梅山铁矿硫精矿浓缩过滤生产实践

2020年第2期梅山科技櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴毷
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生产实践梅山铁矿硫精矿浓缩过滤生产实践
衣德强
（梅山钢铁公司矿业分公司
南京210041）
梅山铁矿是大型地下矿山，井下提升矿石
经过磁重预选，
抛除废石和湿尾，得到铁品位46% 48%、硫品位0．9% 2．5%的预选精矿，
经过细碎筛分，粒度降到14mm 以下，采用两段连续磨矿分级，
浮选选出硫精矿，作为原料供焙烧生产硫酸。

2018年处理原矿505万t ，原矿铁品位39．71%、硫品位1．478%，选出预选精矿324．8万t 供给磨矿，生产出铁品位58．22%的铁精矿230．4万t ，硫品位30．94%的硫精矿8．1万t 。

由于浮选泡沫吸附有起泡剂和捕收剂，
粒度细，粘性大，在浓缩过程中不易沉降完全，浓缩溢流中存在微细粒级导致跑浑现象，必须研究改进，减少资源流失，提高循环水质量。

1
硫精矿生产输送
1．1
浮选生产
经磨矿分级产生的二次分级溢流，细度－200目占60% 70%、浓度30% 40%，添加捕收剂乙基钠黄药和起泡剂2#油，
通过一次粗选一次扫选三次精选的浮选流程，
浮选槽表面刮出的泡沫即为硫精矿，
浮选槽内产品为脱硫铁精矿，
经弱磁强磁选选出铁精矿。

硫精矿产量和给矿含硫密切相关，含硫不同时硫精矿产量见表1、
表2．表1
给矿硫低时产品指标
产品TFe /%S /%P /%
产率/%
硫回收
率/%产量
/（t ·h －1）
给矿47．08
0．658
0．257100．000100．00444．00硫精矿
48．6433．300
—1．06153．69
4．71
脱硫铁精矿47．57
0．308
0．233
98．93946．31439．29
表1表2显示给矿硫高时选出的硫精矿产量高，
硫低时产量低，含硫0．658%时，硫精矿产率1．061%，回收率53．69%，产量4．71t /h ；含硫2．29%时，硫精矿产率5．365%，回收率
表2
给矿硫高时产品指标
产品TFe /%S /%P /%
产率/%硫回收
率/%产量/（t ·h －1）给矿47．57
2．29
0．265100．000100．0436．00硫精矿
48．3432．10
—5．36575．223．39脱硫铁精矿50．21
0．60
0．237
94．635
24．8
412．61
75．2%，产量23．39t /h 。

含硫高低产量比近5倍，说明硫精矿产量和回收率随给矿含硫呈正
相关关系。

1．2
矿浆输送
5个浮选系列三次精选槽刮出硫精矿泡沫，
浓度10%左右，自流到－13．8m 平台东侧的420mm ˑ420mm 溜槽，
向东在过滤作业区办公楼前南北向道路上部架空穿过，再向南一直自流到硫精矿泵池，
溜槽总长100m 。

采用两台4PNJFB 胶泵输送，输出两条 159mm 耐磨管输送到 15m 硫精矿浓缩分矿箱，
自硫泵池起点向东一直沿管架桥到达6# 50m 东侧，再向南一直输送到位于7#50m 南侧的 15m 硫精矿浓缩分矿箱，每条 159mm 管道长度310m 。

2
浓缩过滤现状
2．1
15m 浓缩
硫精矿输送浓缩过滤设备联系图见图1。

硫精矿矿浆输送到 15m 浓缩池上方的
1．5m ˑ1．5m 矿浆桶内，进入浓缩池中心筒，浓缩后的底流输送到两台陶瓷过滤机过滤，溢流水作为循环水使用；距离溢流堰内侧圆周270mm ，安装长度50m 厚度10mm 的皮带，目的是挡住漂浮的硫泡沫，
使澄清水从皮带与空隙中溢出进入水槽；水槽内槽底中间位置沿圆周间隔安装60根高度1m 的 60mm 钢管，管口高出溢流槽底200mm ，
目的是使浓缩机内澄清水直接通过钢管流出进入溢流槽内。

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1·
梅山科技2020年第2
期
图1硫精矿输送浓缩过滤设备联系图
15m溢流堰全周50m内有60根 60mm钢管，大部分钢管被矿浆堵塞，没有矿浆溢出，只有东南侧有3根 60mm钢管冒出大量跑浑矿浆，南侧溢流堰约有长度3m的区域被泡沫堵塞，无溢流流出；溢流主要穿过皮带挡皮，从溢流堰周边锯齿溢出，溢出的是跑浑矿浆，溢出量不均匀，有溢出量大的部位，也有溢出量少的部位；西侧一处挡皮低的位置形成长度2m的缺口，大量泡沫涌出，是主要的跑浑处。

15m溢流6次跑浑测定情况见表3。

表3 15m硫精矿浓缩溢流指标%
序号TFe S溢流浓度
144．9741．741．6280
238．2524．330．3259
342．439．390．2316
442．7446．610．3674
543．4744．490．2983
640．2929．290．5759
平均42．0237．640．5712
表3显示： 15m溢流跑浑时浓度最高1．628%，最低0．2316%，6次平均0．5712%；硫品位最高46．61%，最低24．33%，平均37．64%，说明溢流中主要是不易沉降的细粒级高品位硫精矿。

按照溢流流量100m3/h，比重4．585g/cm3，则含固量0．7459t/h，17．902t/天。

2．2陶瓷机过滤情况
硫精矿两台陶瓷机过滤情况见表4。

硫精矿陶瓷机两台陶瓷过滤机运行，1# 45m2陶瓷机滤饼较薄2 6mm，两根108mm 溢流管随着搅拌器旋转搅动矿浆，两台陶瓷机均有溢流连续溢出，溢流中以泡沫为主，量较大；2#36m2陶瓷机滤饼较厚5 13mm，过滤机溢流溢出量大，浓度高，说明过滤能力不足， 15m浓缩底流高浓度矿浆输送进入，溢流又返回 15m浓缩机，导致浓缩负荷加重，细粒级在其中循环。

表4硫精矿陶瓷机过滤情况
编号
搅拌转速
/（r·min－1）
主轴转速
/（r·min－1）
反冲洗水压
/MPa
滤饼厚度
/mm
真空度
/MPa
两根 108mm
溢流管
1#45m2陶瓷过滤机14．000．80．008 0．152 60．01 0．085大量泡沫和矿浆溢出
2#36m2陶瓷过滤机13．970．80．090 0．195 130．06 0．070有溢流，陶瓷机内液面无泡沫
3硫精矿粒度分析
硫精矿粒级和成分分析见表5，全粒级分析见表6。

表5显示粒级越细硫品位越高，+0．28mm 粒级硫品位18%左右，－0．045mm则达到37% 45%；表6显示硫精矿粒级分布不均，+ 0．074mm在24．5% 38．76%，－0．005mm在10．25% 18．08%。

·2·
衣德强梅山铁矿硫精矿浓缩过滤生产实践
表5硫精矿成分分析%
序号
全部粒级+0．28mm－0．28+0．074mm－0．045mm TFe S TFe S TFe S TFe S
148．8031．7046．2318．8350．0020．0046．8045．49 250．4232．17——51．4720．8447．6940．68 350．2226．6442．7518．6452．1215．9847．9937．12 448．0234．34——48．5121．0547．0742．49 548．3032．91——49．3122．8846．7740．76
表6硫精矿粒级分析%粒级/mm第1次第2次第3次第4次第5次+0．283．00—0．43——
－0．28+0．07433．7531．0038．3328．0024．50－0．074+0．04520．2415．5016．6722．0021．50－0．045+0．0215．5019．0517．8320．0521．98－0．02+0．0112．0010．7012．3512．5012．74－0．01+0．0055．255．673．745．255．62－0．00510．2518．0810．6512．2013．66合计100．00100．00100．00100．00100．00
4跑浑原因分析
硫精矿中极细的0．005mm含量超过10%，不易沉降，极细颗粒容易进入溢流流失；观察到 15m液面没有形成澄清水层，因此溢流一般呈浑浊状态。

溢流只从60根 60mm 钢管内溢出，截面积小，流速快，因此溢流浓度较高，如果封闭钢管，从溢流堰漫出，则可大大降低水流速，降低溢流浓度，例证是观察个别溢流堰有溢流溢出，比钢管溢出的浓度低，较清澈。

溢流量100m3/h时，从60根 60mm钢管内溢出，水流速为9．83m/min；如改为沿溢流堰溢出，则水流速为0．131m/min，可以看出，从60根 60mm钢管内溢出水流速是溢流堰溢出的9．83/0．131=75倍。

所以必须采取措施促进细粒级矿物沉降，降低水速，加快沉降，形成澄清水层，才能确保溢流清澈。

5改进措施
5．1控制硫精矿矿量
精细浮选操作，及时调整浮选机液位和药剂用量，确保浮选三次精选刮出的是硫泡沫，杜绝溢出矿浆和矿泥；减少加水量，三次精选泡沫冲洗水适量，沿途不得再增加冲洗水，有系列停车检修，及时关停用水。

输送硫精矿有两台4PNJFB胶泵，流量110m3/（h·台），运行以1台为宜，如开两台，会增加补加水量，增大矿浆量，提高 15m溢流上升水速，溢流跑浑几率增加；由于矿量随品位高低波动，建议指定人员巡查，根据来矿情况，及时调整泵变频和顶水量，确保管道不堵，泵池不漫矿。

目前输送浓度10%，如浓度能提高到20%，则矿浆量减少到60m3/h，可以大幅度减少进入 15m的流量，对于减少跑浑具有重要作用。

5．2更新溢流挡皮
目前挡皮不垂直，呈现弯曲状态，导致泡沫量大时，泡沫漫出塌陷处缺口，跑浑加剧，在停产时间较长时，全部更新挡皮，做到两层挡皮贴紧，不得出现倒塌，高出溢流堰平面200mm左右。

5．3强化陶瓷过滤机操作
目前两台陶瓷机过滤面积合计81m2，给矿量低时台时仅4．71t/h，过滤效率4．71/81= 0．0581t/（m2．h），给矿量高时台时高达23．39t/h，过滤效率23．39/81=0．289t/（m2．h），过滤效率相差5倍，如有溢流溢出，仍返回 15m浓缩，加剧跑浑，溢出的溢流浓度高、硫品位高，必须按规程清洗陶瓷板，根据来矿量大小及时调整参数，确保真空度－0．07MPa，做到过滤机无溢流溢出，全部产出滤饼，才能减少返回量，降低上升水速，减少跑浑现象。

5．4添加絮凝剂加快沉降
聚丙烯酰胺为有机高分子絮凝剂，作用机理是矿浆中分散的微细矿粒群，依靠遍布在长分子链上众多的极性基团，分别吸附分散的单个微细矿粒表面，借助高分子的线形长链作为媒介，使分散的微细矿粒群连结成具有三度空间结构的松散团粒，形成团粒后，外型尺寸明显
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陆娟梅钢连铸板坯氢氧切割技术的研究与应用
均约为0．51m3/t。

煤气切割与氢氧气断火切割综合成本对比分析见表3，从表3对比可以看出氢氧断火切割较煤气切割成本效益为0．3807万/t。

表3煤气切割与氢氧气断火切割综合成本对比分析表
对比项单价焦炉煤气成本/（元·t－1）氢氧气成本/（元·t－1）氢氧比对效益/（元·t－1）电耗/（元·度－1）0．693100．5267－0．5267
焦炉煤气/（元·m－3）1．4640．74660．130．6166
氧气/（元·m－3）0．551．030．6180．412
水消耗/（元·t－1）6．100．0012－0．0012
氢氧发生器备件—00．12－0．12
合计—1．77661．39590．3807
以设计年产410万吨连铸坯为例，使用氢氧切割每年可节约成本：C1=410ˑ10000ˑ0．3807元/吨=155．8万元。

3．5．2板坯收得率效益
以切割板坯规格定尺为230mmˑ1600 mmˑ10m例，年产410万吨连铸板坯时，采用氢氧切割增加经济效益为：单根钢坯重：0．23m ˑ1．6mˑ10mˑ7．8t/m3=28．7t；年产折合钢坯数量：410ˑ10000tː28．7t/块= 142857块；割缝减少4mm，年可节约金属损失：板坯节省=142857ˑ0．23mˑ1．6mˑ0．004mˑ7．8t/m3=1640．2t。

成品按照4000元/吨，而铸坯钢渣按2000元/吨核算时，年创收：C2=1640．2tˑ（4000－2000）元/ t=328．04万元。

综上可知，氢氧切割板坯年经济效益483．84万元，同时氢氧切割铸坯割断面光滑、平整无凹凸、断面下缘基本不挂渣、毛刺少、表面光滑、无挂硫现象，质量稳定、波动小，可以为后期的轧制工艺提供优质的原料，提高连铸板坯质量。

4结论
梅钢二炼钢连铸板坯采用氢氧气切割每年节约经济效益483．84万元，同时铸坯断面光滑、平整无凹凸、断面下缘基本不挂渣、毛刺少、表面光滑、质量稳定、波动小。

不存在焦炉煤气不完全燃烧的炭黑，不污染环境，无需安装除尘设施，环保效益显著
檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧。

（上接第3页）
变大，所以沉降速度加快。

进行了五种阴离子型聚丙烯酰胺沉降试验，分子量分别为700万、850万、900万、1000万、1200万，从中选择了分子量850万的聚丙烯酰胺絮凝剂，价格适中、用量和成本适宜、不需加温，冬季低温情况下可以配制，药剂重量浓度为0．05%，絮凝剂用量50g/t干矿，换算配制成液体后用量0．1m3/t 干矿，硫精矿平均产量15t/h，则液体用量为1．5m3/h，并根据实际产量和水温高低适当调整加入量。

5．5溢流去向优化
目前陶瓷机溢流自流进入溢流泵池，通过4PNJFB胶泵输送到 15m浓缩池继续浓缩，据测定陶瓷机溢流和陶瓷机给矿浓度相近，均为高浓度，不需再次浓缩，进入 15m浓缩池徒增负荷。

建议1台溢流泵改向直接输送到陶瓷机给矿分矿箱；另1台溢流泵用于清洗滤板时，仍输送到 15m浓缩池。

5．6硫加压泵输出管道缩短
输送管道改向，在6# 50m西侧向南直接输送，管道长度由310m缩短到210m，减少90ʎ弯头6只，减少维护检修量，降低输送阻力，延长使用寿命。

6改进效果
上述措施应用后， 15m浓缩有了明显的澄清水层，高度达到1．5m左右，因此溢出的溢流水清澈，跑浑现象明显减轻，每天可以多产硫精矿17．902t，每年生产330天可多收5900t，提高选矿硫回收率2．45个百分点，增加产值118万元。

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