先說三個(gè)重點(diǎn)
鉻礦選廠的脫水作業(yè)必須分為精礦脫水和尾礦脫水兩條線,共用一臺(tái)壓濾機(jī)不僅處理不過來,濾布和壓榨參數(shù)也無法兼顧
精礦脫水建議采用隔膜壓濾機(jī),可將含水率從百分之二十至三十降至百分之十二以下,滿足冶煉廠的入爐要求;尾礦脫水可用廂式壓濾機(jī)配合濃密機(jī)前置濃縮,含水率控制在百分之二十以下即可滿足干堆要求
濾布是壓濾機(jī)的核心部件,選錯(cuò)材質(zhì)會(huì)導(dǎo)致過濾時(shí)間延長百分之三十至五十、頻繁更換,紅土鉻礦精礦推薦單絲丙綸或錦綸濾布,尾礦推薦復(fù)絲丙綸濾布
壓濾機(jī)脫水,選礦流程的最后一道坎
鉻礦經(jīng)過洗礦、篩分、重選或磁選后,精礦和尾礦都是以礦漿形式存在的。精礦漿濃度通常只有百分之二十至三十,含水率高達(dá)百分之七十至八十,不脫水就無法裝車運(yùn)輸。尾礦漿濃度更低,一般在百分之十五至二十五,不處理就無法干排堆存。
壓濾機(jī)是目前鉻礦選廠最常用的脫水設(shè)備,利用高壓擠壓和過濾介質(zhì)將礦漿中的水分強(qiáng)制擠出,產(chǎn)出含水率百分之十至十八的濾餅。但壓濾系統(tǒng)的配置一旦出錯(cuò),濾餅含水率超標(biāo)、處理能力不足、濾布頻繁堵塞等問題就會(huì)接踵而至。
紅土鉻礦選礦產(chǎn)生的礦漿有幾個(gè)讓脫水設(shè)備頭疼的特點(diǎn)。細(xì)泥含量高,經(jīng)過磨礦和重選后礦漿中小于零點(diǎn)零七四毫米的細(xì)顆粒比例常常超過百分之四十,比表面積大、吸附水分多、脫水阻力大。礦漿濃度低,精礦漿從搖床或螺旋溜槽出來濃度通常在百分之二十五至三十五,直接進(jìn)壓濾機(jī)效率很低,需要在壓濾前先濃縮。顆粒形狀不規(guī)則,鉻鐵礦是等軸晶系,破碎后顆粒棱角分明,堆積時(shí)顆粒間的空隙率大、保水性強(qiáng),加上細(xì)泥填充在空隙里,水分更難排出。
精礦脫水和尾礦脫水是兩條線
鉻礦選廠的脫水作業(yè)分為精礦脫水和尾礦脫水兩條線,對壓濾機(jī)的要求完全不同。
精礦量小、價(jià)值高,對含水率要求嚴(yán)格,需要用隔膜壓濾機(jī)將濾餅含水率降到百分之十二以下,以滿足運(yùn)輸和銷售要求。尾礦量大,通常是精礦量的數(shù)倍至十倍,對含水率要求相對寬松,百分之二十至二十五即可滿足干堆要求,但處理量的壓力大很多。
| 對比維度 | 鉻精礦脫水 | 尾礦脫水 |
|---|---|---|
| 給料濃度 | 百分之二十五至三十五 | 百分之十五至二十五 |
| 給料粒度 | 零點(diǎn)零七四至二毫米(細(xì)粒為主) | 零點(diǎn)零一至一毫米(含大量細(xì)泥) |
| 目標(biāo)濾餅含水率 | 小于等于百分之十二 | 小于等于百分之二十 |
| 壓榨壓力 | 高,一點(diǎn)二至一點(diǎn)六兆帕 | 中,零點(diǎn)八至一點(diǎn)二兆帕 |
| 濾布選型重點(diǎn) | 抗堵塞、易清洗 | 高過濾精度、耐磨損 |
大多數(shù)選廠需要分別配置精礦壓濾機(jī)和尾礦壓濾機(jī)。共用一臺(tái)不僅處理不過來,濾布和壓榨參數(shù)也無法兼顧。
廂式壓濾機(jī)與隔膜壓濾機(jī)的選擇
廂式壓濾機(jī)是礦山最常用的類型,濾板為實(shí)心結(jié)構(gòu),礦漿在壓力作用下通過濾布,固體留在濾室里形成濾餅。結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、價(jià)格便宜,缺點(diǎn)是濾餅含水率不夠低,一般在百分之二十至二十五之間。
隔膜壓濾機(jī)在廂式的基礎(chǔ)上增加了一層彈性隔膜。一次壓榨之后,再往隔膜里通入高壓水或壓縮空氣,隔膜膨脹對濾餅進(jìn)行二次擠壓,把更多的水分?jǐn)D出來。濾餅含水率可以做到百分之十至十四,比廂式低五至八個(gè)百分點(diǎn)。價(jià)格貴百分之三十至五十,但對于精礦水分要求嚴(yán)格的項(xiàng)目,多花的錢值。
精礦要賣到冶煉廠,對方通常要求含水率低于百分之十五,必須上隔膜式。尾礦脫水對含水率要求寬松一些,干堆一般要求低于百分之二十五,廂式壓濾機(jī)就能滿足。
過濾面積的計(jì)算與選型
壓濾機(jī)最核心的規(guī)格是過濾面積。選大了浪費(fèi)錢,選小了處理不過來。一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式可作參考:所需過濾面積等于干礦量乘以循環(huán)時(shí)間除以單位面積產(chǎn)率。
鉻精礦的單位面積產(chǎn)率約為零點(diǎn)零一五至零點(diǎn)零二五噸每平方米每個(gè)循環(huán),尾礦約為零點(diǎn)零零八至零點(diǎn)零一五噸每平方米每個(gè)循環(huán),尾礦的過濾難度明顯更大。
舉例計(jì)算:日處理一千噸原礦,精礦產(chǎn)率百分之六,即每天產(chǎn)精礦六十噸,每天工作二十小時(shí),精礦干礦量三噸每小時(shí)。循環(huán)時(shí)間按五十分鐘計(jì),單位面積產(chǎn)率取零點(diǎn)零二噸每平方米每個(gè)循環(huán)。所需面積等于三乘以零點(diǎn)八三除以零點(diǎn)零二,約一百二十五平方米。實(shí)際選型取一百五十平方米壓濾機(jī)。
尾礦的計(jì)算完全不同。尾礦干礦量約九百四十噸每天,四十七噸每小時(shí)。尾礦壓濾循環(huán)更長約七十五分鐘,單位面積產(chǎn)率取零點(diǎn)零一噸每平方米每個(gè)循環(huán)。所需面積等于四十七乘以一點(diǎn)二五除以零點(diǎn)零一,約五千八百七十五平方米。實(shí)際中不可能用一臺(tái)壓濾機(jī)處理全部尾礦,通常先經(jīng)過濃密機(jī)將尾礦濃度從百分之十八濃縮到百分之四十至五十,再配置多臺(tái)二百至四百平方米壓濾機(jī)并聯(lián)運(yùn)行,所需面積可減少六成以上。
壓濾脫水系統(tǒng)的完整配置
壓濾機(jī)不是一臺(tái)孤立的設(shè)備,而是一整套系統(tǒng)。
濃密機(jī)是壓濾機(jī)的前置設(shè)備。從重選出來的礦漿濃度只有百分之二十至三十,直接進(jìn)壓濾機(jī)效率很低。必須先進(jìn)入濃密機(jī)或斜板沉淀池,把濃度提高到百分之四十至五十五。濃密機(jī)的底流進(jìn)入壓濾機(jī),溢流清水返回生產(chǎn)循環(huán)。
攪拌桶起到緩沖和均質(zhì)作用。濃縮后的礦漿進(jìn)入攪拌桶,保持均勻防止沉淀。攪拌桶容量按二至四小時(shí)的進(jìn)料量設(shè)計(jì),保證壓濾機(jī)能連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)料。
給料泵的選擇容易被忽視。壓濾機(jī)進(jìn)料初期需要低壓大流量,后期需要高壓小流量。采用能根據(jù)壓力自動(dòng)切換的柱塞泵或螺桿泵,比普通渣漿泵效果更好。進(jìn)料壓力一般控制在零點(diǎn)六至零點(diǎn)八兆帕。
液壓站提供壓緊和拉板動(dòng)力,電機(jī)功率七點(diǎn)五至二十二千瓦。壓榨水泵或空壓機(jī)提供隔膜壓榨介質(zhì),壓力需達(dá)到一點(diǎn)五兆帕以上,帶穩(wěn)壓罐。
濾布清洗裝置定期清洗濾布,可采用移動(dòng)式高壓水槍或自動(dòng)清洗小車。皮帶輸送機(jī)將濾餅送至料倉或堆場。
濾布選型:最容易出錯(cuò)但最關(guān)鍵
濾布是壓濾機(jī)的心臟。紅土鉻礦選礦的礦漿中含有細(xì)粒鉻鐵礦棱角尖銳和殘留黏土,對濾布的考驗(yàn)很嚴(yán)苛。濾布選錯(cuò)了,壓濾機(jī)再好的參數(shù)也白搭。
精礦濾布建議采用單絲丙綸或錦綸,單絲結(jié)構(gòu)表面光滑,濾餅易剝離。編織方式選平紋或斜紋,斜紋透氣性更好。透氣量一百至一百五十升每平方米每秒,透氣量太小過濾慢,太大細(xì)粒穿濾。精礦濾布壽命約一千五百至二千五百小時(shí)。
尾礦濾布建議采用復(fù)絲丙綸,復(fù)絲纖維密實(shí)過濾精度高,防止細(xì)泥穿濾。編織方式選緞紋或重平紋,耐磨性好。透氣量五十至八十升每平方米每秒,尾礦粒度更細(xì)需要更密的濾布。尾礦濾布壽命約一千至一千八百小時(shí)。
濾布堵塞是常見問題。紅土鉻礦中的黏土細(xì)泥會(huì)嵌入濾布纖維間隙,每周需用高壓水槍沖洗一次,嚴(yán)重堵塞時(shí)可用百分之五稀鹽酸浸泡后清洗。南非某鉻礦項(xiàng)目采用優(yōu)化濾布方案后,濾餅更容易剝離,濾布壽命顯著延長。
現(xiàn)場案例
四川某紅土鉻礦選廠日處理原礦八百噸,精礦產(chǎn)率約百分之七即五十六噸每天,尾礦七百四十四噸每天。改造前使用兩臺(tái)帶式過濾機(jī),精礦含水率百分之二十二至二十五無法直接裝車,尾礦含水率百分之三十五無法干排。
改造方案:精礦脫水新增一臺(tái)一百二十平方米隔膜壓濾機(jī),濾板一千乘一千毫米,濾室厚度三十毫米,濾布為單絲丙綸斜紋。尾礦脫水先建一臺(tái)直徑十二米濃密機(jī),將尾礦濃度從百分之十八濃縮到百分之四十五,再配置三臺(tái)二百平方米隔膜壓濾機(jī)兩用一備。
運(yùn)行數(shù)據(jù):精礦含水率從百分之二十三點(diǎn)五降至十一點(diǎn)八,精礦濾餅可直接裝車外運(yùn)。尾礦濾餅含水率低于百分之二十,滿足干排要求。濾液全部回用,選廠實(shí)現(xiàn)零排放。
印度某鉻礦選礦廠的研究表明,采用高效脫水回路可回收并循環(huán)利用高達(dá)百分之九十七的選礦用水。Micronics為非洲某鉻礦客戶提供壓濾機(jī)脫水方案后,濾餅固含量達(dá)到百分之八十,清潔水回收率約百分之八十,替代了傳統(tǒng)尾礦壩。
鉻礦選礦壓濾機(jī)脫水工藝配置的核心在于精礦和尾礦分開處理、隔膜式用于精礦脫水、濃密機(jī)前置提高進(jìn)料濃度、濾布材質(zhì)匹配礦石特性。把這幾條邏輯理清了,精礦含水率能壓到百分之十二以下,尾礦能直接干排,濾液還能循環(huán)利用。