CN117205664A - 一种具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法，包括如下步骤：A、将细粒精矿矿浆与絮凝剂搅拌混合均匀；B、絮凝后的精矿矿浆送入浓缩池内进行浓缩处理；C、将高浓度矿浆排放至过滤机中脱水；D、浓缩池内的溢流水进入沉淀池内，处理得到沉淀溢流水和沉淀精矿；其中，按重量份计，所述絮凝剂包括如下组分：聚合氯化铝15‑25份，石灰15‑25份，淀粉5‑15份，活性炭5‑10份。本发明先通过设计的絮凝剂将细粒精矿絮凝团结成大颗粒状精矿，解决现有絮凝剂絮凝沉降效果差、絮凝沉降速度慢的问题，然后再通过设计的消泡装置以及闭路循环工艺，进一步提高了细粒级精矿的收率，克服了现有脱水工艺所存在的不足。

Description

一种具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法

技术领域

本发明涉及矿浆脱水技术领域，特别涉及一种具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法。

背景技术

在矿山选矿生产中，为了提取矿石中的有用组分，通常需要将大块矿石经破碎、研磨至有用组分和脉石矿物分离，同时达到选矿需要的合格粒度。合格的粒度，通过加水、加药等工序搅拌成便于选矿分离有用矿物的适合浓度，然后经过浮选、重选、磁选等工艺分离出有用的矿物，通常称之为精矿。因选别作业是在水中进行，因此选别出的精矿常常带有大量的水分，水分常在70％-80％，达不到销售要求。

常规的精矿脱水工艺采用先浓缩再过滤两段脱水流程，浓缩设备采用浓缩机，过滤采用陶瓷过滤机或圆盘过滤机。根据矿石性质和精矿粒度不同，经脱水后的精矿水分常在8％-20％之间。其中，精矿水分常常受精矿粒度的影响最大，当精矿粒度较粗时，精矿水分往往较低，过滤效果也好；当精矿粒度较细时，精矿水分往往较高，过滤效率较低；水分偏高，增加运输和下一步冶炼的成本。更为重要的是，当精矿粒度过细时，例如小于0.037mm，精矿在浓缩脱水环节不容易下沉，且细粒级悬浮在浓缩池液面顶部区域形成结板现象，结板后的精矿容易随浓缩溢流水流走，出现泡浑现象，导致精矿损失严重。因此，细粒级物料的脱水，成为矿山选矿生产行业公认的技术性难题。

目前，有相关人员也做过一些研究，同时也申请了部分专利，如“一种铜镍矿细粒级精矿矿浆脱水工艺”(专利申请号CN201910459507.6)。该技术仅仅是通过增加浓缩作业次数，和将精矿分级后进行过滤，虽然一定程度上能够解决精矿水分偏高的问题，但仍存在设备配置复杂、投资较大、能耗偏高、细粒泡浑无法处理的问题。此外，细颗粒的存在对过滤作业也产生严重负面影响，当采用陶瓷过滤机时，细颗粒进入陶瓷板毛细孔堵塞陶瓷板，导致过滤效果变差，甚至损坏陶瓷板；当采用圆盘过滤机时，细颗粒穿过滤布，导致过滤环节的泡浑现象发生，精矿损失严重。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法，本发明采用一次浓缩、一次浓缩溢流水沉淀、一次过滤工艺进行脱水的工艺流程，先通过设计的絮凝剂将细粒精矿絮凝团结成大颗粒状精矿，解决现有絮凝剂絮凝沉降效果差、絮凝沉降速度慢的问题，然后再通过设计的消泡装置以及闭路循环脱水工艺，进一步提高了细粒级精矿的收率，克服了现有脱水工艺所存在的不足。

本发明采用的技术方案如下：一种具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法，包括如下步骤：

A、将细粒精矿矿浆给入精矿絮凝桶内，然后加入絮凝剂，搅拌混合均匀，以使细颗粒的精矿经絮凝后团结成大颗粒状精矿；

B、絮凝后的精矿矿浆送入浓缩池内进行浓缩处理；

C、当浓缩池的浓缩区矿浆浓度达到过滤要求时，将高浓度矿浆排放至过滤机中脱水；

D、浓缩池内的溢流水进入沉淀池内，经沉淀池处理后得到沉淀溢流水和沉淀精矿；

其中，按重量份计，所述絮凝剂包括如下组分：聚合氯化铝15-25份，石灰15-25份，淀粉5-15份，活性炭5-10份。

在本发明的絮凝剂中，聚合氯化铝作为主要的絮凝载体，在水中解离出大量的铝离子，可定向吸附带负电的精矿物，达到高效絮凝的目的。淀粉在水中容易吸收水分，使淀粉的分子链更为松散，形成了淀粉凝胶，可协助聚合氯化铝加强对精矿物进行高效絮凝。活性炭因其具有发达的孔隙结构、较大的比表面积和丰富的表面化学基团，特异性吸附能力较强，可对精矿物晶体表面进行脱药处理，由此使起泡剂、捕收剂等药剂脱吸精矿物晶体表面，使洁净的精矿物晶体显露出来，失去上浮能力，显著降低细粒级矿物的上浮量，抑制泡浑现象发生。石灰通过在水中水解出的OH^-离子与矿物表面(包括经脱药处理后的细粒级矿物晶体)发生化学反应，定向吸附在矿物表面形成亲水性的薄膜，让精矿物成为亲水性矿物和负电性矿物，能够协同活性炭共同抑制细粒级矿物上浮，并同时促进铝离子更好地吸附这些矿物，提升聚合氯化铝的絮凝效果。

进一步，所述絮凝剂使用时，用水配置成质量浓度为0.5-3％的溶液，例如可以为0.5％、1％、1.5％、2％、3％等，优选为1％。

进一步，所述絮凝剂与矿浆的质量比为2-6:100000，矿浆的浓度为15-30％。

进一步，所述浓缩池内设置有消泡装置，所述消泡装置包括设于浓缩池内的高压潜水泵，高压潜水泵的输出接通高压冲洗管，高压冲洗管的输出端均布多个高压喷嘴，通过高压喷嘴对浓缩池的液面上的结板泡沫进行冲击，使泡沫在浓缩池中循环沉淀。

进一步，所述高压喷嘴之间的间距为5-15cm。

进一步，将沉淀池排出的沉淀精矿返回精矿絮凝桶内继续处理。

进一步，高浓度矿浆经过滤机中脱水后得到滤饼和滤液，滤液返回精矿絮凝桶内继续处理。

作为优选，按重量份计，所述絮凝剂包括如下组分：聚合氯化铝20份，石灰20份，淀粉15份，活性炭10份。

进一步，所述沉淀池排出的沉淀溢流水作生产用水循环使用。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明采用一级浓缩+一级沉淀+过滤+沉淀精矿和滤液返回闭路工艺，使细粒精矿过滤效率大幅提高，有效解决了传统工艺精矿泡浑的问题，精矿在溢流水和滤液中的损失率降低了95％以上；

2、本发明采用高效絮凝剂，使细粒精矿团聚成粗颗粒，能够显著提高浓缩效率，同时为过滤作业创造良好条件，大幅降低细粒精矿进入过滤滤板的概率，能够有效延长过滤机滤板或滤布的使用寿命，与传统工艺相比，精矿水分可由20％降低至7％左右；

3、对浓缩池溢流水增设沉淀池，可最大程度减小精矿损失，精矿溢流水可直接用于生产循环利用，对清洁生产、环境保护起到了有益效果；

4、沉淀池回收精矿和滤液合并返回絮凝桶，解决了精矿在浓缩、过滤环节的损失，同时因絮凝工艺解决了细颗粒在整个工艺中形成恶性循环。

附图说明

图1是本发明的一种消泡装置结构示意图；

图2是本发明的一种具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法流程图。图中标记：1为高压潜水泵，2为高压冲洗管，3为高压喷嘴，4为精矿絮凝桶，5为浓缩池。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种用于冲击细粒泡沫的消泡装置，包括设于浓缩池5内的高压潜水泵1，精矿絮凝桶4的输出端接通浓缩池5的输入端，浓缩池5的溢流口接通沉淀池，高压潜水泵1置于液面以下，其可以固定连接在浓缩池5的支架上，高压潜水泵1的输出接通高压冲洗管2，高压冲洗管2位于液面以上，高压冲洗管2的输出端均布多个高压喷嘴3，通过高压喷嘴3对液面形成冲击，以冲散板结在液面上的细粒泡沫。进一步地，高压喷嘴可每间隔5-15cm的距离设置，优选为10cm。

如图2所示，一种具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法，包括如下步骤：

S1、将细粒精矿矿浆给入精矿絮凝桶内，然后加入高效絮凝剂，搅拌混合均匀，以使细颗粒的精矿经絮凝后团结成大颗粒状精矿；

S2、絮凝后的精矿矿浆经自流至浓缩池的中央矿浆分配盘上，然后进入浓缩池沉降区，矿粒受到重力影响，向浓缩池底部聚集，形成浓度较高的浓缩区，部分未受到絮凝的颗粒则上浮形成细粒精矿泡沫层；

S3、通过高压潜水泵将浓缩区内的上清液泵入高压冲洗管中，通过高压冲洗管上的高压喷嘴冲击浓缩池上方结板的细粒泡沫，使细粒泡沫分散并重新自由沉淀至浓缩池的浓缩区，以此避免细粒精矿随溢流水流失；

S4、当浓缩池浓缩区的矿浆浓度达到过滤要求时(例如矿浆浓度大于50％)，则打开位于浓缩池底部的矿浆阀，将矿浆排放至过滤机中脱水；因大部分的细颗粒受到絮凝剂的团聚作用，矿浆中细颗粒团聚形成粗颗粒，细颗粒含量相对减少，减小了进入过滤机陶瓷板或圆盘过滤机滤布的固体量；因此，过滤后的滤饼水分也更低，同时解决了陶瓷板堵塞和圆盘过滤机过滤泡浑的系列问题；

S5、浓缩池内的溢流水进入沉淀池内，经沉淀池处理后溢流水可直接用于生产水循环使用，为了进一步解决过滤环节出现的精矿滤液泡浑现象，将精矿滤液和沉淀池底部的沉淀精矿合并后，泵送至精矿絮凝桶内处理，形成闭路过滤作业，解决了精矿在浓缩、过滤环节的损失，同时也解决了细颗粒在整个工艺中形成恶性循环。

进一步地，在本发明中，高效絮凝剂为自行开发的絮凝剂，以重量份计，该絮凝剂包括如下组分：聚合氯化铝15-25份，石灰15-25份，淀粉5-15份，活性炭5-10份。其中，淀粉的粒度为15-74μm，优选为20-50μm，所述活性炭的粒度为35-74μm，优选为40-70μm。该絮凝剂的制备方法为：将各组分原料按照配比关系分别称量后，在搅拌混合装置内搅拌混合均匀即得到固态的复合絮凝剂。使用时，用水将该絮凝剂配置成质量分数为质量浓度为0.5-3％的溶液，然后加入精矿絮凝桶内搅拌混合即可，絮凝剂与矿浆的质量比为2-6:100000，矿浆的浓度为15-30％。

为了更好地实施本发明，针对矿浆浓度为15％的铜精矿矿浆，采用上述脱水方法，表1示出了部分絮凝剂的配方。

表1絮凝剂部分配方(单位：份)

选用实施例1-3作为试验效果验证，设置对比例1-6，实验效果如表2所示：

表2实施例1-3以及对比例1-6的絮凝效果验证(单位：份)

注：1、絮凝剂总用量与试验精矿矿浆的质量比为4:100000；

2、浓缩沉淀时间为从矿浆给入浓缩池开始，浓缩池池体三分之一以上区域由浑浊变为澄清的时间。

由表2可知，本发明将聚合氯化铝、石灰、淀粉、活性炭组合使用后，其浓缩沉淀时间以及溢流水中固体含量显著下降，由此可见，本发明的复合絮凝剂具有沉淀速度快、脱水率高、澄清液固体含量少等优点，精矿损失率降低至0.06％以下，克服了传统絮凝剂所存在的不足。

进一步地，为了验证本发明消泡装置的使用效果，设置了对比例7，对比例7与实施例1相同，其不同之处在于，未设置本发明的消泡装置。试验结果为：溢流水精矿含量0.10％。由此可见，消泡装置的存在能明显提高浓缩沉降效果，减少细粒级精矿的损失量。

进一步地，为了验证精矿滤液和沉淀精矿合并后，泵送至精矿絮凝桶内处理效果，设置对比例8，对比例8与实施例1相同，其不同之处在于，将合并后的矿浆通入浓缩池内，而不通入精矿絮凝桶内。试验结果为：絮凝沉降时间为22min，溢流水精矿含量0.04％。由此可见，直接泵送至浓缩池内会影响细粒级精矿的收率，并可预见，随着循环次数的增加，溢流水精矿含量会逐渐升高，细粒级精矿损失量增大，形成恶性循环。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、将细粒精矿矿浆给入精矿絮凝桶内，然后加入絮凝剂，搅拌混合均匀，以使细颗粒的精矿经絮凝后团结成大颗粒状精矿；

B、絮凝后的精矿矿浆送入浓缩池内进行浓缩处理；

C、当浓缩池的浓缩区矿浆浓度达到过滤要求时，将高浓度矿浆排放至过滤机中脱水；

D、浓缩池内的溢流水进入沉淀池内，经沉淀池处理后得到沉淀溢流水和沉淀精矿；

其中，按重量份计，所述絮凝剂包括如下组分：聚合氯化铝15-25份，石灰15-25份，淀粉5-15份，活性炭5-10份。

2.如权利要求1所述的具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法，其特征在于，所述絮凝剂使用时，用水配置成质量浓度为0.5-3％的溶液。

3.如权利要求2所述的具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法，其特征在于，所述絮凝剂与矿浆的质量比为2-6:100000，矿浆的浓度为15-30％。

4.如权利要求1所述的具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法，其特征在于，所述浓缩池内设置有消泡装置，所述消泡装置包括设于浓缩池内的高压潜水泵，高压潜水泵的输出接通高压冲洗管，高压水管固定在浓缩机的机架上，高压冲洗管的输出端均布多个高压喷嘴，通过高压喷嘴对浓缩池的液面进行冲击。

5.如权利要求4所述的具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法，其特征在于，所述高压喷嘴之间的间距为5-15cm。

6.如权利要求1-5任一所述的具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法，其特征在于，将沉淀池排出的沉淀精矿返回精矿絮凝桶内继续处理。

7.如权利要求6所述的具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法，其特征在于，高浓度矿浆经过滤机中脱水后得到滤饼和滤液，滤液返回精矿絮凝桶内继续处理。

8.如权利要求7所述的具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法，其特征在于，按重量份计，所述絮凝剂包括如下组分：聚合氯化铝20份，石灰20份，淀粉15份，活性炭10份。

9.如权利要求8所述的具有高脱水效率的细粒级精矿矿浆脱水方法，其特征在于，所述沉淀池排出的沉淀溢流水作用生产用水循环使用。