张庄铁矿湿抛尾矿捞砂工业试验*

齐美超 吴 红 叶献华

(1.安徽马钢张庄矿业有限责任公司；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；3.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)

安徽马钢张庄矿业选矿厂正式投产以来，采用振动脱水筛从磨前湿式预选尾矿中提取粗粒尾砂一直存在一些问题，筛孔尺寸为0.3 mm时，筛分效率低，导致筛上产品含水量大、整体呈矿浆状，无法通过皮带输送至尾矿堆场。将筛孔尺寸改为1.5 mm后，尽管筛上产品含水率大大降低，但产量又大幅度降低，既减少了建材的产量，又增加了尾矿浓缩大井矿量，不利于尾矿浓缩。结合国内粗粒尾矿处理先进经验及现场实际情况，采用水力旋流器和振动筛串联脱水工艺在现场进行了湿抛产品捞砂工业试验，取得了较好的效果。

1 湿抛尾矿粒度组成分析

试验时湿式磁选给矿量为280～330 t/h，计算得试验用水力旋流器+振动脱水筛的给矿量(湿式磁选尾矿量)为20～25 t/h，对湿式磁选尾矿进行粒度分析，结果见表1。

表1 湿式磁选尾矿粒度分析结果

由表1可知，湿式磁选尾矿中-0.355 mm粒级产率为83.56%，+0.355 mm粒级产率为16.44%。

2 试验研究

2.1 φ400 mm普通水力旋流器+振动脱水筛试验

采用河南濮阳某公司2台φ400 mm普通水力旋流器进行了探索试验。试验1条件为：给矿280 t/h，沉砂口直径60 mm，溢流口直径100 mm，给矿压力0.02～0.05 MPa，振动筛筛孔0.5 mm，工业试验各产品粒度分析结果见表2。

表2 试验1各产品粒度分析结果

由表2可知，水力旋流器溢流粒度过细，而沉砂中+0.355 mm粒级产率仅为34.10%，且浓度较低，为43.24%，振动筛筛上产品无跑水现象，+0.355 mm粒级产率为76.36%，筛分效率较高。

试验过程中发现，由于给矿不稳定，导致水力旋流器压力不稳定，因此在给矿中补加水，并将其沉砂口直径改为55 mm，给矿量为300 t/h。在此条件下进行了条件试验2，各产品粒度分析结果见表3。

表3 试验2各产品粒度分析结果

由表3可知，与条件1试验结果相比，沉砂口由60 mm改为55 mm后，溢流粒度整体变化不大，+0.105 mm粒级产率稍有增加，-0.037 mm粒级产率减少，沉砂样粒度变化亦不明显。

2.2 FX500-GT水力旋流器+振动脱水筛试验

试验1和试验2结果表明，采用水力旋流器+振动脱水筛串级浓缩进行湿抛尾矿捞砂是可行的。考虑到两台水力旋流器的给矿不均匀和现场场地限制，采用1台FX500-GT水力旋流器+振动脱水筛进行后续试验。

2.2.1 FX500-GT水力旋流器+振动脱水筛试验

采用FX500-GT水力旋流器+振动脱水筛进行试验。试验3条件为：给矿量300 t/h，沉砂口直径80 mm，溢流口直径150 mm，给矿压力0.05 MPa，振动筛筛孔0.5 mm，试验3各产品粒度分析结果见表4。

表4 试验3各产品粒度分析结果

由表4可知，溢流产品粒度组成与2台φ400 mm水力旋流器相比，+0.105 mm与-0.074 mm两粒级产率分别稍有增加，0.074～0.105 mm粒级产率减小，但整体变化不大；沉砂中-0.355 mm粒级产率为66.80%，稍有增加，经过振动筛脱水后，-0.355 mm粒级产率降至34.80%，与表2结果接近。该组数据显示溢流细度仍旧较细，仍需继续调整。

2.2.2 FX500平底水力旋流器+振动脱水筛捞砂试验

对FX500水力旋流器更换部件后进行试验。试验4条件为：给矿量300 t/h，沉砂口直径80 mm，溢流口直径200 mm，给矿压力0.05 MPa，振动筛筛孔0.5 mm，试验4各产品粒度分析结果见表5。

表5 试验4各产品粒度组成分析结果

由表5可知，溢流样中+0.355 mm粒级产率仍占8.32%，沉砂中-0.355 mm粒级产率平均占32.79%，振动筛筛上产品-0.355 mm粒级产率平均占29.95%，因此需减小溢流口直径。

调整水力旋流器溢流口直径为180 mm，其他条件不变，进行试验5，各产品粒度分析结果见表6。

表6 试验5各产品粒度组成分析结果

由表6可知，溢流中+0.355mm粒级产率为4.06%，沉砂样中-0.355mm粒级产率为24.65%，筛上产品-0.355mm粒级产率为37.66%，由于只取一组样，可能取样误差，数据存在不合理性，但从整体趋势可以看出，采用180mm溢流口分级效果优于溢流口150、200mm。

沉砂口直径改为70 mm，进行试验6，其他条件为：给矿量300 t/h，溢流口直径150 mm，给矿压力0.04～0.05 MPa，振动筛筛孔0.5 mm，试验6各产品粒度分析结果见表7。

表7 试验6各产品粒度分析结果

由表7可知，溢流中+0.355 mm粒级产率为8.96%，沉砂中-0.355 mm粒级产率为16.67%，筛上产品含水率13.35%(浓度86.65%)，-0.355 mm粒级产率为15.51%，脱水效果较好，且优于其他条件结果。而且经过长时间连续生产，振动筛筛网不堵塞，故建议采用该参数。

3 结 论

张庄铁矿现场采用水力旋流器与振动脱水筛串联脱水工艺对湿抛尾矿进行脱水获得了较明显的效果。试验结果表明，在使用1台FX500平底水力旋流器与振动脱水筛，溢流口直径为180 mm，沉砂口直径为70 mm，给矿压力稳定在0.04～0.06 MPa时，可确保筛上产品含水率为13.35%，且-0.355 mm粒级产率为15.51%，有利于细尾砂皮带运输的顺畅运行。