梅山铁矿尾矿处理工业应用研究

衣德强

（南京梅山冶金发展有限公司矿业分公司，南京 210041）

为了解决梅山铁矿尾矿库容量不满足矿山持续生产的矛盾，开展了降磷尾矿压滤工业应用试验，2017年9月启动尾矿浓缩筛分工艺管线调整，新增1台600 m2新型压滤机，2017年11月24日调试并正式投入运行，开展了5种不同粒级组合物料的压滤工业试验，产品实现销售应用，减少了尾矿排放堆存量，节约了尾矿库库容。

1 工艺流程和控制要求

1.1 工艺流程

工艺流程如图1所示。

降磷尾矿经过6#φ50 m和7#φ50 m浓缩后，输送到再选厂房，经细筛筛分，5#6#细筛筛下输送到2#φ25 m浓缩，1#～4#细筛筛下进φ150和φ250两组旋流器分级，φ250旋流器溢流进2#φ25 m，φ150旋流器溢流可以通过闸阀调整进入1#φ25 m和2#φ25 m，实现粒级和矿量分配；旋流器沉砂进陶瓷过滤机过滤，滤饼称为铁尾砂；重选尾矿经过细筛筛分后筛下进1#φ25 m浓缩，两台φ25 m浓缩底流输送给入隔膜泵，隔膜泵一段输送到山景尾矿库堆存；2#φ25 m2#底流泵输送给入缓冲泵池，通过渣浆泵给入600 m2压滤机，压滤滤饼卸到皮带上，皮带运载进入破碎机搅拌破碎。

1.2 工艺参数

1.2.1 筛分和分级

降磷尾矿6台细筛，1#～4#开2～3台，5#、6#开1～2台，每台筛子安装4张筛孔宽度0.5 mm的聚氨酯筛网，如有破损及时更换；φ150旋流器开7～8台，根据需要调整进1#φ25 m或2#φ25 m；φ250旋流器开5～6台；旋流器给矿泵通过调整变频，使给矿压力达到0.10～0.25 MPa，做到泵池不漫矿。

1.2.2 浓缩供矿

根据底流浓度和清水层高度，调整φ25 m浓缩絮凝剂用量30～50 g/t干矿，2#φ25 m2#底流泵专供压滤机用矿，输送到压滤泵池后，通过150ZJA70渣浆泵供给压滤机进浆，供矿压力0.75～0.78 MPa，给矿浓度45%左右。

1.2.3 压滤参数

压滤参数如表1所示，根据压滤机液压推进端滤板滤液流出量，确定进浆停止时间，一般没有水滴下时，停止进浆。

1.3 处理物料性质

降磷尾矿给入浓度14.52%，矿石比重3.2 t/m3，TFe 23.01%，S 0.845%，P 0.557%，粒度分析如表2所示。表2显示，降磷尾矿中-400目微细粒级含量47.4%，-200目含量61.85%，中值粒径为400目。

2 压滤滤饼检测

2.1 检测制度

压滤滤饼常规检测每班送样检测水分、化验铁硫，登录生产数据平台；给矿浓度每班浓度壶检测两次、滤饼厚度每班检测一次；在压滤滤饼矿仓取样11次，检测不同工艺和粒级分布得到的滤饼细度和水分。

2.2 滤饼厚度

图1 尾矿筛分浓缩压滤工艺流程

表1 600 m2新型隔膜压滤机工作参数

表2 降磷尾矿粒度分析

共检测滤饼厚度38次，其中21次40 mm，还有39 mm、41 mm、42 mm、43 mm、45 mm、50 mm、58 mm，最厚58 mm、最薄39 mm。隔膜滤板边部厚度90 mm、中部厚度60 mm，形成滤饼厚度30 mm；箱式滤板边部厚度85 mm、中部厚度40 mm，形成滤饼厚度45 mm；隔膜滤板和箱式滤板交替排列，组成的滤室水平尺寸37.5 mm，滤板材质是增强型聚丙烯，具有一定的弹性，当压力进浆和压榨时，滤板产生弹性变形，形成的滤饼厚度一般都大于37.5 mm。

2.3 水分和细度

水分和细度如表3所示。表3数据显示，滤饼水分和细度密切相关，细粒级含量高则水分高，细粒级含量低则水分低；当滤饼细度-400目占89.02%时，水分为17.06%；当滤饼细度-400目占60.47%时，水分为12.43%。

2.4 成分检测

压滤滤饼42批铁品位平均24.03%，硫品位平均0.993%。

2.5 松散性

滤饼水分与松散性关系，在一定范围内，水分降低，黏性降低，松散性提高，如果进行曝晒，表面水迅速蒸发，急剧收缩，强度提高，松散性降低，没有外力作用难以松散。即使不曝晒，缓慢风干，水分降低，大块仍不易破碎。因此，不能曝晒，可以缓慢风干，需要尽快装运。

3 结果和分析

五种不同粒级组合压滤指标如表4所示。表4显示，开展了五种粒级组合浓缩和压滤，处理量最高的是1台细筛和Φ250旋流器溢流，达到20.64 t/h，处理量最低的是全溢流压滤17.13 t/h。

在处理物料粒度最细全溢流矿浆时，需要两台药剂泵向2#Φ25 m输送絮凝剂，浓缩底流浓度只有42.35%，滤饼黏性大，水分最高18.34%、最低15.15%、平均17.07%；压榨延时时间由6 min调整为7 min、8 min，滤饼水分降低幅度小，压滤卸料时需要人工辅助卸料，因此卸料时间长，压滤滤饼卸到一楼矿仓时，粉矿较少，大部分是大块滤饼，铲车装料粘铲，铲车卸料卸不净，汽车倒矿粘车厢。

3.1 压榨和吹风时间调整

为了降低水分，压榨延时由6 min调整为7 min，调整后装车明显好转，铲车铲矿装车顺利；而压榨延时为6 min时，岗位工卸矿不畅，滤饼掉落时不是整块，而是部分下落，剩余部分需人工用小铲轻轻拨动，同时铲车铲矿、铲斗装车、汽车卸料均存在卸不净的现象。为了吹散进浆中心孔余水和浆，正吹风时间由20 s调整为30 s。

表3 压滤滤饼水分细度

表4 不同粒级组合压滤指标

3.2 生产量

2017年11月24日开始白班调试，12月8日开始三班倒24 h运行，到2018年3月25日，4个月停产检修13 d，实际运行94 d，累计压滤1 503板，滤饼平均水分14.58%，平均干重24.375 7 t/板，湿重28.53 t/板，平均16板/d，干量390 t/d。压滤生产量干重36 637 t，减少向山景库尾矿排放量36 637 t，节约库容17 700 m3。

3.3 生产成本

使用滤布单复丝加衬×2 000，截止3月25日更换滤布63块，其中膜布39块、配布24块，150ZJA70渣浆泵过流件1套，止推板滤布1块，止推板1块，翻板传感器1只，翻板气缸1只，液压油10桶，机油8桶。估算生产成本约15元/t干矿。

4 滤饼破碎

JJP1500-80滤饼破碎机，安装在皮带首轮东侧，箱体内装有两只带锯齿的水平搅拌轴，压滤机滤饼卸下进入皮带，皮带运输滤饼进入破碎机，破碎后下落到矿仓堆存。两只水平搅拌轴向内旋转则频繁跳闸，改为向外旋转。当滤饼单块下落时，它进入破碎机搅拌后能够顺利通过，破碎后大部分滤饼呈团粒状；如果滤饼卸料密集时，一部分经过破碎后下料，一部分未经破碎悬在上部的大块滤饼，堆积翻出。经过破碎后的滤饼，呈团粒状，最大20 mm，大部分在10 mm以下；未经破碎的滤饼呈块状，最大尺寸300 mm×300 mm，大部分在200 mm×200 mm。

5 工艺完善

5.1 吹风管加固

为了解决φ219吹风管抖动问题，新装3根φ219支撑管，通过角钢与厂房混凝土横梁固定。

5.2 喷浆改进

为了解决反吹时气浆混合物喷浆外溅，在滤液泵池南侧钢平台上增设体积1.2 m3的缓冲箱，经过释放缓冲，吹风气浆压力充分释放，极大减轻了对池内水浆的剧烈冲击，外溅现象消除。

5.3 监控和操作箱

安装1台电脑和7只探头，两台泵操作箱从一楼移到三楼排班室，方便操作和监控。

5.4 调整进料粒度

卸料时，有时发现进料中心孔有部分粗粒级沉积，进料压力波动大5～8 kg/cm2，影响进浆量和滤饼厚度，滤饼不成型。通过延长反吹风时间，调整进浆粒度，更新筛网，确保粗颗粒不进入压滤机。

5.5 空压机噪音

为了充分利用已有的压滤厂房，空压机安装于压滤机北侧，开启时噪音比较大，后续扩建考虑和压滤机操作空间分开，减少影响。

6 结论

完成了五种粒级组合的矿浆浓缩和压滤扩大工业试验，进一步确定了运行参数：给矿浓度≥45%，给矿压力≤8 kg，压榨压力≤1.3 MPa，压榨延时6～8 min，正吹时间20 s，反吹时间20 s。试验表明，不同粒级组成的降磷尾矿均能通过压滤脱水，1台细筛和1组旋流器溢流压滤过滤效率最高、滤饼水分最低。

处理量和滤饼水分分别是：1台细筛和1组旋流器溢流 20.64 t/h、13.56%；1台细筛 19.88 t/h、15.08%；两台细筛和1组旋流器溢流19.185 t/h、13.81%；1台细筛和两组旋流器溢流18.62 t/h、16.33%；全溢流17.13 t/h、17.07%。

定型压滤机滤板材质和结构参数决定了滤饼厚度，过厚过薄均对滤板的强度和使用寿命不利。滤饼破碎机成功应用，大块滤饼经过全部破碎后大部分呈团粒状，粒度明显降低，松散性能改善。

细筛的质量和运行维护非常关键，筛网一旦破损或孔隙加大立即更新，防止大颗粒进入隔膜泵引起单向阀卡堵，进入压滤引起进浆中心孔堵塞和滤布破损。工业试验为继续扩大压滤产能提供了可靠依据，提高压滤产品生产和销售量，可以提高尾矿资源利用率，缓解尾矿库库容不足，促进矿山生产可持续发展。