唐钢庙沟铁矿助滤剂的研发与应用

郭灵敏 田建利 李文风

(长沙矿冶研究院有限责任公司)

唐钢庙沟铁矿助滤剂的研发与应用

郭灵敏 田建利 李文风

(长沙矿冶研究院有限责任公司)

将唐钢庙沟铁精矿由-0.045 mm 86.83%再磨至-0.045 mm 94.35%用于助滤剂研发试验，通过对助滤剂进行选型试验，重点对筛选出的助滤剂CYG-1进行了用量、过滤时间、给矿浓度、真空度等影响滤饼水分的条件试验。试验结果表明：如不添加助滤剂，过滤产出的滤饼水分高达13.38%；同等条件下，添加用量为300 g/t的助滤剂CYG-1，即可将滤饼水分降低至9.88%左右。将助滤剂CYG-1用于生产现场-0.045 mm 90%左右的铁精矿过滤，可将滤饼水分由原来不加助滤剂时的13.5%降低至9.98%左右，效果显著。

铁精矿 滤饼水分 助滤剂 生产应用

河北钢铁集团矿业公司庙沟铁矿位于秦皇岛市青龙满族自治县祖山镇，其选厂原矿石处理能力约为200万t/a，采用阶段磨矿—弱磁选工艺，年产铁品位为65%～66%的弱磁选精矿80多万t。该矿磁铁矿属于微细粒不均匀嵌布，结晶粒度一般在0.01～0.15 mm，产品粒度为-0.045 mm时单体解离度才可达到96%[1-2]。目前现场真空圆盘过滤机设备滤饼水分偏高(在12%以上)，无法满足球团造球水分控制在10%以内的要求。通常，解决滤饼水分问题通常可采用增加过滤面积、加大过滤推动力、引入复合力场及加温等方法，但这些方法一般都涉及变动现有设备及工艺流程，投资比较大。在当前行业不景气的形势下，既要节约成本又要有效降低铁精矿水分，可采用添加助滤剂方法来实现。

1 助滤剂分类及其作用机理

1.1 助滤剂类别

目前助滤剂一般可分为表面活性剂和絮凝剂两种[3]。表面活性剂一般是由亲水的极性基团和疏水的非极性烃链两部分组成的有机化合物。絮凝剂可分为天然和人工合成两大类，絮凝剂为水溶性的聚合长链高分子。絮凝剂也可与表面活性剂混合使用达到较好的助滤效果[4]。

1.2 作用机理

1.2.1 表面活性剂型作用机理

表面活性剂为双极分子，当它作用在矿粒表面时，非极性基朝外，导致矿粒疏水，达到助滤的目的。进一步表明表面活性剂一般通过降低滤液表面张力和增大固液界面的接触角来强化物料脱水。

1.2.2 絮凝剂型作用机理

絮凝剂型助滤剂为高分子聚合物，通过高分子长链的吸附，桥联细粒矿物成絮团，减少因微细矿物堵塞过滤介质，渗透性好，可加快脱水成滤饼，有利于提高滤饼产率。根据絮团特性，可灵活选择不同分子量的絮凝剂，或用于浓缩澄，或用于助滤。

2 助滤剂研发及结果

2.1 试验矿样

试验矿样取自庙沟铁矿选厂精矿仓的铁精矿，用铁皮桶装存备用。矿样铁品位为65.05%、水分为12%、粒度为-0.045 mm 86.83%、pH值为7.0。

2.2 试验条件及流程

教学目标是训练学生听力技巧，体验真实的商务场景及训练学生的阅读技巧，扩大商务词汇量。实施策略：1)听力、阅读材料应该真实，来源于社会上流通的、人们日常接触的各种语言材料；2)控制输入材料的难度和长度，使用比学生现有的语言知识略深一点的语言材料（i+1），或者提供可理解的语言材料，有利于训练学生的“输出性”能力。

试验设备为DJ1C-90增力电动搅拌器，DL-5C型盘式真空过滤机，过滤面积为113 cm2，每次试验样品质量为200 g。试验条件模拟现场过滤条件及过滤机的基本参数，过滤试验的矿浆浓度为55%，矿浆温度为25 ℃，真空度为0.057 MPa。

试验流程模拟现场要求将目前铁精矿细度由 -0.045 mm 86.83%提高至-0.045 mm 94.35%(通过再磨)，再添加助滤剂搅拌均匀，然后采用试验室盘式真空过滤机进行过滤，试验流程见图1。

图1 过滤试验流程

2.3 试验结果

试验在铁精矿粒度为-0.045 mm 94.35%的条件下，主要考查不添加助滤剂与添加助滤剂条件下的过滤对比情况。

2.3.1 不添加助滤剂试验

采用试验室过滤机，对现场铁精矿分别在不磨(-0.045 mm 86.83%)、再磨至-0.045 mm 94.35%在不添加助滤剂的条件下进行过滤试验，给矿浓度为55%，过滤真空度为0.057 MPa，试验结果见表1。

表1 不添加助滤剂过滤试验结果

由表1可知，当精矿细度为-0.045 mm 86.83%时，在过滤真空度为0.057 MPa的条件下，将过滤时间由15 s增加至45s，滤饼水分可由13.19%降低至9.30%，可见在较粗精矿细度时，可将精矿水分降至10%以下；当精矿细度为- 0.045 mm 94.35%时，将过滤时间由30 s增加至90 s，滤饼水分仅由14.42%降低至12.98%，可见在粒度较为微细时，滤饼水分稳定在13%左右，仅靠延长过滤时间难以将滤饼水分降至10%以下。

2.3.2 助滤剂选型试验

对再磨矿铁精矿进行添加各类型助滤剂的过滤对比试验，试验结果见表2。

表2 助滤剂选型试验结果

由表2可知，与不添加助滤剂相比，CYG-1、CYG-2、CYG-5以及CYG-9具有一定的助滤效果，其中CYG-1的助滤效果最佳，能够将滤饼水分由13.38%降至12.11%，所以选用CYG-1作进一步试验研究。

2.3.3 助滤剂用量试验

助滤剂用量是影响助滤剂过滤效果的关键因素，它对滤饼水分的影响在一定程度上体现了助滤剂与矿浆的作用效果[5]。为此，进行助滤剂CYG-1用量试验，试验结果见表3。

表3 助滤剂用量试验结果

由表3可知，当助滤剂CYG-1用量由0 g/t增加至300 g/t时，滤饼水分由13.38%明显下降至9.88%，继续增加助滤剂用量至500 g/t，滤饼水分仍有所下降，但下降幅度趋缓。综合考虑，助滤剂CYG-1用量300 g/t较为合适。

2.3.4 助滤剂调浆时间试验

采用适宜的添加方法有利于更好地发挥药效，为此进行了不同调浆时间试验，试验结果见表4。

表4 助滤剂调浆时间试验结果

由表4可知，在调浆时间为1～7 min时，滤饼水分稳定在9.8%左右，说明助滤剂与目的矿物的作用速度比较快。

2.3.5 矿浆浓度试验

为考查不同给矿浓度下助滤剂CYG-1对滤饼水分的影响，进行了不同矿浆浓度对比试验，试验结果见表5。

表5 矿浆浓度试验结果

由表5可知，随着过滤给矿矿浆浓度由45%增加至65%时，滤饼水分由9.89%降低至9.68%，水分略有下降；表明助滤剂CYG-1对过滤给矿浓度为45%～65%有较好的适应性。

2.3.6 絮凝剂与助滤剂组合试验

考虑到生产现场的尾矿处理工艺中使用了絮凝剂，为此进行了絮凝剂CYX与助滤剂CYG-1的组合使用试验，试验结果见表6。

由表6可知，当絮凝剂CYX用量较低时，与助滤剂CYG-1一起使用存在正协同效应，有助于过滤。

表6 絮凝剂与助滤剂组合试验结果

3 工业应用

庙沟铁矿磁铁矿属于微细粒不均匀嵌布，试验表明磨矿细度的提高有助于铁精矿质量的提升，但结果会影响过滤作业，导致铁精矿滤饼水分增加，给下一步冶炼造球作业带来不利影响，因铁精矿滤饼水分偏高影响产品对外销售。在现有生产条件下，庙沟铁矿为了降低滤饼水分，采取放粗磨矿粒度降低产品质量来解决滤饼水分过高的问题。

长沙矿冶研究院研制的铁精矿助滤剂CYG-1小试试验成功后，自2015 年4月起应用于庙沟铁精矿过滤工业试验，在目前生产状况下(经工艺改造后的铁精矿细度由-0.045 mm 86.83%提高至 -0.045 mm 90%以上)，当药剂用量为150～ 200 g/t干矿时，滤饼水分为9.89%， 比不加药( 空白) 过滤试验降低了3.0个百分点, 铁精矿水分低于10 % 的合格率可达95%以上，达到了预定的水分指标要求。

4 结 论

(1)庙沟铁矿助滤剂试验结果表明，将庙沟现场铁精矿由细度为-0.045 mm 86.83%再磨至 -0.045 mm 94.35%，如不添加助滤剂，过滤产出的滤饼水分高达13.38%；同样条件下，只需添加用量为300 g/t的助滤剂CYG-1，即可将滤饼水分降低至9.88%左右，可见助滤剂CYG-1对降低滤饼水分效果极为明显。

(2)庙沟铁矿生产实践表明，通过添加助滤剂方式，可大大降低滤饼水分，使滤饼水分控制在10%以内，为冶炼作业产出合格的产品，经济效益显著。

(3)精矿过滤作业中添加助滤剂的方法，操作简单，投资少，在现有设备及工艺条件下可实现降低水分的目的，该方法具有一定的借鉴及推广意义。

[1] 田建利.河北钢铁集团矿业公司庙沟铁矿助滤剂试验研究报告[R]．长沙：长沙矿冶研究院有限责任公司，2015．

[2] 高志明，王爱东，孙 达，等．唐翻庵沟钦矿工艺流程的变迁众其思考[J]．金属矿山，2011(增)：245-250．

[3] 邵绪新，刘振东．助滤剂的作用机理及试验研究[J]．选煤技术，1996(5)：40-42．

[4] 胡筱敏，暴学珠，王常任．助滤剂的研究进展[J]．国外金属矿选矿，1994(1)：41-46．

[5] 林祥辉，靳芳琳，路 平，等．酸化油助滤剂对滤饼水分影响的研究[J]．矿冶工程，1985(4)：27-30．

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中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司研发细粒尾矿干湿混排新方法

近年来，随着经济的快速发展和矿产资源的紧缺，选矿工艺水平和回收率逐步提高，再加上尾矿中粗砂的综合应用，使得进入尾矿库内的尾砂粒径越来越细。采用传统尾矿堆排方法的尾矿堆积坝往往会遇到筑坝困难、沉积滩坡度特别缓、坝体排渗不畅、稳定性差等诸多问题。对于细粒尾矿堆排方法目前已有多种：水库式湿排、模袋法、压滤干堆等，应用较多的是水库式湿排，模袋法和压滤干堆处于尝试阶段。水库式湿排是整个坝体都用当地土、石材料筑成，尾矿库建设周期长、投资大；模袋法是采用土工编织袋将尾矿袋装堆积，土工编制袋有效孔径小时，排水周期长，袋装效率低，土工编制袋有效孔径大时，渗流出来的大量泥浆还需要处理；尾矿干堆法需要将全部尾矿脱水，处理能力小，成本极高，对于尾矿年产生量百万吨以上的选厂，难以处理，且细粒尾矿压滤干堆也无法回避暴雨和洪水，同样需要建设排洪、排水设施，而且生产的连续性受天气影响。

由中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司研发的“一种干堆与湿排相结合的尾矿堆排方法”发明专利(专利号：ZL201310307782.9)，采用湿排与干堆相结合，将尾矿浆体一部分脱水过滤，用于堆筑干尾矿坝体，另一部分输送至干尾矿坝体顶部内侧排入尾矿库内，湿尾矿沉积于干尾矿坝体上游坡面；在干尾矿坝体形成初期，在干尾矿坝体底部内侧设用于拦挡湿尾矿及洪水的围堰，在干尾矿坝体底部与坝基之间设置水平排水体，干尾矿坝体下游坡脚部位设置棱柱式排水体，解决了细粒尾矿堆坝困难或因设备、天气等因素引起的尾矿堆排难题，降低了尾矿库建设投资和运行成本，提高了矿山经济效益。

2015-07-23)

郭灵敏(1968—)，男，高级工程师，410012 湖南省长沙市麓山南路966号。