自动压滤机在磷矿山选矿厂中的应用
尾矿设施具有保护环境,充分利用水资源和保护矿产资源的作用,是矿山生产不可缺少的设施,但投资巨大,基建投资占矿山总投资的10%以上,占选矿厂投资的20%左右,有的几乎与选矿厂的投资一样多,甚至超过选矿厂。尾矿设施的运行成本也较高,有些矿山尾矿设施运行成本占选矿厂生产成本的30%以上。近年来,由于征购土地和搬迁农户的费用越来越高,因此建设尾矿设施的费用也越来越高。此外,尾矿库还是矿山生产的最大的危险源之一,一旦尾矿库失事,将给工农业生产及下游人民生命财产造成巨大损失。而若采用干式堆存尾矿,则可较大地缓解以上矛盾,因干式堆存的尾矿只含有11%~15%的水分,且可依地形而堆存,大大减少了占地面积,且不易垮落。贵州某一选矿厂利用脱水设备实现了尾矿的干式堆存,情况介绍如下。
1 脱水设备的选型
磷矿石的选矿要求的单体解离度为-200目,一般采用反浮选工艺,将碳酸盐类脉石矿物选出,其精、尾矿产品粒度较细,密度小,为难沉淀的物料,为了提高脱水效率,通常需进行絮凝浓缩。这种浓缩产品粘性大,絮凝团内含有较多的孔隙水,用真空过滤机不易脱出其中的水分,必须选用压滤机,以高于大气压数倍或十余倍的外加压力强行挤压方能得到含水较低的滤饼。基于上述原因,选用了CZJZ高效自动压滤机,但由于磷矿石的某些特殊性,国内一些选矿厂也曾选用过压滤机,因设备磨损极大,无法实现连续运转,而弃之不用。本课题组对选用的CZJZ高效自动压滤机进行改造后,成功实现了设备的高效连续运转,滤饼水分控制在指标范围内,可省去干燥作业,简化生产流程,改善环境。
2 设备的技术关键和技术难点
目前出现的板框式压滤机主要由压紧机构、过滤机构、振动机构、洗布机构组成。压紧机构用作主机其他部份的支架及提供工作时的密封压紧力;振动机构是压滤机的辅助卸料机构,帮助过滤机将滤饼卸尽;洗布机构用于滤布的再生;过滤机构是压滤机的核心工作部分,注浆过滤,隔膜压榨,吹干工艺均靠它实现。矿浆脱水主要由注浆过滤、隔膜压榨来完成,滤饼水分可达到15%~18%,但多加了一道吹干工序后,高压风(0.8MPa)穿过滤饼,带走了滤饼内部孔隙之间的残留水,可使滤饼水分降低至11%~12%,能顺利卸料及包装运输,同时增加了洗涤功能,确保下一循环顺利进行。
在压滤工艺中,采用高压泵将矿浆注入压滤机每块滤板的滤室(滤布与隔膜间),若密封面清理不彻底,易造成喷浆现象,损伤滤布及隔膜。采用高压水(1.2MPa)推动隔膜压榨时,能较快挤出滤饼中的水分,但压榨过程结束后,部分压榨水不能有效返回,会在滤饼卸落时从隔膜后一起落下,造成滤饼水分的增加。吹干过程能有效去除滤饼中的残留水,大部分矿山可以不上烘干系统,以简化生产流程。但高压风中不可避免地带有矿物微粒,这些微粒在高压风中快速地流动,不停地摩擦所经过的线路,对滤布及管道的磨损特别严重,设备维修工作量大,无法实现连续生产。
在国内磷矿山中,能成功使用压滤设备的企业非常少,主要原因在于设备磨损严重,维修时间长,无法达到连续开机的需要,在经过长时间的生产实践摸索后,进行了以下几方面的整改。
a.高压矿浆刚进入滤腔时,对滤室的密封面冲击大,因而对设备的磨损也大,易在进浆初期造成喷浆现象。通过调整矿浆泵的注浆压力曲线,可以极大地缓解喷浆现象,即当注浆泵启动时,将压力缓慢提升,待滤腔出清水时,再将压力迅速提高。
b.用高压水进行压榨时,压榨腔总有一小部分水不能有效排出,在滤饼脱落时,又增加了滤饼的水分。试改为风压后,滤饼水分不会二次增加。
c.为避免风干过程对设备造成损坏,将进风从原来的先作用于滤布,改为直接作用于滤饼;将原有的定位于固定腔面下部的出水孔改为固定腔面整板出水,大大地增加了透风出水的面积;同时,将滤腔中的排出水和气的管道面积加大一倍,以减缓气流速度,达到减少设备损坏的目的。
经过一系列的改造,最终使设备实现了连续运转。压滤设备可以高效地脱除磷矿选矿厂中的精矿和尾矿的水分,但由于尾矿粒度较细,因而过滤难度较大,相同的设备处理能力要小20%~50%,因此在选择尾矿压滤设备时处理能力应大些。
这次设备技改的成功为以后新建选厂提供了一个较好的选择尾矿库类型的机会,可不再采用原来的湿式堆存方式,而采用干式堆存,不仅占地面积小,而且可以依地形而堆存,受地形限制小,不易形成泥石流,安全性也较高,选址也比较容易。