唐鋼廟溝鐵礦助濾劑的研發與應用

郭靈敏 田建利 李文風

(長沙礦冶研究院有限責任公司)

唐鋼廟溝鐵礦助濾劑的研發與應用

郭靈敏 田建利 李文風

(長沙礦冶研究院有限責任公司)

將唐鋼廟溝鐵精礦由-0.045 mm 86.83%再磨至-0.045 mm 94.35%用于助濾劑研發試驗，通過對助濾劑進行選型試驗，重點對篩選出的助濾劑CYG-1進行了用量、過濾時間、給礦濃度、真空度等影響濾餅水分的條件試驗。試驗結果表明：如不添加助濾劑，過濾產出的濾餅水分高達13.38%；同等條件下，添加用量為300 g/t的助濾劑CYG-1，即可將濾餅水分降低至9.88%左右。將助濾劑CYG-1用于生產現場-0.045 mm 90%左右的鐵精礦過濾，可將濾餅水分由原來不加助濾劑時的13.5%降低至9.98%左右，效果顯著。

鐵精礦 濾餅水分 助濾劑 生產應用

河北鋼鐵集團礦業公司廟溝鐵礦位于秦皇島市青龍滿族自治縣祖山鎮，其選廠原礦石處理能力約為200萬t/a，采用階段磨礦—弱磁選工藝，年產鐵品位為65%～66%的弱磁選精礦80多萬t。該礦磁鐵礦屬于微細粒不均勻嵌布，結晶粒度一般在0.01～0.15 mm，產品粒度為-0.045 mm時單體解離度才可達到96%[1-2]。目前現場真空圓盤過濾機設備濾餅水分偏高(在12%以上)，無法滿足球團造球水分控制在10%以內的要求。通常，解決濾餅水分問題通?？刹捎迷黾舆^濾面積、加大過濾推動力、引入復合力場及加溫等方法，但這些方法一般都涉及變動現有設備及工藝流程，投資比較大。在當前行業不景氣的形勢下，既要節約成本又要有效降低鐵精礦水分，可采用添加助濾劑方法來實現。

1 助濾劑分類及其作用機理

1.1 助濾劑類別

目前助濾劑一般可分為表面活性劑和絮凝劑兩種[3]。表面活性劑一般是由親水的極性基團和疏水的非極性烴鏈兩部分組成的有機化合物。絮凝劑可分為天然和人工合成兩大類，絮凝劑為水溶性的聚合長鏈高分子。絮凝劑也可與表面活性劑混合使用達到較好的助濾效果[4]。

1.2 作用機理

1.2.1 表面活性劑型作用機理

表面活性劑為雙極分子，當它作用在礦粒表面時，非極性基朝外，導致礦粒疏水，達到助濾的目的。進一步表明表面活性劑一般通過降低濾液表面張力和增大固液界面的接觸角來強化物料脫水。

1.2.2 絮凝劑型作用機理

絮凝劑型助濾劑為高分子聚合物，通過高分子長鏈的吸附，橋聯細粒礦物成絮團，減少因微細礦物堵塞過濾介質，滲透性好，可加快脫水成濾餅，有利于提高濾餅產率。根據絮團特性，可靈活選擇不同分子量的絮凝劑，或用于濃縮澄，或用于助濾。

2 助濾劑研發及結果

2.1 試驗礦樣

試驗礦樣取自廟溝鐵礦選廠精礦倉的鐵精礦，用鐵皮桶裝存備用。礦樣鐵品位為65.05%、水分為12%、粒度為-0.045 mm 86.83%、pH值為7.0。

2.2 試驗條件及流程

教學目標是訓練學生聽力技巧，體驗真實的商務場景及訓練學生的閱讀技巧，擴大商務詞匯量。實施策略：1)聽力、閱讀材料應該真實，來源于社會上流通的、人們日常接觸的各種語言材料；2)控制輸入材料的難度和長度，使用比學生現有的語言知識略深一點的語言材料（i+1），或者提供可理解的語言材料，有利于訓練學生的“輸出性”能力。

試驗設備為DJ1C-90增力電動攪拌器，DL-5C型盤式真空過濾機，過濾面積為113 cm2，每次試驗樣品質量為200 g。試驗條件模擬現場過濾條件及過濾機的基本參數，過濾試驗的礦漿濃度為55%，礦漿溫度為25 ℃，真空度為0.057 MPa。

試驗流程模擬現場要求將目前鐵精礦細度由 -0.045 mm 86.83%提高至-0.045 mm 94.35%(通過再磨)，再添加助濾劑攪拌均勻，然后采用試驗室盤式真空過濾機進行過濾，試驗流程見圖1。

圖1 過濾試驗流程

2.3 試驗結果

試驗在鐵精礦粒度為-0.045 mm 94.35%的條件下，主要考查不添加助濾劑與添加助濾劑條件下的過濾對比情況。

2.3.1 不添加助濾劑試驗

采用試驗室過濾機，對現場鐵精礦分別在不磨(-0.045 mm 86.83%)、再磨至-0.045 mm 94.35%在不添加助濾劑的條件下進行過濾試驗，給礦濃度為55%，過濾真空度為0.057 MPa，試驗結果見表1。

表1 不添加助濾劑過濾試驗結果

由表1可知，當精礦細度為-0.045 mm 86.83%時，在過濾真空度為0.057 MPa的條件下，將過濾時間由15 s增加至45s，濾餅水分可由13.19%降低至9.30%，可見在較粗精礦細度時，可將精礦水分降至10%以下；當精礦細度為- 0.045 mm 94.35%時，將過濾時間由30 s增加至90 s，濾餅水分僅由14.42%降低至12.98%，可見在粒度較為微細時，濾餅水分穩定在13%左右，僅靠延長過濾時間難以將濾餅水分降至10%以下。

2.3.2 助濾劑選型試驗

對再磨礦鐵精礦進行添加各類型助濾劑的過濾對比試驗，試驗結果見表2。

表2 助濾劑選型試驗結果

由表2可知，與不添加助濾劑相比，CYG-1、CYG-2、CYG-5以及CYG-9具有一定的助濾效果，其中CYG-1的助濾效果最佳，能夠將濾餅水分由13.38%降至12.11%，所以選用CYG-1作進一步試驗研究。

2.3.3 助濾劑用量試驗

助濾劑用量是影響助濾劑過濾效果的關鍵因素，它對濾餅水分的影響在一定程度上體現了助濾劑與礦漿的作用效果[5]。為此，進行助濾劑CYG-1用量試驗，試驗結果見表3。

表3 助濾劑用量試驗結果

由表3可知，當助濾劑CYG-1用量由0 g/t增加至300 g/t時，濾餅水分由13.38%明顯下降至9.88%，繼續增加助濾劑用量至500 g/t，濾餅水分仍有所下降，但下降幅度趨緩。綜合考慮，助濾劑CYG-1用量300 g/t較為合適。

2.3.4 助濾劑調漿時間試驗

采用適宜的添加方法有利于更好地發揮藥效，為此進行了不同調漿時間試驗，試驗結果見表4。

表4 助濾劑調漿時間試驗結果

由表4可知，在調漿時間為1～7 min時，濾餅水分穩定在9.8%左右，說明助濾劑與目的礦物的作用速度比較快。

2.3.5 礦漿濃度試驗

為考查不同給礦濃度下助濾劑CYG-1對濾餅水分的影響，進行了不同礦漿濃度對比試驗，試驗結果見表5。

表5 礦漿濃度試驗結果

由表5可知，隨著過濾給礦礦漿濃度由45%增加至65%時，濾餅水分由9.89%降低至9.68%，水分略有下降；表明助濾劑CYG-1對過濾給礦濃度為45%～65%有較好的適應性。

2.3.6 絮凝劑與助濾劑組合試驗

考慮到生產現場的尾礦處理工藝中使用了絮凝劑，為此進行了絮凝劑CYX與助濾劑CYG-1的組合使用試驗，試驗結果見表6。

由表6可知，當絮凝劑CYX用量較低時，與助濾劑CYG-1一起使用存在正協同效應，有助于過濾。

表6 絮凝劑與助濾劑組合試驗結果

3 工業應用

廟溝鐵礦磁鐵礦屬于微細粒不均勻嵌布，試驗表明磨礦細度的提高有助于鐵精礦質量的提升，但結果會影響過濾作業，導致鐵精礦濾餅水分增加，給下一步冶煉造球作業帶來不利影響，因鐵精礦濾餅水分偏高影響產品對外銷售。在現有生產條件下，廟溝鐵礦為了降低濾餅水分，采取放粗磨礦粒度降低產品質量來解決濾餅水分過高的問題。

長沙礦冶研究院研制的鐵精礦助濾劑CYG-1小試試驗成功后，自2015 年4月起應用于廟溝鐵精礦過濾工業試驗，在目前生產狀況下(經工藝改造后的鐵精礦細度由-0.045 mm 86.83%提高至 -0.045 mm 90%以上)，當藥劑用量為150～ 200 g/t干礦時，濾餅水分為9.89%， 比不加藥( 空白) 過濾試驗降低了3.0個百分點, 鐵精礦水分低于10 % 的合格率可達95%以上，達到了預定的水分指標要求。

4 結 論

(1)廟溝鐵礦助濾劑試驗結果表明，將廟溝現場鐵精礦由細度為-0.045 mm 86.83%再磨至 -0.045 mm 94.35%，如不添加助濾劑，過濾產出的濾餅水分高達13.38%；同樣條件下，只需添加用量為300 g/t的助濾劑CYG-1，即可將濾餅水分降低至9.88%左右，可見助濾劑CYG-1對降低濾餅水分效果極為明顯。

(2)廟溝鐵礦生產實踐表明，通過添加助濾劑方式，可大大降低濾餅水分，使濾餅水分控制在10%以內，為冶煉作業產出合格的產品，經濟效益顯著。

(3)精礦過濾作業中添加助濾劑的方法，操作簡單，投資少，在現有設備及工藝條件下可實現降低水分的目的，該方法具有一定的借鑒及推廣意義。

[1] 田建利.河北鋼鐵集團礦業公司廟溝鐵礦助濾劑試驗研究報告[R]．長沙：長沙礦冶研究院有限責任公司，2015．

[2] 高志明，王愛東，孫 達，等．唐翻庵溝欽礦工藝流程的變遷眾其思考[J]．金屬礦山，2011(增)：245-250．

[3] 邵緒新，劉振東．助濾劑的作用機理及試驗研究[J]．選煤技術，1996(5)：40-42．

[4] 胡筱敏，暴學珠，王常任．助濾劑的研究進展[J]．國外金屬礦選礦，1994(1)：41-46．

[5] 林祥輝，靳芳琳，路 平，等．酸化油助濾劑對濾餅水分影響的研究[J]．礦冶工程，1985(4)：27-30．

·記者在線·

中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司研發細粒尾礦干濕混排新方法

近年來，隨著經濟的快速發展和礦產資源的緊缺，選礦工藝水平和回收率逐步提高，再加上尾礦中粗砂的綜合應用，使得進入尾礦庫內的尾砂粒徑越來越細。采用傳統尾礦堆排方法的尾礦堆積壩往往會遇到筑壩困難、沉積灘坡度特別緩、壩體排滲不暢、穩定性差等諸多問題。對于細粒尾礦堆排方法目前已有多種：水庫式濕排、模袋法、壓濾干堆等，應用較多的是水庫式濕排，模袋法和壓濾干堆處于嘗試階段。水庫式濕排是整個壩體都用當地土、石材料筑成，尾礦庫建設周期長、投資大；模袋法是采用土工編織袋將尾礦袋裝堆積，土工編制袋有效孔徑小時，排水周期長，袋裝效率低，土工編制袋有效孔徑大時，滲流出來的大量泥漿還需要處理；尾礦干堆法需要將全部尾礦脫水，處理能力小，成本極高，對于尾礦年產生量百萬噸以上的選廠，難以處理，且細粒尾礦壓濾干堆也無法回避暴雨和洪水，同樣需要建設排洪、排水設施，而且生產的連續性受天氣影響。

由中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司研發的“一種干堆與濕排相結合的尾礦堆排方法”發明專利(專利號：ZL201310307782.9)，采用濕排與干堆相結合，將尾礦漿體一部分脫水過濾，用于堆筑干尾礦壩體，另一部分輸送至干尾礦壩體頂部內側排入尾礦庫內，濕尾礦沉積于干尾礦壩體上游坡面；在干尾礦壩體形成初期，在干尾礦壩體底部內側設用于攔擋濕尾礦及洪水的圍堰，在干尾礦壩體底部與壩基之間設置水平排水體，干尾礦壩體下游坡腳部位設置棱柱式排水體，解決了細粒尾礦堆壩困難或因設備、天氣等因素引起的尾礦堆排難題，降低了尾礦庫建設投資和運行成本，提高了礦山經濟效益。

2015-07-23)

郭靈敏(1968—)，男，高級工程師，410012 湖南省長沙市麓山南路966號。