钼精矿脱水新工艺研究及应用

刘迎春，李九洲，张美鸽

（金堆城钼业股份有限公司，陕西华县714102）

0 前言

百花岭选矿厂于1983年11月建成投产，设计规模15 000 t/d，钼精选段分3个系统，钼精矿品位45％。通过多次工艺改造，生产技术指标逐年提高，目前日处理能力达到2.2万 t，钼精矿品位达到52％以上。尤其是2007完成了钼精矿脱水新工艺及产业化研究，2、3系统可生产57％高品质钼精矿。高品质钼精矿采用浮选柱与浮选机联合生产的工艺流程，2系统在精选段增加了一次立磨，3系统增加了两次立磨，高品质钼精矿产品粒度变细，利用现脱水工艺难以满足生产，为了满足钼产品后续加工作业，对钼精矿脱水新工艺研究应用显得非常重要。

1 现生产工艺现状及其存在的问题

1.1 钼精矿脱水工艺现状

百花岭选矿厂现钼精矿脱水生产工艺流程为浓缩、过滤、干燥。浓缩作业为3台φ12 m中心传动式浓缩机，浓密机底流经泵给入TZG－5圆筒真空过滤机，滤饼经螺旋输送机给入ZLG－5蒸汽螺旋干燥机进行干燥，干燥后钼精矿水分小于10％，然后经螺旋输送机送到精矿仓。存在主要问题如下：

（1）工艺流程繁琐，设备陈旧老化，所需设备台套多，能耗大，生产过程中产生的热蒸汽、烟气、粉尘等造成了一定的环境污染。

（2）3个精矿系统共用一条过滤、干燥工艺生产线，造成了高品质钼精矿与普通钼精矿交叉污染，污染情况考察结果见表1。从表1看出：经过滤、干燥后，高品质钼精矿品位先后降低了0.79、0.82个百分点，共降低1.61个百分点；而普通钼精矿先后升高了0.49、0.80个百分点，共升高1.29个百分点。

（3）随着高品位（57％）钼精矿的生产，产品细度变细，导致生产过程中堵塞滤布，造成滤饼水份大，脱水生产效率降低，细度对比见表2，生产考察情况见表3。

表1 过滤、干燥过程中钼品位交叉污染情况 ％

为了保证高品质钼精矿的正常生产，彻底改变钼精矿脱水生产过程对环境的污染现状，对旧的精矿脱水工艺进行改造已势在必行。研究的重点就是去掉干燥作业，用高效的过滤设备取代现有的设备，变三段脱水工艺为二段脱水工艺。

表2 普通钼精矿与高品位钼精矿细度对比

表3 普通钼精矿与高品位钼精矿脱水生产指标

2 过滤设备考察和试验

2.1 过滤设备考察

为了钼精矿脱水新工艺的设计，笔者分别对快开式压滤机、折带式过滤机、闪蒸干燥机、微波、电磁螺旋干燥机、LAROX全自动压滤机进行了考察。通过考察了解到快开式压滤机和带式过滤机过滤后的滤饼水份较高，过滤之后仍需要干燥；闪蒸干燥机、微波和电磁螺旋干燥机的给料水份要求在20％左右，入料之前需过滤，在干燥过程中产生部分烟气、粉尘污染；LAROX压滤机给料浓度范围大，压滤后精矿水份可以达到10％以下，自动化水平高，处理量大，可以缩短脱水工艺流程、降低设备台套、节约能耗。因此选择LAROX压滤机进行试验。

LAROX M系列全自动压滤机工作原理是通过以下5个阶段实现的。

（1）过滤阶段：当过滤板框关闭后，料浆通过料浆管进入每个滤腔，边进料边过滤。滤液通过滤布进入滤液腔，然后进入滤液软管，最后到达滤液管排出。

（2）洗涤：洗涤液使用与料浆相同的方式被泵送到过滤腔，洗涤液在通过滤饼和滤布后流入排放管。

（3）挤压：高压水通过高压水软管进入隔膜上方，隔膜向滤布表面挤压滤饼，从而将滤液挤出滤饼。

（4）空气干燥：通过分配管进入的空气充满了过滤腔，提起隔膜，使隔膜上的高压空气排出过滤机。通过气流减少滤饼水份含量到最佳程度，同时排空滤液腔。

（5）滤饼排放：当干燥过程完成后，板框组件打开，滤布驱动机构开始运行，滤布上的滤饼从过滤机两边排出，滤饼排出时进行滤布洗涤。

2.2 LAROX压滤试验机小型试验

使用试验压滤机对不同的试样进行压滤试验，试验结果见表4。从试验结果及试验现象看出：在给料浓度2.44％～46.97％范围，不论是高品位还是低品位钼精矿，经压滤后滤饼水份都可以保证在10％以内；压滤后滤饼较硬，容易从滤布上脱落，滤布不太粘钼精矿很容易清洗；压滤后滤饼需要破碎以便于后续加工作业。

表4 ALROX压滤机小型试验结果

3 钼精矿脱水新工艺设计

设计原则为：（1）钼精矿含水指标≤10％，混矿产品呈粉状，便于下道工序作业；（2）设备选型可靠，自动化水平高，并具有节能减排的特点；（3）系统处理能力满足2个系统的生产（3 t/h）；（4）尽量利用现有厂房、设施；（5）方案实施不影响正常生产。

高品位钼精矿脱水新工艺拟采用全自动压滤机替代现生产工艺中使用的真空圆筒过滤机和蒸汽螺旋干燥机，使浓密机底流直接压滤后水份达到10％以下，省却干燥作业，简化脱水工艺，达到节能减排，降低工人劳动强度的目的。根椐LAROX全自动压滤试验结果，设计的流程为：浓密机底流经泵连续给入搅拌槽，搅拌槽中的矿浆由给料泵给入压滤机，压滤机与给料泵为自动化间断式作业，压滤后的滤饼进螺旋运输机送到粉碎机粉碎后，通过螺旋运输机输送到精矿仓。

根据百花岭选矿厂目前的生产能力，钼精矿脱水新工艺应满足2个系统，生产处理能力为3 t/h。选取LAROXPF 7.9/12.6M145压滤机1台，φ2.0 m× 2.5 m高浓度搅拌槽、进料泵、管道冲洗泵、滤布冲洗泵、GX300螺旋运输机等辅助设备。利用现有脱水厂房进行改造。设备布置方案为：浓密机底流池旁再建一浓密机底流泵池；原空压机跨摆放搅拌槽、水箱；原过滤机旁余留地摆放LAROX压滤机。主机放在哪？该配置优点：充份利用了现有精矿仓、精矿库，便于生产管理；充分利用现有的空压机跨、过滤机跨的余留空间，设备布置紧凑合理；矿浆输送，空压机给气行程短，生产供水、供电便捷；大大减少了整体施工工程量。

4 钼精矿脱水新工艺运转调试

在调试及试生产过程中对出现的以下问题进行了改进：

（1）压滤机给料泵上料不稳定。找出其主要原因是，由浓密机底流泵输送到搅拌槽的料浆中带进部分空气和药剂，加之搅拌槽搅拌速度太快，容易形成气蚀所致。

改进措施：①改变给料搅拌槽运转方式，在压滤机进料过程中停止搅拌，隔2 h搅拌2 min；②降低搅拌槽电机转速，将6级电机改为8级。

（2）压滤机处理能力达不到设计要求。找出主要原因是滤布透气性差。

改进办法：进行各种滤布试验，最后将透气性为3.3 L/m2·s滤布换成透气性为40 L/m2·s透气性高的滤布。经过5个多月的调试，对生产工艺不断完善，达到了设计要求：钼精矿水份≤10％，处理能力3 t/h。调试阶段和正常运转时期的平均生产指标见表5。

表5 2010年压滤机各阶段数据

5 新老精矿脱水工艺对比

5.1 生产成本

新工艺应用LAROX全自动压滤机替代圆筒真空过滤机和蒸汽螺旋干燥机，其中省掉了真空泵、过滤机、干燥机、锅炉及其他附助设备，而需用破碎机、泵及其他附助设备。钼精矿脱水新工艺与老工艺生产成本对比见表6，从表中看出每生产1 t钼精矿可节约生产成本90.02元。其中，煤耗占65％，电耗占30％。另外，新工艺还每年减少锅炉水质化验费、排污费共20多万元，减少3个岗位节约人工21人。新工艺年共节约生产费用300多万元。

表6 钼精矿脱水新工艺与老工艺生产成本对比

5.2 环保、社会效益

一是杜绝了锅炉烟气排放，保护了大气环境；二是杜绝了生产现场蒸汽的泄漏和钼精矿粉尘飞扬，保护了生产环境；三是缩短了工艺流程，减少了占地面积，有利于现场管理和保持现场环境清洁，同时降低了工人劳动强度。

浓缩－压滤两段脱水工艺在钼精矿脱水中的首次成功应用，是钼选矿领域的一项重大突破，为同类性质精矿脱水工艺的改造提供了借鉴。

6 结论及建议

（1）采用浓缩－压滤两段脱水新工艺成功取代了浓缩－过滤－干燥三段脱水常规工艺是钼选矿领域的一项重大突破。彻底消除了干燥作业带来的环境污染，保证了细粒高品位钼精矿的产出，大幅度降低了生产成本。

（2）可将高品位钼精矿和普通钼精矿在脱水过程中完全分开，避免了两种钼精矿在脱水过程中的相互污染。

（3）继续进行不同规格的滤布试验，寻找更加适合钼精矿特性的滤布，是今后进一步提高新工艺处理能力的一项重要工作。

（4）由于钼精矿中含有选矿药剂，对隔膜具有一定腐蚀性，隔膜易变形。研究应用更耐油、耐腐蚀性材质的隔膜，延长易损件使用寿命亦是今后的重要工作。

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