河南某選廠精選尾礦斜板濃縮試驗

王 明，許鴻國，楊朝琪，曾軍龍，郭騰博，李蒲洲

(金堆城鉬業汝陽有限責任公司，河南 汝陽 471231)

0 引 言

河南某選礦廠為日處理量2萬t的鉬選礦廠，自2015試車投產以來，精選段經過多次改造、優化，精尾品位仍波動較大，跑高現象時有發生，為加強對鉬資源的回收利用，前期該選廠與中國礦大合作完成了精尾再選半工業試驗。斜板濃縮作為精尾再選試驗的前提，以提升精尾濃度。

采用與該選礦廠工藝流程相似的一選廠的精尾礦漿為試驗給礦，該精選尾礦濃度為8%～13%，細度為-0.038 mm占90%以上，精尾給礦量約為80 m3/h[1]，采用兩臺過濾面積為100 m2的斜板濃密機進行精尾濃縮條件試驗。試驗預期目標底流濃度達到20%以上，溢流濃度低于1%。

1 斜板濃密機工作原理

斜板濃密機的工作原理[2]是利用重力沉降作用把礦漿中的固體顆粒分離出來,其沉降作用是發生在設備中的各傾斜板之間的空腔內,傾斜板之間的間距很小,其間流體易形成層流,且固體顆粒只需沉降很小的距離就可以落到板上,然后沿傾斜板下滑,進入機體下部的排料漏斗。而且斜板通過層層疊放,充分利用了空間高度,所以同樣占地面積的斜板濃密機的沉降面積要遠大于普通耙式濃密機。

2 斜板濃縮條件試驗

2.1 沉砂嘴型號

斜板濃密機分別為1#斜板和2#斜板，兩臺濃密機分配給礦量分別為50%，即40 m3/h。試驗所用沉砂嘴型號及測得各階段對應底流濃度見表1。

表1 沉砂嘴型號試驗濃度結果表

由表1可以看出：沉砂嘴直徑越小，對應1#和2#斜板濃密機的底流濃度也越高，而溢流的變化幅度較小。根據試驗目的要求底流濃度達20%以上，初步確定沉砂嘴直徑18 mm及以下進行后續試驗。

2.2 斜板給礦量

表2 不同給礦量試驗濃度結果表

由表2可以看出：在保持其他變量不變的情況下，隨著給礦量的增加，1#和2#斜板濃密機的底流濃度都會增加，但對應的溢流濃度也呈現增高趨勢；當給礦量為5 m3/h時，此時溢流濃度最低，但溢流量也較小，導致底流濃度與給礦濃度差距較小，濃縮效果較差。可見給礦量低于5 m3/h時，斜板濃密機溢流斷流呈現不正常狀態，因此單一斜板的給礦量暫定應高于5 m3/h。

3 絮凝劑沉降實驗室試驗

3.1 絮凝劑沉降試驗

從沉砂嘴直徑以及分配給礦量試驗可以得知，只改變這兩種條件因素，并不能實現底流濃度高于20%、溢流濃度低于1%的指標。而在礦漿中添加合適的絮凝劑可以加快礦泥的沉降速度，加大底流和溢流的濃度差距，進而提升濃縮效果。選擇聚丙烯酰胺作為絮凝劑，分別做了絮凝劑用量為5、10、15、20、25 g/t的精尾沉降試驗。試驗給礦采用一選廠精尾礦漿，精尾礦漿濃度為10%，采用1 000 mL的量筒做絮凝劑濃度影響沉降試驗，沉降試驗結果見表3，體積為上部澄清區的體積。

表3 絮凝劑沉降試驗

由表3可以看出：精尾礦漿在自然沉降時，速度較慢，可能導致斜板濃密機作用時間內不能較好達到濃縮的效果；添加絮凝劑可以顯著增加礦漿沉降的速度，在絮凝劑單耗為20 g/t時，在4 min之內就幾乎能夠完成沉降。

3.2 兩選廠精尾沉降對比試驗

考慮到一選廠和二選廠精尾性質存在差異，經過測定發現一選廠精尾濃度為10.11%，細度-0.038 mm占91.5%；二選廠精尾濃度為4.63%，細度-0.038 mm占92.51%。濃度差異較大，細度接近。因此通過實驗室沉降試驗來探究其沉降效果差異性，具體結果見表4～表6。

表4 兩選廠精尾自然沉降對比結果

表5 兩選廠精尾相同濃度下自然沉降結果

表6 兩選廠精尾相同濃度下添加絮凝劑沉降結果

3.2.1 兩選廠精尾自然沉降對比試驗

該試驗分別取兩選廠精尾，不調整濃度、不添加藥劑條件下，使用1 000 mL量筒進行自然沉降對比試驗。

由表4可以看出：一選廠的精尾比二選廠精尾沉降速度明顯慢。

3.2.2 兩選廠精尾調為相同濃度自然沉降對比試驗

二次漸伐可以有效的利用資源，取得木材，更重要的是為了更新下一代森林創造良好的條件，特別是在干旱的氣候條件和瘠薄的土壤條件的影響下，對油松主伐后更新有很大難度的跡地更具現實意義。

為了消除濃度對沉降速度的影響，將一選廠精尾濃度加水調到和二選廠精尾濃度一致(4.63%)，使用500 mL量筒進行沉降對比試驗。

由表5可以看出：相同濃度下，一選廠的精尾比二選廠精尾沉降速度仍然偏慢。

3.2.3 絮凝試驗

為了加快沉降速度，添加絮凝劑40 g/t，一選廠精尾濃度調到和二選廠精尾濃度一致(4.63%)，使用500 ml量筒進行沉降對比試驗。

由表6可以看出：在添加絮凝劑、相同濃度條件下，兩選廠精尾沉降速度明顯增加，說明添加絮凝劑能有效提高精尾沉降速度。

4 絮凝劑工業試驗

4.1 直徑18 mm沉沙嘴絮凝劑用量試驗

絮凝劑能夠加快沉降速度，增強濃縮效果。考慮到底流濃度的增大會造成堵塞現象，絮凝劑工業試驗首先采用直徑18 mm的沉砂嘴，絮凝劑從一選廠精尾礦箱添加，絮凝劑濃度為0.12%，在單一斜板給礦量為10 m3/h，探索添加絮凝劑不同單耗條件下溢流和底流濃度的變化情況，試驗結果見表7。

表7 φ18 mm沉砂嘴絮凝劑試驗

由表7可以看出：絮凝劑的添加能夠降低溢流的濃度。但隨著絮凝劑單耗的增加，溢流濃度下降的同時，底流的濃度也小幅下降，因此采用直徑18 mm的沉砂嘴不能滿足試驗的要求條件。

4.2 直徑12 mm沉沙嘴絮凝劑用量試驗

在沉砂嘴直徑12mm條件下，通過調整絮凝劑單耗，以達到降低溢流濃度和增加底流濃度的目的。在單一斜板給礦量均為8 m3/h的情況下，探索添加絮凝劑不同單耗條件下溢流和底流濃度的變化情況，試驗結果見表8。

表8 φ12 mm沉砂嘴絮凝劑試驗

由表8可以看出:絮凝劑的單耗由12 g/t增加到20 g/t，溢流濃度降低不明顯，仍為1%～2%，而增加到35 g/t后，溢流的濃度穩定在1%以下，底流的濃度穩定在17%左右，不能滿足要求。

4.3 直徑10 mm沉沙嘴絮凝劑用量試驗

為進一步提高底流濃度，采用φ10 mm的沉砂嘴進行試驗。在單一斜板給礦量為8 m3/h情況下，探索添加絮凝劑不同單耗條件下溢流和底流濃度的變化情況，試驗結果見表9。

表9 φ10 mm沉砂嘴絮凝劑試驗

由表9可以看出:當沉砂嘴直徑為10 mm，絮凝劑單耗不低于35 g/t時，在保證底流濃度高于20%的條件下，溢流濃度才能穩定低于1%。

5 穩定連續試驗

根據前期條件試驗結果，確定最優的試驗條件進行連續試驗。采用沉砂嘴直徑為10 mm、絮凝劑單耗為35 g/t條件下，每半小時測量給礦、溢流、1#底流和2#底流濃度，并分別取樣化驗分析，并對各工藝階段測實際流量以及密度計算實際產率以及回收率，具體結果見表10。

由表10可以看出：在兩臺斜板給礦量均保持在8～9 m3/h，使用沉砂嘴直徑為10 mm、絮凝劑單耗為35 g/t條件下，可以使得濃縮底流含鉬金屬回收率達到92.85%。

表10 濃縮回收試驗結果

6 結 論

(1)斜板濃密機沉砂嘴直徑越小，對應斜板的底流濃度就越高，對溢流濃度的影響較小；斜板給礦量越小，溢流濃度就越小，同時溢流的量也變小。

(2)鉬精選尾礦利用斜板自然沉降速度較慢，絮凝劑單耗達到20 g/t以上時，能夠使得礦泥迅速沉降，提高濃縮效果。

(3)通過不同條件試驗，當沉砂嘴直徑為10 mm、絮凝劑單耗為35 g/t時，能夠保證溢流濃度低于1%時，底流的濃度保持在20%以上。