湿磨装置工艺优化与矿浆品质提升研究

雷银贵

（云南云天化红磷化工有限公司，云南 开远 661699）

云南云天化红磷化工有限公司（以下简称公司）湿磨装置原矿处理能力设计为120 万t/a（160 t/h），磷精矿产量100万t/a（140 t/h），该装置建成投产以来，很快达产达标。随着公司挖潜增效方案的开展，磷酸装置产能得到进一步提升，满负荷生产时装置制酸能力为45 万t/a（含半水-二水装置），年需磷精矿160万t（200 t/h），目前湿磨装置磷矿品质提升系统生产能力远不能满足磷酸装置满负荷生产时制酸需要的磷精矿量。为此，利用现有装置优化工艺进一步提升湿磨装置原矿处理能力及磷精矿产能是公司发展的关键。

1 现状分析

1.1 原料工序

目前公司湿磨装置现有的均化堆场、配矿皮带、主运输皮带和料台、料仓能够满足工艺要求，无须进行设备改造和场地扩建。

1.2 磨矿分级工序

目前有3台磨机和旋流器，通过对旋流器、添加钢球介质量和给水管网的研究，将两段两闭路磨矿分级流程优化为两段一闭路磨矿分级流程［1］，可以达到180 t/h（粒径＜0.750 mm颗粒占比85%）的处理能力。只要将另一台磨机的旋流器、矿浆泵、矿浆管优化成一段一闭路磨矿分级流程，可以达到80 t/h（粒径＜0.750 mm 颗粒占比85%）的处理能力。为此，现有3台磨机能够满足工艺优化要求。

1.3 磷矿品质提升工序

装置原设计建设2 台粗选浮选柱、3 个扫选浮选槽，原矿处理量为160 t/h。多次提高生产负荷经验证明，系统平稳运行、保证矿浆质量的最大处理量为180 t/h。负荷再高时，一是浮选柱给料矿浆泵（额定流量只有430 m3/h，最大流量为600 m3/h）无法输送更多的矿浆量；二是浮选柱矿浆通过量较大，浮选时间不够，MgO达不到指标要求，精矿品质难以保证；三是浮选柱排出大量泡沫尾矿，导致扫选浮选槽通过量较大，尾矿品位容易跑高，资源损失大，产率降低。为此，磷矿品质提升工序能力不足是工艺优化的主要瓶颈之一。

1.4 精矿、尾矿浓密过滤工序

目前1 台ϕ24 m 精矿浓密机磷精矿浆处理能力为160 t/h，精矿w（固）约60%。1 台ϕ18 m 尾矿浓密机尾矿处理能力约30 t/h，尾矿w（固）能达到50%左右。若将负荷提升到240 t/h，增大精矿浓密机处理量，再加上使用原酸法矿A、B 2 台ϕ16 m浓密机（现基本停用），能够处理220 t/h 的磷精矿浆。

将尾矿浓密机底流w（固）降低至40%左右，虽然浓密机能处理40～50 t/h 的尾矿，但目前的2台尾矿压滤机不足以处理40～50 t/h 的尾矿，必须扩充尾矿过滤能力。

1.5 精矿浆输送工序

目前湿磨装置有2个有效容积400 m3的精矿中转储槽，2 条ϕ219 mm 输浆管线，2 台电机功率75 kW、扬程36 m、流量190 m3/h的矿浆输送泵（1开1 备）。从现有配置看，泵的输送能力和两条精矿输送管线能满足优化要求，但没有矿浆储槽缓冲，会影响半水-二水磷酸装置的供矿；同时，对矿石加工工序和磷酸生产、产品质量的稳定性、连续性和均衡性也有较大影响，需要增加一定储量的精矿储槽以满足工艺优化需要。

1.6 回水工序

目前矿石加工工序没有事故应急池和较大的循环水池，只有1 个500 m3回水池和2 个100 m3循环水槽，生产用水就地循环使用。遇浓密机跑浑和装置紧急停车等偶然事故时，水和矿浆没法转移缓存，存在生产用水无法平衡、易出现漫水的问题。扩能100 t/h要增加300 m3/h循环水量，现有回水设施不能满足1 000 m3/h 的循环水缓存，需增加1 个循环回水槽便于调节生产水平衡和回水利用。

2 优化方案

2.1 磨矿分级工序优化

将1#磨机的旋流器、矿浆泵、矿浆管优化成一段一闭路，增加旋流器、矿浆泵各1台，将1#磨机生产的矿浆二级旋流后送至磷矿品质提升工序。

2.2 磷矿品质提升工序优化

根据前面的分析，扩能80 t/h 原矿处理能力，需增加一个系列的磷矿品质提升工艺流程和设备配置。方案一，柱槽配置方案，增加1台与现有浮选柱相同的浮选柱作为粗选设备，增加3 台与现有浮选机相同的XCF-16 浮选机作为扫选或精选设备，增加2 个与现有加酸加药矿化搅拌槽相同的ϕ4 600 mm×4 500 mm 搅拌槽；增加1 个与现有扫选加酸搅拌槽同样的ϕ2 500 mm×2 500 mm搅拌槽作为扫选矿化中间搅拌槽；增加1台流量430 m3/h、扬程35 m 矿浆泵（形成2 开1 备），增加一根长30 m 的DN250 矿浆管和一个给矿缓冲箱。方案二，浮选机配置方案，增加2 台KYF-50 浮选机作为粗选设备，增加3台与现有浮选机相同的XCF-16浮选机作为扫选设备，增加2个与现有ϕ4 600 mm×4 500 mm加酸加药矿化搅拌槽相同的搅拌槽，增加1 个与现有扫选加酸搅拌槽相同的ϕ2 500 mm×2 500 mm 槽作为扫选矿化搅拌槽；增加1 台流量430 m3/h、扬程35 m 的矿浆泵（形成2开1备），增加ϕ259 mm × 1 233 m 矿浆管和1 个给矿缓冲箱。考虑到与现有规格型号相同的设备，便于今后生产管理、操控和备品备件匹配通用，决定采用方案一。另外，在磨矿分级系统与新增磷矿品质提升系统之间增加80 m长的DN300矿浆管。

2.3 精、尾矿浓密工序优化

增加1 台PYNTK-60A 加压过滤机，解决尾矿过滤能力不足的问题。

2.4 精矿浆输送、回水工序优化

为充分利用分公司现有设备，将闲置的硫酸库搬迁，并配套搅拌装置，作为循环水槽使用，解决漫水和水平衡问题。

3 结论

通过对湿磨装置工艺优化，磷矿浆质量及产量明显提高，原矿处理能力达到200万t/a，磷精矿产量达到160万t/a（200 t/h），经济效益显著。

入磨原矿w（P2O5）26.23%、w（MgO）1.61%、w（R2O3）2.41%，经过粗选，获得反粗精矿w（P2O5）27.96%、w（MgO）0.75%、w（R2O3）2.25%，MER值0.107。新工艺的反粗精矿与老工艺的反扫精矿进入精矿浓密机混合后供制酸装置使用，混合精矿w（P2O5） 28.15% 、w（MgO） 0.75% 、w（R2O3）2.47%，MER 值0.115。精矿实际产率89.79%，实际收率96.72%，与理论产率90.19%、理论收率96.79%基本吻合，产品质量达到要求。

由于采用一段闭路磨矿分级且装填钢球为大钢球，磨机负荷可能超过额定负荷，矿浆细度较难达到粒径＜0.075 mm 颗粒占比≥80%的要求，须在生产中进一步调整优化磨机钢球装填级配、磨机给水量及矿浆泵流量，提升磨机处理量和磨矿细度。

在生产过程中还需考虑随着产能提升，进入精矿浓密机的精矿浆量及固含量增加时水平衡问题。