t/臺(tái)時(shí)，比試生產(chǎn)期間33.02t/臺(tái)時(shí)低10.17t/臺(tái)時(shí)，過濾水分11.74%，比試生產(chǎn)期間9.89%高2.85個(gè)百分點(diǎn)，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(chǎn)生部分金屬流失。過濾機(jī)臺(tái)效低，需要延長系統(tǒng)開車時(shí)間、增加過濾機(jī)開動(dòng)臺(tái)數(shù)和選礦成本;過濾精礦水分高會(huì)造成運(yùn)輸途中的損失，增加運(yùn)輸費(fèi)用;濃密池溢流金屬流失造成產(chǎn)品損耗，因此，硫精礦脫水效率迫切需要提高。

3 技術(shù)攻關(guān)

2004年以來，選礦廠對硫精礦脫水系統(tǒng)進(jìn)行了重點(diǎn)攻關(guān)，通過工藝流程改進(jìn)和設(shè)備改造，改善了硫精礦物料性質(zhì)，減少了干擾因素對生產(chǎn)的影響，提高了設(shè)備性能指標(biāo)，從而有效提高了硫精礦脫水效率，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.1 提高硫精礦品位

投產(chǎn)以來，硫精礦品位長期穩(wěn)定在42%左右，達(dá)到國家優(yōu)等品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，但根據(jù)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(wěn)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(jī)械夾雜進(jìn)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(yè)試驗(yàn)［3－4］，浮選流程為一粗一掃一精，使用Φ1m攪拌桶加藥調(diào)漿，浮選設(shè)備選用11臺(tái)BF－0.37浮選機(jī)(粗選6臺(tái)，掃選2臺(tái)，精選3臺(tái))，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(yàn)原礦從1#系統(tǒng)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(yàn)流程及取樣點(diǎn)分布圖

經(jīng)過18個(gè)連續(xù)班次的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，試驗(yàn)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(biāo)［6－7］。試驗(yàn)過程中，對代表性較強(qiáng)的原礦、精礦和尾礦進(jìn)行篩析化驗(yàn)，考查粒級產(chǎn)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(yàn)結(jié)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(xì)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(xì)顆粒在濃密池內(nèi)懸浮，有助于減少溢流水金屬流失。硫精礦脫除了細(xì)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(tái)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(yè)的浮選機(jī)槽內(nèi)產(chǎn)品(底流)，分選作業(yè)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(yōu)先浮選流程，硫精礦為選硫作業(yè)的泡沫產(chǎn)品，為活化受抑制的黃鐵礦，選硫作業(yè)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(yàn)可以清晰地驗(yàn)證pH值條件與自然沉降速度的關(guān)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(diào)整劑，將礦漿pH值調(diào)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(qū)，量筒上部有澄清的水層出現(xiàn)，叫做澄清區(qū)，量筒中間部分為沉降區(qū)，當(dāng)澄清區(qū)高度近似于不再增加時(shí)，沉降試驗(yàn)結(jié)束。記錄此時(shí)的沉降時(shí)間和澄清區(qū)高度，得到沉降速度數(shù)值，繪制礦漿pH值與自然沉降速度關(guān)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(xì)顆粒，有助于顆粒沉降。弱酸性礦漿中微細(xì)顆粒容易分散，沉淀速度慢。硫精礦礦漿pH值6.5時(shí)，黃鐵礦容易發(fā)生氧化作用，化學(xué)反應(yīng)式:4FeS2+11O2+6H2O=4Fe(OH)3+8SO2↑，產(chǎn)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(dǎo)致陶瓷過濾機(jī)臺(tái)效降低、過濾精礦水分升高，需用草酸清洗，增加生產(chǎn)成本。

2008年5月，選礦廠在使用優(yōu)先浮選流程時(shí)，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(huán)利用，提高了生產(chǎn)效率。

3.3 提高超聲波清洗效果

陶瓷過濾機(jī)卸礦區(qū)超聲盒防護(hù)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(xì)顆粒硫精礦堵塞毛細(xì)孔［9］，影響過濾機(jī)的臺(tái)效。對超聲盒防護(hù)方式進(jìn)行了改進(jìn)。同時(shí)，用測波儀對超聲波三組電源箱電流分別進(jìn)行了測試調(diào)整，調(diào)整后的三組電流比調(diào)整前提高了3～4A，超聲波功率增加，提高了清洗效果。改進(jìn)前，陶瓷板顏色較灰，殘留礦多;改進(jìn)后，陶瓷板變白，毛細(xì)孔堵塞現(xiàn)象明顯減少。

3.4 提高真空度和反沖洗壓力

陶瓷過濾機(jī)分配頭隨著使用年限的增加，真空區(qū)、反沖區(qū)在分配頭處串氣，降低了真空度和反沖洗壓力低，導(dǎo)致過濾推動(dòng)力降低，陶瓷板濾孔堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重，直接影響過濾效果。同時(shí)，生產(chǎn)操作人員習(xí)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(qiáng)設(shè)備檢修，按照分配頭的工藝要求，重新打磨并調(diào)整其間隙，對磨損嚴(yán)重的進(jìn)行了更換，并對管路進(jìn)行疏通;另一方面，選用耐沖擊的新型陶瓷板，并及時(shí)對有裂紋的陶瓷過濾板進(jìn)行檢查更換，教育生產(chǎn)操作人員按照工藝參數(shù)進(jìn)行規(guī)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(huán)負(fù)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(jìn)入濃密池壓縮區(qū)。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(shí)際長度。降低水流上升速度相當(dāng)于提高礦粒沉降末速的效果，因此，把減少濃密池水量負(fù)荷作為攻關(guān)重點(diǎn)，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(jī)濾液水、真空泵水封水是符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的清水，原來與過濾機(jī)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(fù)荷。通過安裝管路，將陶瓷過濾機(jī)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(fù)荷。

3.5.2 取消地溝清洗水

硫系統(tǒng)每臺(tái)過濾機(jī)的溢流礦漿都需通過較長的地溝流入泵池，再揚(yáng)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(shè)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(guī)劃了泵池的布局，將陶瓷過濾機(jī)溢流管直接引入新開挖的立泵池，改造后，礦漿借助高差產(chǎn)生的流速直接進(jìn)入立泵池，每年可以節(jié)約生產(chǎn)用水68萬t，節(jié)電9萬kW·h，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

4 改造效果

通過改進(jìn)工藝流程，改造設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高了硫精礦脫水效率。與攻關(guān)前比較，2011年陶瓷過濾機(jī)臺(tái)效27.99t/臺(tái)時(shí)，比2004年 22.85t/臺(tái)時(shí)提高了5.14t/臺(tái)時(shí)，2011年過濾水分10.32%，比2004年11.74%降低了1.42%，同時(shí)，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(jié)束語

永平銅礦結(jié)合自身生產(chǎn)實(shí)際情況，通過系統(tǒng)思考、持續(xù)改進(jìn)，對上下工序和相關(guān)工序的工藝設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，提高了硫精礦脫水系統(tǒng)生產(chǎn)效率，不僅取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，而且改善了職工作業(yè)環(huán)境、減少了環(huán)境污染，具有較好的社會(huì)效益和環(huán)保效益，對于國內(nèi)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(shù)管理工作。E－mail:PYL7507@sina.com