選礦廠銅精礦濃密系統(tǒng)設(shè)備研究

趙 煒

（江西省上饒市德興市德興銅礦，江西 上饒 334200）

在國(guó)內(nèi)氧化銅選廠中，部分精礦濃密系統(tǒng)在建成之后應(yīng)進(jìn)行填平補(bǔ)齊。現(xiàn)階段，銅選廠中精礦的脫水工藝在設(shè)計(jì)方面在開(kāi)展沉降速度實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，還需要開(kāi)展一些小型的、連續(xù)性的實(shí)驗(yàn)。但是，由于受到技術(shù)、環(huán)境等方面的限制，導(dǎo)致系統(tǒng)在建成后需要通過(guò)濃密過(guò)濾實(shí)驗(yàn)的方式，對(duì)其有效性進(jìn)行檢驗(yàn)。

1 銅精礦濃密系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

城門山銅礦主要為銅精礦，產(chǎn)量為2000t/d。為了提高生產(chǎn)規(guī)模，新增的處理量為5000t/d，在年底正式投入運(yùn)行。經(jīng)過(guò)大半年的試運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)銅精礦濃縮系統(tǒng)中存在諸多問(wèn)題，最為關(guān)鍵的一點(diǎn)便是無(wú)法達(dá)到日產(chǎn)量15t/d的要求。礦漿經(jīng)過(guò)NJG 30B型濃縮機(jī)進(jìn)入到φ3000×3000攪拌槽之中，經(jīng)過(guò)攪拌后礦漿可通過(guò)渣漿泵輸送到壓濾機(jī)中，采用壓濾機(jī)二段濃縮后，使產(chǎn)品的含水率降低到11%內(nèi)[1]。

2 銅精礦濃密過(guò)濾所需面積計(jì)算

（1）濃密機(jī)所需面積。通過(guò)連續(xù)濃密實(shí)驗(yàn)，可得出濃密機(jī)單位面積的生產(chǎn)力為0.11t～0.138t左右，將該數(shù)值代入以下公式中，可計(jì)算出濃密機(jī)所需面積，為投產(chǎn)后生產(chǎn)實(shí)踐提供借鑒與參考，公式為：

式中，F(xiàn)代表的是濃密機(jī)面積，單位為m2；Q代表的是給入機(jī)器的固體量，單位為t/日；q代表的是濃密機(jī)單位面積的生產(chǎn)力。

在沉降速度研究時(shí)，通常采用自由沉降速度，在此基礎(chǔ)上，濃密機(jī)單位面積的生產(chǎn)力的計(jì)算公式為：

式中，V代表的是溢流中最大顆粒自由沉降速度，單位為μm/s；R1代表的是濃縮之前，礦漿液體與固體的重量之比；R2代表的是濃縮之后，礦漿液體與固體的重量之比；k代表的是濃密機(jī)的有效面積系數(shù)。

（2）過(guò)濾機(jī)所需面積。通過(guò)過(guò)濾實(shí)驗(yàn)可得出該機(jī)組單位面積生產(chǎn)力，計(jì)算公式為：

式中，F(xiàn)代表的是過(guò)濾機(jī)面積，單位為m2；Q代表的是給入機(jī)器的固體量，單位為t/日；q代表的是過(guò)濾機(jī)單位面積的生產(chǎn)力；但是，由于含泥量較多、粒度較細(xì)，在采用圓盤(pán)真空過(guò)濾機(jī)的過(guò)程中，在對(duì)過(guò)濾所需面積進(jìn)行計(jì)算式，應(yīng)考慮到濾餅殘留部分，特別是對(duì)扇形過(guò)濾片邊沿處來(lái)說(shuō)，可對(duì)生產(chǎn)能力產(chǎn)生較大影響，因此應(yīng)將系數(shù)K引入其中，公式為：

式中，F(xiàn)代表的是過(guò)濾機(jī)面積，單位為m2；Q代表的是給入機(jī)器的固體量，單位為t/日；q代表的是過(guò)濾機(jī)單位面積的生產(chǎn)力；K代表的是系數(shù)，即有效過(guò)濾面積與幾何面積之比，與生產(chǎn)實(shí)際情況相結(jié)合，對(duì)k的數(shù)值進(jìn)行確定[2]。

3 銅精礦濃密系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行情況

3.1 問(wèn)題產(chǎn)生

經(jīng)過(guò)半年的生產(chǎn)運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：①每次運(yùn)送40min～60min才可使壓濾機(jī)內(nèi)注滿漿液；②壓濾機(jī)在注滿漿液后，直到濃縮為含水率低于11%的產(chǎn)品，需要經(jīng)歷3h；③壓力機(jī)的濾波質(zhì)量較低，在操作中很容易受損；④壓濾機(jī)中的清洗部件與拉板發(fā)生故障的概率較高。

3.2 原因分析

針對(duì)設(shè)備運(yùn)用情況進(jìn)行全程跟蹤，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生上述問(wèn)題的“病因”包括以下幾個(gè)方面。

3.2.1 渣漿泵選型不當(dāng)

通常情況下，銅礦在濃縮后形成漿液應(yīng)用到渣漿泵中，型號(hào)為50ZJA-I-A50型，利用DN50焊管與壓濾機(jī)對(duì)漿口處進(jìn)行連接。

泵設(shè)計(jì)流量為11m3/h，揚(yáng)程為77m，進(jìn)口礦漿的濃度為40%，壓濾機(jī)容積的最大值為3m3。與壓濾機(jī)的工作性質(zhì)相結(jié)合，當(dāng)渣漿泵向壓濾機(jī)泵中輸送漿體時(shí)，礦漿便開(kāi)始濃縮，也就是一邊泵送，一邊壓濾，屬于機(jī)組開(kāi)始運(yùn)行的首道工序。據(jù)計(jì)算可知，假設(shè)泵送流量固定不變，要想使整個(gè)濾室均充滿漿體，至少需要36min～40min。

3.2.2 壓濾機(jī)選型不當(dāng)

本工程選擇的壓濾機(jī)型號(hào)為XMZYGSF150/1250-U型，主要包括機(jī)架、水洗、過(guò)濾、電氣控制、拉板等部分，關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)為：過(guò)濾壓力最大值為0.8Mpa，過(guò)濾面積為150m2，過(guò)濾工作溫度最大值為80℃，濾板外形尺寸為1250mm，工作壓力最大值為20MPa，過(guò)濾容積為3m2，壓榨壓力為1.8MPa，濾板為57塊。

（1）水洗裝置。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中自動(dòng)清洗困難較大，存在以下問(wèn)題：一是皮帶傳動(dòng)部件的故障率較高。在應(yīng)用過(guò)程中，皮帶常常打滑，容易從槽內(nèi)脫離。由于受到檢修空間限制，維修難度較大，導(dǎo)致檢修時(shí)間延長(zhǎng)，處理一次需要花費(fèi)30min左右；二是清洗機(jī)構(gòu)容易發(fā)生故障。當(dāng)該機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)過(guò)程中，為了使每塊濾布均得到有效清洗，需要確保機(jī)構(gòu)與濾板在空間上一致，該項(xiàng)工作幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

（2）自動(dòng)拉板部分。該系統(tǒng)主要包括拉板小車、變頻電動(dòng)機(jī)、鏈輪等等，受PLC的控制，使變頻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，借助鏈條的拉力使小車完成拉板運(yùn)動(dòng)。不但可受程序控制，還可由手動(dòng)控制，隨時(shí)對(duì)拉板的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行掌握，如前進(jìn)、后退、停止等等。在運(yùn)行過(guò)程中，該設(shè)備拉板被逐塊拉開(kāi)。為了確保貨物能夠自動(dòng)掉落下來(lái)，可在濾板拉開(kāi)時(shí)適當(dāng)加速，但又可能出現(xiàn)脫槽情況，使速度與擺幅不受控制，影響卸料效率。受上述兩種因素影響，導(dǎo)致拉板卸一次料需要花費(fèi)1.5h左右的時(shí)間。

3.3 處理方法

將基礎(chǔ)條件、廠房等因素綜合考慮后，對(duì)壓濾機(jī)、砂泵等進(jìn)行選型，方法如下。

（1）在砂泵選型時(shí)，可選用安徽泵業(yè)有限公司研制的65ZS-40型渣漿泵，流量為95m3/h，揚(yáng)程為60m，通過(guò)計(jì)算可知，將濾室充滿的時(shí)間僅需4min。

（2）在壓濾機(jī)選型時(shí)，可選用景金壓濾機(jī)集團(tuán)生產(chǎn)的KMZGF135/1250-U型設(shè)備，該設(shè)備是在原本壓濾機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，技術(shù)參數(shù)如下：過(guò)濾壓力最大值為0.8Mpa，過(guò)濾面積為135m2，過(guò)濾工作溫度最大值為80℃，濾板外形尺寸為1250mm，工作壓力最大值為20MPa，壓榨壓力為1.8MPa，濾板為51塊。

4 結(jié)論

綜上所述，本文分別對(duì)濃密機(jī)與過(guò)濾機(jī)的濃密過(guò)濾所需面積進(jìn)行計(jì)算，針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題挖掘原因，并提出有效的解決對(duì)策。對(duì)設(shè)備重新選型后，一次壓濾循環(huán)只需要30min即可，生產(chǎn)能力每天達(dá)到310t，超過(guò)預(yù)計(jì)目標(biāo)的兩倍，為后續(xù)生產(chǎn)規(guī)模的拓展和產(chǎn)能的提高創(chuàng)造了有利條件。