使用陶瓷過濾機降低銅鎳混合精礦水分的研究與應用

羅萍

（新疆喀拉通克礦業有限責任公司富蘊836107）

使用陶瓷過濾機降低銅鎳混合精礦水分的研究與應用

羅萍

（新疆喀拉通克礦業有限責任公司富蘊836107）

結合生產實際，對陶瓷過濾機在銅鎳混合精礦的應用從物料性質、過濾技術參數和使用效果等方面進行了詳細的闡述。生產實踐證明，控制磨礦各粒級的分布，應用陶瓷過濾機過濾，精礦水份降低，經濟效益顯著。

選礦銅鎳混合精礦脫水陶瓷過濾機降低水分

喀拉通克礦業公司選礦廠2 000 t系統始建于2008年，于2010年8月投入使用，設計日處理能力為2 000 t原礦，原1 000 t系統于2000年投產，現在合計處理能力為3 000 t/d，主要產品是銅鎳混合精礦?？说V業公司選礦廠的陶瓷過濾機自2 000 t系統安裝調試以來，混合精礦濾餅水份一直在12%～16%范圍內波動。該水分不能滿足冶煉廠正常生產的要求，為了給冶煉新工藝提供符合要求的混合精礦物料，保證冶煉生產的正常進行，選礦廠從多方面進行分析和查找原因，對混合精礦品位、礦漿溫度、礦漿濃度、礦漿粒度和主軸轉速等一些因素進行試驗與驗證。確定礦漿的粒度分布對過濾有較大的影響。

1 礦石性質和生產狀況

1.1礦石性質

喀拉通克銅鎳礦為多金屬硫化礦床，礦床中有特富礦、富礦和貧礦，均呈不規則脈狀體，且后者依次包裹前者。

礦石中銅的主要礦物為黃銅礦，鎳的主要礦物為鎳黃鐵礦，少量紫硫鎳鐵礦，其它金屬礦物有磁黃鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦、磁鐵礦、方鉛礦、硫銅鐵礦等。脈石礦物主要有綠泥石、長石、云母、陽起石及滑石，礦物相對含量見表1。

表1 礦物組成及含量表%

黃銅礦是礦石中最主要的銅礦物，主要呈它形晶結構，多以不規則粒狀產出，黃銅礦與磁黃鐵礦鎳黃鐵礦關系密切，常相互緊密鑲嵌，有時黃銅礦呈網脈狀分布，有時呈細小包體嵌布于磁黃鐵礦中。

鎳黃鐵礦是礦石中最主要的含鎳礦物，以它形粒狀結構為主，少量呈半自形粒狀產出。鎳黃鐵礦與磁黃鐵礦緊密鑲嵌，常見鎳黃鐵礦沿磁黃鐵礦裂隙充填，或沿磁黃鐵礦邊沿分布。部分鎳黃鐵礦呈細小包裹體嵌布于磁黃鐵礦中。鎳黃鐵礦裂隙發育，常被黃銅礦、磁黃鐵礦沿其裂隙交代溶蝕。

磁黃鐵礦是礦石中含量最高的硫化物，是鎳的重要載體礦物。在礦石中主要以它形粒狀產出，與鎳黃鐵礦、黃銅礦關系密切，在磁黃鐵礦裂隙中，常充填鎳黃鐵礦或被其交代溶蝕。

黃鐵礦也是鎳的載體礦物，在礦石中以自形-半自形粒狀分布，常與黃銅礦、磁黃鐵礦呈交代溶蝕結構，有時產于脈石中。

1.2生產狀況

浮選前礦石需磨至-200目占80%，浮選藥劑主要有碳酸鈉、硅酸鈉、硫酸銅、CMC、丁基黃藥、丁胺黑藥。選礦廠主要產品為銅鎳混合精礦，年處理原礦石達60萬噸。原礦銅品位1.12%，鎳品位為0.55%。經選礦廠選別后銅鎳混合精礦中銅回收率可達94%、品位7%，鎳回收率可達83%、品位3.30%，年產混合精礦8.1萬噸。來自浮選作業的混合精礦礦漿采用Φ45 m濃密、60㎡陶瓷過濾兩段作業流程進行脫水，過濾混合精礦水份≤13%可直接經過皮帶進冶煉廠料倉，過濾混合精礦≥13%則只能進選礦廠料倉，用大車二次倒運。

2 查找原因試驗研究

2.1混合精礦溫度

礦漿溫度是影響濾餅水份一個關鍵因素。銅鎳混合精礦特點之一是密度和粘度大，主要礦物是鎳黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、脈石等。脈石主要是蛇紋石，占整個精礦的10%左右，是礦泥的主要來源和致使礦漿發粘的根源。從理論上來講，提高礦漿溫度可有效降低礦漿粘度。隨著溫度的升高，分子間距離增大，分子間作用力減小，所以礦漿粘度就降低。通過引入冶煉蒸汽到陶瓷攪拌槽加溫，礦漿溫度從18度上升到30度左右，濾餅水份也從原先的16%～15%左右下降到13%～14%，個別的降到13%以下。

2.2混合精礦品位

選礦廠2 000 t系統由于設計原因，沒有精礦再選流程，面對低品位的原礦時混合精礦品位往往達不到鎳品位3.2%的工藝要求，一般都在2.8%～2.9%左右，這時濾餅水份一般都在13%～16%左右。2011年5月份，冶煉采用的新工藝，要求選礦提供低鎂高鎳混合精礦，為此，選礦廠實驗室開展了《提高混合精礦品位，降低混合精礦氧化鎂》的探索性試驗，該試驗在原有的基礎上，增加了兩段精礦再選，因為增加精選段數不僅對提高精礦品位有好處，同時可有效降低混合精礦氧化鎂含量。通過現場工業試驗，現場只使用一段精選，混合精礦品位在2.5%左右，陶瓷過濾混合精礦水份≤13%。

2.3混合精礦濃度和主軸轉速

礦漿濃度越高，處理量越大，濾餅水份也隨之升高。

主軸轉速變慢，在真空區濾餅形成的時間增長，產能逐漸增大，但單位時間吸漿厚度不與主軸轉速變慢成正比，而是成拋物線關系。陶瓷過濾機產能在某個范圍內呈最高。另一方面，隨著主軸轉速變慢吸漿厚度增厚，也影響精礦水份。對于粘性物料來說，因為陶瓷過濾機剛開始過濾時是以陶瓷板為過濾介質，當濾餅形成后逐漸轉化為以濾餅本身為多孔過濾介質，而粘性物料的濾餅不易形成，外表不能形成干燥濾餅，主軸轉速變低易于降低濾餅水份。同樣主軸轉速加快，在真空區濾餅形成時間縮短，吸漿厚度變薄。但單位時間產出量增大，產能提高。但主軸轉速提高后不易于每一個循環的陶瓷過濾板的清洗。而對于粘性物料，主軸轉速加快后不易形成濾餅，影響產能。

2.4陶瓷板的清洗

針對顆粒有可能堵塞陶瓷過濾板表面微孔或少部分微細顆粒進入陶瓷過濾板內部微孔，引起堵塞，影響過濾效果，選礦廠在清洗方面做了如下嚴格規定：

保證每次循環的壓力，其作用是通過陶瓷過濾板內部向外進行反沖，將細顆粒沖出或將粘附的顆粒沖開。反沖洗的時間應當在濾餅被刮刀刮下之后，陶瓷板浸沒到礦漿之前，如果反沖洗超前或滯后，可以調節分配盤來調節反沖洗時間。

停機清洗時確?；瘜W清洗與物理清洗及時。廠在這方面做了嚴格規定，每班必須對陶瓷板清洗，每次不得少于60 min。這就保證了每次的清洗時間和清洗質量，同時也延長了陶瓷過濾板的使用壽命。

目前選礦廠采用草酸對使用過的陶瓷板進行浸泡清洗。有些物質既不能簡單酸溶又不易被氧化或者氧化后不能簡單酸溶，如陶瓷板中的三氧化二鐵等化合物，可以利用草酸使其形成草酸鹽，許多金屬草酸鹽能形成絡合物而溶于水，從而清洗了微孔。采用草酸來浸泡清洗陶瓷過濾板就是依據上述原理。

3 主要原因分析

混合精礦中微細粒級含量高，銅鎳礦石中有用礦物嵌布粒度不均勻，選別工藝要求磨礦細度必須保證-200目80%以上。因此，精礦脫水工藝只能服從磨礦和浮選工藝要求。銅鎳混合精礦中-200含量在90%左右，其中-400占30%～45%，-325～+400占25%～35%，細粒級含量高是影響濾餅水份的主要原因。

礦物的粒度決定顆粒面積的大小，粒度越細，表面積越大，與水接觸面積越多，親水間合力越大；粒度分布越不均勻，細粒級含量越高，濾餅內形成的毛細管阻力越大。在實際生產過程中人為控制因素恒定、較佳的工作狀態下，過濾水份也難降至13.5%以下，并且波動較大。底流細粒級含量組成越高，水份就越高。確定礦漿的粒度分布對過濾有較大的影響。粗粒物料由于其形成濾餅的孔隙度大，濾餅阻力小，有利于濾液的通過，過濾機的產率高，并且濾餅水份低；微細粒礦漿過濾時，往往容易堵塞濾孔，造成過濾困難，降低過濾機的產率。

因此，在磨礦段根據原礦粒級變化及時調整鋼球補加量和大小，在保證磨礦濃度和細度的前提下，對三號磨機鋼球進行調整，從原先的補加?100鋼球，調整為?100、?80、?60鋼球添加，調整時間根據原礦磨礦粒級考查結果調整，調整浮選入選粒級分布。

表2 磨礦粒級分布范圍%