高效深锥浓度密机在梅山选厂的应用.pdf

Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌＮ ｏ ． ４ ５ ５ Ｍ ａ ｒ ｃ ｈ． ２ ０ ０ ７ 矿 业 快 报 Ｅ Ｘ Ｐ Ｒ Ｅ Ｓ ＳＩ Ｎ Ｆ Ｏ ＲＭＡ Ｔ Ｉ ＯＮ Ｏ ＦＭ Ｉ Ｎ Ｉ Ｎ ＧＩ Ｎ Ｄ Ｕ Ｓ Ｔ Ｒ Ｙ 总 第４ ５ ５期 ２ ０ ０ ７年３月第３期 勾金玲（ １ ９ ８ １ －） ， 女， 辽 宁锦县人， 助理工 程师， ２ １ ０ ０ ４ １江苏省 南京 市中华门外 西善桥。 高效深锥浓密机在梅山选厂的应用 勾金玲 （ 上海梅山矿业有限公司 ） 赵福刚 （ 中钢集团马鞍山矿山研究院 ） 摘 要 通过采用高效深锥浓密机进行尾矿浓缩实验， 提出了采用浓密机高效化处理方案， 并 将三段浓缩流程改为二段浓缩流程， 此外就高效深锥浓密机的构成、 工作原理、 性能以及该设备在 梅山选矿厂的应用效果进行了阐述。 关键词 高效深锥浓密机； 尾矿输送； 应用效果 中图分类号 Ｔ Ｄ ４ ６ ２ ＋． ５ 文献标识码 Ｂ 文章编号 １ ０ ０ ９ -５ ６ ８ ３ （ ２ ０ ０ ７ ） ０ ３ -０ ０ ７ ０ -０ ３ １ 概述 梅山铁矿是宝钢梅山公司的重要原料基地， 目 前已经形成４ ０ ０万ｔ ／ ａ 的采选综合生产能力。梅山 选矿厂原则工艺流程是磁重预抛尾产生粗精矿和部 分尾矿， 粗精矿经浮选脱硫和磁选降磷后， 产生降磷 尾矿和再经浓缩脱水后得最终铁精矿产品。选矿厂 尾矿由洗矿分级、 磁重抛尾工序的细粒尾矿和浮选 脱硫、 磁选降磷工序的降磷尾矿两部分混合组成。 尾矿脱水采用三段浓缩流程， 即磁重抛尾的细粒尾 矿先由２台 ５ ０ ｍ 浓密机进行一段浓缩脱水， 浓缩 后的磁重尾矿与磁选降磷尾矿合并， 再由２台 ５ ０ ｍ 浓密机进行第二段和１台 ５ ０ ｍ浓密机进行第三段 浓缩 脱 水， 经 三 段 浓 缩 后 的 综 合 尾 矿 由 ３ 台 Ｓ ＧＭ Ｂ １ ４ ０ -７隔膜泵输送至尾矿库， 目前年综合处理 尾矿量为８ ２万ｔ 。但随着选矿处理能力的提高， 湿 尾矿量也逐年增加， 生产中尾矿浓缩输送能力不足 的问题逐渐暴露出来。 ２ 尾矿性质及原处理工艺流程 梅山铁矿矿石矿物主要有磁铁矿、 半假象赤铁 矿、 菱铁矿， 其次为假象赤铁矿及少量的褐铁矿、 黄 铁矿等。脉石矿物有铁白云石、 白云石、 方解石等碳 酸盐矿物， 以及高岭石等组成的粘土矿物， 此外还有 磷灰石和少量的石榴石、 透辉石、 绿泥石、 石英等。 梅山选矿厂由于处理的矿石中含有大量的粘土类矿 物 （ 高岭土、 云母 ） 及碳酸盐矿物， 根据实验数据分析 在磁重尾矿、 降磷尾矿和综合尾矿中高岭石、 绿泥 石、 云母等组成的粘土类矿物含量分别高达３ ２ ． ６ ％、 １ ３ ． ５ ％和 ２ １ ． ６ ％， 铁白云石、 方解石等碳酸盐类矿物 量也达到１ １ ． ３ ％、 １ ０ ． ２ ％和１ ０ ． ６ ％。原尾矿处理系 统的工艺流程见图１ 。原生产指标见表１ 。 表１ 原浓缩系统生产指标 给矿 浓度 （％） 处理量 ／ （ ｔ ／ ｈ ） 底流 浓度 （％） 底流 体 积量 ／ （ｍ３／ ｈ ） 备注 ≤３１ ８一段重选尾矿（ １、 ２号浓密机） １ ８６ ３２ ≥２ ０ ２ ７ ３．９２二 段浓缩（ ６ 、 ７浓 密机同时工作 ） ≥ ２ ０３ ０三段浓缩（ ４号浓密机） 图１ 原生产尾矿浓缩系统流程 随着尾矿的逐年增多， 使原有浓缩与输送系统 的问题日趋恶化， 主要表现为在以下几点。 （ １ ） 浓密机的溢流水质差， 浓密机的底流浓度 低， 造成了溢流水对环境的污染以及增加了尾矿的 输送能耗。尤其当冬季生产时， 特别是井下原矿石 中粉矿量比例较大时， 环水中悬浮物量超标， ３台隔 膜泵必须同时开， 没有备用设备， 如若机器发生故 障， 则不能保证生产的连续性， 对整个矿山的效益产 生不利影响。 （ ２ ） 由于公司地处南京近郊， 在土地利用和环保 方面都有很高的要求。为满足生产和环保的要求， 对尾矿浆进一步的浓缩脱水。 （ ３ ） 考虑到原矿品位逐年下降， 尾矿量逐年上升 的趋势， 选矿厂的尾矿浓缩系统处理增产后的尾矿、 浓缩问题已迫在眉睫。 ２１ （ ４ ） 随着产量的增加， 尾矿量的增大， 大井沉降 面积显得不够。 （ ５ ） 为减少尾矿浆的输送体积， 需要提高尾矿浆 输送浓度， 目前选矿厂为脱除尾矿水份， 已投建了板 框压滤， 为提高压滤机的工作效率， 亦同样需要提高 压滤给矿机浓度。因此寻找浓缩效率高的浓缩设备 势在必行。 ３ 深锥浓密机的应用 为解决上述问题， 梅山矿业公司委托科研单位 进行了尾矿高浓度浓缩实验及高效化改造设计。经 过多年的试验研究， 提出了对原有尾矿浓密系统进 行高效化改造方案， 增加了一台２ ５ ｍ Ｈ Ｒ Ｃ型高效深 锥浓密机。 ３ ． １ 深锥浓密机组成及工作原理 深锥浓密机是国外２ ０世纪７ ０年代发展起来的 一种高效浓缩设备， 适用于处理细粒和微细粒物料， 具有 极大 的 生产 能 力， 可 获 得极 高 的底 流 浓度。 Ｈ Ｒ Ｃ -２ ５型高效深锥浓密机是一种高效率的浓缩设 备， 该设备是我国目前最大的高压浓密机， 采用了给 矿的流体动力学自动稀释、 絮凝剂瞬间混合及加速 沉降的流体动力学控制、 低阻力的耙子、 破坏絮凝体 受力平衡的搅拌机构等新技术， 具有较高的浓缩效 果和稳定的工作状态。目前已在国内很多矿山生产 应用， 并取得了很好的效果。 Ｈ Ｒ Ｃ ２ ５ -Ｈ Ｐ高效深锥 浓密机结 构为中心 传动 式。主传动为低转速大扭矩涡轮减速机； 壳体为钢 筋混凝土高架式弹性结构， 采用深锥大坡度钢筋混 凝土自防水结构。给矿量和加药量采用手动控制， 底流排矿采用自动控制， 采用双输入单输出模糊逻 辑与 Ｐ Ｉ Ｄ 结合的算法， 给矿采用电磁流量计监测， 底流浓度采用γ - 射线密度计检测， 浓密机内储矿量 用微差压计检测， 控制系统为集散控制， 系统具有三 级过载保护， 确保浓密机稳定工作。其主要工作原 理是物料给入浓密机顶部桥架上的给料箱消能， 通 过料箱给入浓密机的给料井， 并与絮凝剂混合发生 絮凝， 絮凝后的物料在重力作用下在浓密机内沉降。 根据现有的浓密理论， 浓缩过程分为３个阶段， 现使 用的浓密机， 包括高效浓密机反映的浓缩过程主要 是固体颗粒在沉降段和过渡段的工作过程， 当浓密 机处于这一工作阶段， 采用絮凝浓缩， 大大地增加了 固体通量， 设备可以获得较大的处理量。因此， 高效 深锥浓密机工作时， 浓密机底部储存有大量的高浓 度矿浆， 高浓度矿浆中的水逐步挤出， 从而达到要求 的底流浓度， 高效深锥浓密机内的浓度分布见图２。 图２ 高效深锥浓密机内矿浆分层 ３ ． ２ 改造后的流程 浓缩系统保留第一段浓缩作业， 对于二段浓缩 作业进行改进， 增加一台 Ｈ Ｒ Ｃ -２ ５高效深锥浓密机， 选择６号或７号浓密机中的一台进行高效化改造另 一台作为备用大井， 取消三段浓缩作业。新增的第 １台 Ｈ Ｒ Ｃ ２ ５高压浓密机于２ ０ ０ ４ -１ ０ 月完成流程切 换， 并投入使用， 替代了７ ＃ 浓密机， 并停用了４ ＃ 浓 密机。改造后的流程图见图３ 。 图３ 设计流程图 现尾矿工艺流程为 重选和降磷尾矿在矿浆分 配桶中混合后， ３ ０％的矿浆给入现有的６ ＃ 或７ ＃ 浓 密机进行浓缩， 获得浓度为３ ０ ％的底流， 进入高位 料浆槽， 再经隔膜泵输送到尾矿库。而７ ０％的矿浆 加入絮凝剂后， 通过新设计的给矿泵给入高效深锥 浓密机， 浓缩得到浓度为４ ８％的底流， 然后经泵输 送到高位料浆槽， 再经隔膜泵输送到尾矿库， 见图 ４ 。目前， 第２台Ｈ Ｒ Ｃ ２ ５高压浓密机正在施工设计， 指标见表２， 预计２ ０ ０ ６年４季度可投入运行， 届时 将取代６ ＃ 浓密机。 ２台 Ｈ Ｒ Ｃ ２ ５高压浓密机投入使 用后， 预计最终尾矿浓度可以达到４ ５ ％以上， 与高 压浓密机应用前相比， 可以提高浓度１ ０ ～ １ ５个百分 点； 与高效化改造前相比， 可以提高浓度１ ５～１ ９个 百分点。同时， 还可以再增加２ ３ ｔ ／ ｈ的处理量， 使尾 矿浓缩系统设计处理能力达到１ ５ ０ ｔ ／ ｈ， 提高１ ８％以 上。 ３ ． ３ 应用效果 ３１ 勾金玲 赵福刚 高效深锥浓密机在梅山选厂的应用 ２ ０ ０ ７年３月第３期 经过一段时间的试生产， 该系统生产运行稳定， 给矿浓度为１ ５％， 处理量与底流浓度的平均值分别 为５ ２ ０ ｍ ３ ／ ｈ和４ ８％， 达到了设计的标准 给矿浓度 为１ ８ ％， 处理量为３ ６ ８ ． ４ １ ｍ ３ ／ ｈ ， 底流浓度４ ５％（冬 季为４ ０％ ） 。 ２ ５ ｍ高效浓缩机的设计工艺指标底流 体积量为１ １ ７ｍ ３ ／ ｈ ， 实际现在一般情况下输送量为 １ ５ ０ｍ ３ ／ ｈ 左右， 甚至有时 达到了１ ７ ０ 、 １ ８ ０ｍ ３ ／ ｈ ， 远 远超过了设计指标， 另外， 溢流固体含量低。 表２ 第二段浓缩设计指标 浓密机类型 给矿浓度 （ ％） 处理能 力 ／ （ ｔ ／ ｈ ） 底流浓度 （％） 溢流固体 含量 ／ （ ｍ ｇ ／ Ｌ ） ６ ＃普通浓密机 １ ８５ ２＞３ ５＜３ ０ ０ ＨＲ Ｃ ２ ５高 压浓密机１ ８７ ５＞４ ５＜３ ０ ０ 综合１ ８１ ２ ７＞４ ０＜３ ０ ０ 由于底流浓度的提高， 为后序的尾矿输送提供 了有利地条件， 大大地缩短了隔膜泵的开车时间。 以前３台隔膜泵要同时运转， 而现在白班通常只开 一台隔膜泵， 中班和夜班也只用开两台隔膜泵， 降低 了能耗。 改造后的尾矿系统安装了自动控制系统， 较老 系统更容易操作与管理， 同时节约大量的电耗、 增加 大量的回水， 减少了尾矿管道的消耗量， 环水的质量 得到了改善， 减少了溢流水对环境的污染。另外， 尾 矿浓度提高后， 尾矿的压滤给矿时间缩短， 为尾矿综 合利用创造了有利的条件。 ４ 经济效益 以年处理湿 尾矿量 ８ ２ 万ｔ的 ７ ０ ％ 来计 算即 ５ ７ ． ４ 万ｔ ， 原４ ＃ 大井底流浓度按３ ０ ％、 现在综合尾 矿底流浓度按４ ０ ％、 电价按０ ． ５ ５元／ ｋ Ｗ ｈ 、 絮凝剂按 １ ． ７ 万元／ ｔ 。隔膜泵装机功率为４ ０ ０ ｋ Ｗ ｈ ， 额定输送 量为１ ４ ０ｍ ３ ／ ｈ。 （ １ ）减少矿 浆输 送量。改造 前环水 输送 量为 ２ ２ ０ ． ０ ８ 万 ｍ ３， 现为１ ４ ６ ． ９ ５ 万 ｍ３， 年减少环水输送量 ７ ３ ． １ ３ 万 ｍ ３。 （ ２ ）年 节 约 电 耗 １ １ ７ ． ６ 万 ｋ Ｗ ｈ ， 年 节约 电 费 ６ ４ ． ６ ８ 万元。 （ ３ ） 年消耗药量２ ８ ． ７ ０ ｔ ， 年多用药剂费３ ８ ． ７ ９万 元。 综合年经济效益 ２ ５ ． ８ ９ 万元。 间接的经 济效 益包括， 系统 处理 能力 提高 了 ８ ０ ％以上， 此外尾矿浓缩系统改造后， 高浓度的尾矿 可以有效地缩短压滤时间， 为扩大尾矿使用量创造 了有利的条件。改造后的尾矿浓缩系统， 改善了溢 流水质， 使其可以做回水使用， 减少了排放， 节约了 用水。 ５ 结语 Ｈ Ｒ Ｃ -２ ５型高效深锥浓密机与６ ＃ 或７ ＃ 浓密机 联合使用， 设计处理尾矿量９ １万～ １ ０ ０万ｔ ／ ａ ， 但随 着二期延伸工程的完成， 尾矿量增至１ ２ ８ ． ９万ｔ ／ ａ 。 所以就目前的尾矿处理能力还不能满足二期延伸工 程基建期尾矿量递增的需要， 尾矿输送能力不足的 问题仍然未能彻底解决。而且， 随着企业对选矿金 属回收率的重视， 重选系统需要进一步降低入选粒 度， 尾矿量将进一步增加。现在梅山公司正在投建 第二台２ ５ ｍ 高效深锥浓密机， 届时两台２ ５ ｍ 并联使 用， 有助于处理完成年１ ２ ９万ｔ 的尾矿量， 为选厂的 发展解除后顾之忧。 参 考 文 献 ［ １ ］ 仝克闻． Ｎ Ｇ Ｓ型高效 深 锥浓密机的 应用［ Ｊ ］． 金 属 矿山， １ ９ ９ ６ （ １ ） ３ ４ ～３ ８． ［ ２ ］ 刘安平， 倪 文， 张祖 刚． 梅山尾矿絮凝深锥浓缩 实验研究［ Ｊ ］ ． 金属矿山， ２ ０ ０ ５ （ １ ０ ） ３ ０～３ ２， ７ ４． （收稿日期２ ０ ０ ６ -１ １ -１ ９ ） 信息平台 我国两年间关闭矿井８ ０ ７ ９处 在２ ０ ０ ７ -０ ３ -０ ２日进行的全国安全生产视频会 议上， 安监总局局长李毅中表示， ２ ０ ０ ７ -０ １～０ ２月， 全国事故总量、 重特大事故均有一定幅度的下降。 与２ ０ ０ ６年同期相比， ０ １～０ ２月事故起数和死亡人 数分别 下降２ ４ ． ７ ％ 和１ ４ ． ５ ％。李 毅中 还 透露， 从 ２ ０ ０ ５ 年 到 ２ ０ ０ ７ -０ ２ -１ ５ 日， 两 年 来 全 国 合 计 关 闭 ８０ ７ ９ 处矿井。 ４１ 总第４ ５ ５期 矿业快报 ２ ０ ０ ７年３月第３期