a層礦磷尾礦濃縮工藝試驗研究

姚森文

(甕福集團有限責任公司，貴州 貴陽 550000)

0 引 言

懸浮液中的固體顆粒在重力的作用下會發生沉降，其中濃密機就是利于這一原理來濃縮礦漿的，主要用于濕式選礦作業中精礦、尾礦的脫水，也廣泛用于煤炭、鋼鐵、化工、建材、水源和污水處理等行業中含固料漿的濃縮和凈化，貴州某磷礦選礦廠精礦漿濃縮裝置工藝是使用絮凝劑對精礦漿進行高效濃縮，使精礦濃度由30 %～35 %提高至62.5 %以上，溢流水含固量≤150 NTU，水質比較清澈，能夠直接循環利用于上游磨浮生產水，然而，隨著b層礦日益枯竭，a層礦選礦產生的磷尾礦濃縮后的溢流水較為渾濁、泡沫層厚、微細礦物顆粒較多，通過砂泵池匯聚后，需要通過長距離管道輸送到尾礦庫進行長時間自然沉降澄清，再利用尾礦庫湖面上浮船回水泵通過多級加壓輸送至選礦廠加以利用，該循環水的利用方式成本較高，對管道、泵的要求也較高，由于距離較遠，不能有效、及時的解決選廠的循環水利用問題。因此，無論是從節能減排的角度，還是環境保護的觀點來看，開展對a層礦磷尾礦濃縮綜合應用研究，對于企業中長期尾礦水平衡具有重大的意義，對企業的可持續發展具有重要影響。

1 a層礦磷尾礦組成

1.1 a層礦浮選尾礦

將取回的a層礦浮選尾礦礦漿置于攪拌桶中，用攪拌器高速攪拌均勻，混合，縮分供試驗用，通過篩析，a層礦浮選磷尾礦中-200目占69.49 %，-400目占48.67 %，粒度組成相對較粗；同時采用激光粒度分析儀對a層礦浮選尾礦進行粒度檢測，a層礦浮選尾礦的平均粒徑為38.45 μm，中值粒徑為25.89 μm，D90為94.14 μm。

1.2 a層礦重選尾礦

通過篩析，a層礦重選尾礦磷尾礦-200目達到100 %，-400目占99.41 %，粒度非常細，初步估測該尾礦沉降特性不好，同時從生產現場濃縮溢流中含有微細粒顆粒而渾濁，屬于較細粒級磷尾礦。

用激光粒度分析儀對a層礦重選尾礦進行粒度檢測，a層礦重選尾礦平均粒徑為19.16 μm，中值粒徑為13.53 μm，D90為42.70 μm。因此，a層礦浮選尾礦和a層礦重選尾礦表現出不同的粒度特性，與a層礦浮選尾礦相比較，a層礦重選尾礦粒度細，平均粒徑從38.45 μm降低至13.53 μm。

2 磷尾礦沉降試驗研究

2.1 a層礦浮選尾礦沉降試驗

在礦漿濃度為21.2 %、pH值為5.1，常溫條件下對a層礦浮選尾礦進行絮凝劑用量沉降試驗，沉降時間為120 min，絮凝劑用量分別為30 g/t、40 g/t和50 g/t，沉降試驗在250 mL的量筒中進行，實驗室利用量筒進行間歇沉降試驗，通常用澄清液面隨時間的改變表示沉降速度，用沉降終了時尾礦濃度作為壓縮區的尾礦濃度，將已縮分好的礦漿攪拌均勻，抽取至量筒中，加入配置好的絮凝劑，用玻璃棒攪拌約20 s，蓋好瓶塞上下翻轉共15次，再靜置進行沉降，并開始用秒表計時，記錄礦漿下降至指定刻度時所用時間。以沉降瓶250 mL刻度線為沉降的起始點，即沉降零點，向下依次標注沉降高度，直至量筒底部，最終沉降后將尾礦漿烘干后稱取試樣質量。采用以下經驗公式計算濃度；

(1)

式中：

Q—試樣烘干后的質量，g；

H—刻度數值，mm；

其余為修正系數。

對a層礦浮選尾礦，隨著絮凝劑用量的增加，沉降速度加快，絮凝劑的加入能使細顆粒較快形成大的絮團而沉降，濁度分別是138 NTU、88 NTU和82 NTU。當絮凝劑用量從40 g/t增加到50 g/t時，沉降速度增加變緩。絮凝劑用量對a層礦浮選尾礦沉降效果的影響不明顯，在較低用量下就能有效的使溢流水質澄清。

2.2 a層礦重選尾礦沉降試驗

重復(1)式試驗，對于a層礦重選尾礦，隨著絮凝劑用量的增加，磷尾礦沉降速度略有加快，增大的幅度不明顯，但溢流水高度較低，且比較渾濁，濁度分別達到886 NTU、654 NTU和478 NTU。沉降后底部磷尾礦的高度較高，表明對粒度較細的a層礦重選尾礦，絮凝劑不能有效地使細顆粒形成大的絮團，沉降效果較差，不能有效地使溢流水澄清。

3 凝劑添加次數對沉降效果的影響

從試驗結果可知：a層礦重選尾礦和綜合溢流尾礦在一次添加絮凝劑的情況下均不易澄清，水質無法達到要求，再次分別往量筒注入45 g/t絮凝劑，重復a層礦浮選尾礦沉降試驗步驟；溢流水迅速澄清，見圖1。

圖1 二次添加絮凝劑磷尾礦礦漿沉降對比效果

從圖1試驗結果可知，a層礦重選尾礦，二次添加絮凝劑后，溢流水快速清澈，濁度分別為185 NTU、167 NTU和153 NTU，表明二次添加絮凝劑對尾礦沉降效果較好。

4 結 語

(1)磷尾礦礦漿濃縮效果與粒度呈正相關，即礦漿中磷尾礦顆粒的粒度越小，細粒級顆粒所占比重越大，濃縮效果越差，溢流水質越不易澄清。

(2)對于a層礦浮選尾礦，在絮凝劑添加量為50 g/t時，磷尾礦漿易澄清，濁度分別為82 NTU；對于a層礦重選尾礦，采用一次添加絮凝劑不能很好地使礦漿溶液澄清；在絮凝劑添加量為50 g/t時，磷尾礦漿濁度分別為478 NTU，采用二次添加絮凝劑，能加快礦漿的沉降速度，使溢流水澄清，濁度降低為153 NTU，從而滿足生產需求。