干堆反浮选磷尾矿的实践
干堆反浮选磷尾矿的实践
摘要 本文通过湖北三宁浮选装置的尾矿脱水实践，为浮选磷尾矿的处理寻找了一条新的途径。尾矿压滤干堆，节省了尾矿库的投资，降低环境的污染，取得了较好的社会和经济效益。
关键词 反浮选尾矿；尾矿脱水；立式压滤机
0 引言
对于胶磷矿分选产生的尾矿传统做法一直都是浓密后底流泵送到尾矿库堆存，这种做法首选要在选厂周边找到合适的尾矿坝筑坝地址，还需要建设大功率的泵站并架设长距离输送管道。目前有些工程项目的建设地址找不到合适的建尾矿坝的地方，必须寻找新的尾矿处理方法。本文通过介绍具体的工程实践，为尾矿干堆的做法提供了事实依据。
1项目简介
2009年6月，中蓝连海设计研究院承接湖北三宁化工股份有限公司100万t/a磷矿选矿项目的建设工程。选矿厂地址在三宁公司磷肥厂以西的空地上。周边500m外有部分分散居住的农户，其它为农田和山地。由于难以找到合适的位置建尾矿库，选厂的尾矿采用浓密压滤两段脱水流程，最终水分在12%以下，干堆在尾矿仓，然后由汽车外运。
2 工艺流程简述
磨矿细度为-200目65%，浮选流程采用单一反浮选脱镁，浮选药剂主要为浮选中起抑制作用的磷酸和捕收剂PA-64。浮选尾矿泵送至一台38m高效浓密机，浓密底流浓度35%。浓密底流泵送到两台压滤机，经过压滤，尾矿水分在12%以下，由胶带机运至尾矿堆场堆存，滤液去回水池。
3 浮选尾矿性质
浮选尾矿性质是决定能否干堆的主要因素。以往的实践中也有用压滤机或过滤机对尾矿进行脱水，但表现均不理想。原因可概括为两点：其一，水分不达标；其二，滤布滤板磨损更换过快。影响过滤水分的因素主要是尾矿粒度太细，粘度大；影响滤布滤板磨损情况的因素除设备自身外，尾矿硅含量过高，易于结钙也是重要的影响因素。因此首选需要考察尾矿的物化性质。
该项目处理的原矿与先前我院做的宜化项目基本一样，在分选上已是很成熟的工艺。2009年5月中蓝连海设计研究院受宜昌三宁化工股份有限公司委托，对其所提供的磷矿样进行实验室小试验，试验的浮选尾矿性质如下所示。
P2O5
（容量法，%） P2O5
（重量法，%） Fe2O3（%） Al2O3（%） CaO（%） MgO（%）
7.39 7.53 0.92 0.68 33.70 15.27
酸不溶物
（%） SiO2（%） F-（%） CO2（%） 烧失量（%） 密度
（g/cm3）
6.58 6.16 0.74 34.82 34.95 2.85
表1尾矿多项化学分析结果
从表1可以看出，由于采用的是反浮选脱镁工艺，尾矿中碳酸盐的含量还是比较高的，碳酸盐含量过高会对滤布的使用产生不利影响，易于结钙堵塞滤布的孔隙。在压滤设备的选择上，必须考察设备的滤布再生能力，有先进的滤布清洗系统。
粒级 产 率（%） 品 位（%） 回 收 率（%）
P2O5 MgO A.I P2O5 MgO A.I
-0.15 +0.074 23.11 7.4 14.84 8.87 22.18 23.19 29.70
-0.074 +0.038 17.66 5.55 16.11 7.62 12.70 19.23 19.49
-0.038 59.23 8.48 14.38 5.92 65.12 57.58 50.80
合计 100.00 7.71 14.79 6.90 100.00 100.00 100.00
表2尾矿粒度筛析结果
反浮选尾矿为泡沫产品，粒度相对较细，由表2可以看出，-200目含量约为77%，-320目接近60%。为保证产品水分必须选择有足够挤压力的脱水设备，且能适应极细颗粒物料的脱水要求，滤布不易堵塞，易清洗。对于要求产品粒度粗，
沉降快的内滤式过滤机是不能满足要求的。
4 脱水设备的选择及生产效果
根据以往工程的经验，胶磷矿精矿或尾矿浓密后的过滤脱水一般选择带式过滤机，陶瓷圆盘真空过滤机和压滤机，老式的筒式过滤机由于过滤面积小等原因目前很少使用。带式过滤机适用于粒度较粗，水分要求不高的场合；陶瓷圆盘过滤机相对普通圆盘造价要高，但真空度高，能耗低，可节能90%左右。对于极细颗粒的脱水，特别是尾矿脱水，往往选择用压滤机。一般来说，压滤机的滤饼水分低，含水率可达9%~10%。
鉴于处理的尾矿粒度很细，且磷矿尾矿脱水一般都选择压滤机的经验（其他脱水设备均难以满足水分要求），我们在此次设计中选择立式压滤机作为最终的脱水设备。立式压滤机在磷矿选厂还没有使用的先例，我们通过这次尝试希望能为极细颗粒的尾矿过滤脱水寻找到一条可行的新途径。
立式压滤机造价高，配套设备多，但占地面积小，处理能力大，产品水分低，挤压力可高达1.6MPa。工作过程大致如下：
1）过滤。板框闭合，料浆进入过滤腔，顶起隔膜。滤液透过滤布经格子板派出。物料留在滤布成为滤饼；
2）挤压1。打入高压水到隔膜另一侧，通过隔膜挤压滤饼，进一步分离滤液；
3）洗涤。洗涤水进入滤腔，将隔膜顶起，使高压水返回水站。洗涤水透过滤饼和滤布作为滤液排出；
4）挤压2。同挤压1，泵入高压水，挤出洗涤水；
5）吹干。压缩空气进入滤腔，顶起隔膜，排出上方的水。空气透过滤饼，带走残液，进一步降低滤饼水分；
6）卸饼。板框打开，滤饼驱动装置启动，滤布运行，滤饼卸除。
中蓝连海设计研究院与三宁公司的技术人员对立式压滤机进行了详细的考察，压滤机供货商家也对尾矿样品进行了试验，最终决定采用两台96㎡的立式压滤机对浓密后的尾矿进行最终的脱水处理。该设备在贵州和四川的部分矿山有应用，效果良好。
2010年底，选厂过滤厂房建成试车。当尾矿料浆达到30%~35%的浓度时，滤饼处理量为：0.1m3/m2.h~0.12 m3/m2.h，（如料浆浓度达到50%左右时，滤饼产能会提高到0.16 m3/m2.h~0.2 m3/m2.h）。设计给入过滤机的尾矿浓度约35%，矿浆量约65t/h。经过72小时满负荷试车，设备运转正常，产品水分在12%以下，
滤液含固量小于1%。符合工艺生产要求。需要说明的是，在最近的回访中了解到，滤布及滤板等易损件的消耗依然是有待改进的。
参考文献
[1]《中国选矿设备手册》编委会.中国选矿设备手册（下册）[M].科学出版社，2006.
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